Co je výměna plynu?Téměř žádný živý tvor se bez něj neobejde. Výměna plynů v plicích a tkáních, stejně jako v krvi, pomáhá nasytit buňky živinami. Díky němu přijímáme energii a vitalitu.
Co je výměna plynu?
K existenci potřebují živé organismyvzduch. Je to směs mnoha plynů, z nichž většinu tvoří kyslík a dusík. Oba tyto plyny jsou nezbytnými složkami pro normální fungování organismů.
V průběhu evoluce se různé druhy vyvinuly vlastnízařízení k jejich získávání, někteří mají vyvinuté plíce, jiní mají žábry a další používají pouze kůži. Pomocí těchto orgánů se provádí výměna plynů.
Co je výměna plynu?Jedná se o proces interakce mezi vnějším prostředím a živými buňkami, při kterém dochází k výměně kyslíku a oxidu uhličitého. Při dýchání se kyslík dostává do těla spolu se vzduchem. Sytí všechny buňky a tkáně, účastní se oxidační reakce, přeměňuje se na oxid uhličitý, který se vylučuje z těla spolu s dalšími metabolickými produkty.
Výměna plynů v plicích
Každý den dýcháme více než 12 kilogramů.vzduch. V tom nám pomáhají plíce. Jsou nejobjemnějším orgánem, schopným pojmout až 3 litry vzduchu na jeden plný hluboký nádech. K výměně plynů v plicích dochází pomocí alveolů - četných bublin, které jsou propletené krevními cévami.
Vzduch se do nich dostává horními dýchacími cestamicesty procházející průdušnicí a průduškami. Kapiláry spojené s alveoly nasávají vzduch a přenášejí ho oběhovým systémem. Zároveň uvolňují oxid uhličitý do plicních sklípků, který s výdechem opouští tělo.
Proces výměny mezi alveoly a krevními cévamitzv. bilaterální difúze. Probíhá během několika sekund a provádí se díky rozdílu tlaku. Okysličený atmosférický vzduch má více kyslíku, takže se řítí do kapilár. Oxid uhličitý má menší tlak, proto se tlačí do alveol.
Krevní oběh
Bez oběhového systému, výměny plynů v plicích atkáně by bylo nemožné. Naše tělo je prošpikováno mnoha krevními cévami různých délek a průměrů. Představují je tepny, žíly, kapiláry, venuly atd. V cévách nepřetržitě cirkuluje krev, která podporuje výměnu plynů a látek.
Výměna plynu v krvi se provádí pomocí dvoukruhy krevního oběhu. Při dýchání se vzduch začíná pohybovat ve velkém kruhu. V krvi je přenášen navázáním na speciální bílkovinu zvanou hemoglobin, která je obsažena v erytrocytech.
Z alveolů vzduch vstupuje do kapilár a poté dotepny směřující přímo do srdce. V našem těle plní roli výkonné pumpy, pumpující okysličenou krev do tkání a buněk. Ty zase uvolňují krev naplněnou oxidem uhličitým a směrují ji přes venuly a žíly zpět do srdce.
Procházející pravou síní, žilní krevdokončuje velký kruh. Plicní oběh začíná v pravé komoře. Prostřednictvím něj je krev destilována do plicního kmene. Pohybuje se tepnami, arterioly a kapilárami, kde si vyměňuje vzduch s alveoly, aby znovu nastartoval cyklus.
Výměna v tkáních
Takže víme, jaká je výměna plynů v plicích akrev. Oba systémy přenášejí a vyměňují plyny. Klíčová role ale patří tkáním. Jsou to hlavní procesy, které mění chemické složení vzduchu.
Arteriální krev nasycuje buňky kyslíkem,což v nich spouští řadu redoxních reakcí. V biologii se jim říká Krebsův cyklus. Pro jejich realizaci jsou potřeba enzymy, které také přicházejí spolu s krví.
Během Krebsova cyklu citron, octa další kyseliny, produkty pro oxidaci tuků, aminokyselin a glukózy. Jedná se o jednu z nejdůležitějších fází, která doprovází výměnu plynů v tkáních. Během jeho průběhu se uvolňuje energie, která je nezbytná pro práci všech orgánů a systémů těla.
K provedení reakce se aktivně používá kyslík. Postupně oxiduje a mění se na oxid uhličitý - CO2, který se uvolňuje z buněk a tkání do krevního oběhu, poté do plic a atmosféry.
Výměna plynů u zvířat
Stavba těla a orgánových systémů v mnohazvířata se velmi liší. Savci jsou nejpodobnější člověku. Drobní živočichové, jako jsou planária, nemají složité systémy pro výměnu látek. K dýchání používají vnější kryty.
Obojživelníci používají kůži k dýchání ataké ústa a plíce. U většiny zvířat žijících ve vodě se výměna plynů provádí pomocí žáber. Jsou to tenké destičky spojené s kapilárami a transportující kyslík z vody do nich.
členovci, jako jsou mnohonožky, vši,pavouci, hmyz, nemají plíce. Po celém těle mají průdušnice, které směřují vzduch přímo k buňkám. Takový systém jim umožňuje rychlý pohyb, aniž by zažívali dušnost a únavu, protože proces tvorby energie je rychlejší.
Výměna plynů v rostlinách
Na rozdíl od zvířat mají rostliny výměnu plynůtkáně zahrnují spotřebu kyslíku i oxidu uhličitého. Při dýchání spotřebovávají kyslík. Rostliny na to nemají speciální orgány, a tak se do nich vzduch dostává všemi částmi těla.
Největší plochu mají zpravidla listy apadá na ně většina vzduchu. Kyslík se do nich dostává malými otvory mezi buňkami, tzv. průduchy, zpracovává se a vylučuje ve formě oxidu uhličitého, stejně jako u zvířat.
Charakteristickým rysem rostlin jeschopnost fotosyntézy. Dokážou tedy pomocí světla a enzymů přeměnit anorganické složky na organické. Při fotosyntéze se vstřebává oxid uhličitý a vzniká kyslík, takže rostliny jsou skutečnými „továrnami“ na obohacování vzduchu.
Vlastnosti
Výměna plynu je jednou z nejdůležitějších funkcíjakýkoli živý organismus. Provádí se pomocí dýchání a krevního oběhu, přispívá k uvolňování energie a metabolismu. Zvláštností výměny plynů je, že neprobíhá vždy stejně.
Za prvé, bez dýchání to nejdezastavení na 4 minuty může vést k narušení fungování mozkových buněk. V důsledku toho tělo zemře. Existuje mnoho onemocnění, při kterých dochází k narušení výměny plynů. Tkáně nedostávají dostatek kyslíku, což zpomaluje jejich vývoj a funkci.
Nerovnoměrnost výměny plynů je pozorována vzdravých lidí. Výrazně se zvyšuje se zvýšenou svalovou prací. Doslova za šest minut dosáhne maximálního výkonu a dodrží ho. Se zvyšující se zátěží se však může začít zvyšovat množství kyslíku, což se také nepříjemně podepíše na tělesné pohodě.
