Vonkajšie dýchanie - metabolizmus - príprava na maturitu
Ak by ste mali posúdiť, ktorá činnosť je pre nás najdôležitejšia, „dýchanie“ by bolo nesporným číslom 1. Bez jedla dokážeme prežiť dlhé fázy, bez vody asi 3 dni, ale bez kyslíka iba pár minút. Slovo inšpirácia sa používa v medicíne na inhaláciu, mimo lekárskej oblasti pre kreatívne nápady, osvetu, inšpiráciu. Už len použitie slova „inšpirácia“ v našom jazyku ukazuje dôležitosť dýchacieho procesu!
Vnútorné a vonkajšie dýchanie
Pod pojmom dýchanie sa rozumie mechanicko-anatomické dýchanie pľúc pomocou bránice a svalov hrudníka. Na druhej strane sa dýchaním rozumie biochemický proces generovania energie z oxidácie sacharidov (vo vnútornej membráne mitochondrií), známy ako bunkové dýchanie. Energia sa uvoľňuje počas bunkového dýchania vo forme ATP.
Všimnite si
Bez vonkajšieho dýchania neexistuje bunkové dýchanie!
Kyslík sa dostáva do krvi difúziou a riadeným prúdením. Kyslík prechádza z alveol do jemných krvných kapilár, potom sa prenáša do srdca vo veľkých tepnách a odtiaľ sa distribuuje do celého tela. Viazaný na transportný proteín hemoglobín v krvi, je to opäť difúzia, ktorá umožňuje prechod kyslíka z krvi do bunky.
Difúzia je veľmi efektívna a extrémne rýchla na krátke vzdialenosti, ale nie je vhodná na veľké vzdialenosti (pľúca - srdce - veľké prsty). Tu je potrebný smerovaný tok. Tento prietok je udržiavaný rôznymi parciálnymi tlakmi kyslíka a špeciálnymi vlastnosťami hemoglobínu.
Procesy vonkajšieho dýchania
Dýchanie sa deje nielen pľúcami, ale aj pokožkou. Ostatné živé bytosti používajú žiabre (ryby) alebo priedušnice (hmyz).
V pľúcach dochádza k výmene plynov cez oblasť, ktorá je zmenená na telo, často silne zložená a preto s mimoriadne zväčšeným povrchom.
Dýchanie vzduchu obsahujúceho kyslík vstupuje do tela ústami a nosom.
Dýchací vzduch je zvlhčený a filtrovaný nosovým dýchaním. Vzduch sa dostáva do priedušnice cez hltan, a teda cez priedušky do pľúc. Dve prieduškové vetvy sa ďalej rozvetvujú a vytvárajú bronchioly. „Najjemnejšou podjednotkou“ pľúc sú alveoly alebo alveoly, ktoré sú obklopené tenkou membránou a umožňujú tak prechod kyslíka difúziou do krvných ciev. Oxid uhličitý prechádza z krvi rovnakými tenkými membránami do vydychovaného vzduchu.
Výmena plynov v alveolách sa uskutočňuje difúziou. V pľúcnych kapilárach kyslík prechádza do krvi, na oplátku sa oxid uhličitý z krvi dostane do pľúc a je tak odstránený z tela (výdych).
Proces difúzie závisí vo veľkej miere od počtu prítomných molekúl plynu:
Čím vyššia je koncentrácia kyslíka, tým viac môže difundovať cez membránu do tela.
Výmena plynu môže prechádzať
- Priepustnosť membrány pre látky, ktoré sa majú vymieňať
- Veľkosť povrchu membrány
- Hrúbka membrány (= difúzna cesta)
- Teplota (ovplyvňuje rýchlosť správneho pohybu molekúl, a tým aj rýchlosť difúzie. Čím je teplejšia, tým lepšia je výmena plynov)
- Rozdiely v koncentrácii medzi dvoma stranami membrány
Všimnite si
Čím väčší je koncentračný gradient, tým lepšie funguje výmena plynov.