Wymiana gazowa jest to dyfuzja prosta między organizmem a środowiskiem. Decydują o niej następujące czynniki:
1. Różnica stężeń (lub ciśnienie) gazów oddechowych
2. Łatwość przechodzenia przez warstwę graniczną (nabłonka oddechowego oraz od rozpuszczalności gazów oddechowych w wodzie)
3. Wielkość powierzchni czynnej (powierzchni wymiany gazowej). Im będzie ona większa, tym większa ilość gazów będzie wymieniana w jednostce gazu.
Wymiana gazowa w płucach (oddychanie zewnętrzne)
– to wymiana gazowa w silnie ukrwionym układzie oddechowym
– dyfuzja gazów pomiędzy powietrzem a krwią odbywa się zgodnie z gradientem (różnicą) ciśnień (stężeń).
– powietrze zasysane do płuc miesza się z powietrzem zalegającym i dlatego jego skład różni się od atmosferycznego.
– w pęcherzykach ciśnienie parcjalne (cząsteczkowe) tlenu jest wyższe, a ciśnienie dwutlenku węgla niższe.
– wymiana gazowa doprowadza do zwiększenia stężenia CO2 i spadku ciśnienia O2 w płucach (17% O2 i 4% CO2 w wydychanym powietrzu).
Wymiana gazowa we krwi (oddychanie wewnętrzne)
– to wymiana gazowa między krwią i komórkami ciała (tkankami)
– odbywa się zgodnie ze stężeniem
– dopływająca do tkanek utlenowana krew zawiera dużo tlenu a ciśnienie ok. 12,8kPa i niewielkie CO2 o ciśnieniu ok. 5,3 kPa.
– komórki ciała zużywają w procesach oddychania komórkowego tlen i wytwarzają dwutlenek węgla. Prowadzi to do obniżenia ciśnienia tlenu w komórce i zwiększenia ciśnienia dwutlenku węgla. Wyższe ciśnienie tlenu w krwi dopływającej w zupełności wystarcza do wymuszenia dyfuzji tego gazu do komórek, a niższe ciśnienie dwutlenku węgla powoduje dyfuzję gazu z komórek do krwi
Sposób i formy transportu O2 i CO2
O2:
– Około 3% O2, który dostaje się do krwi fizycznie rozpuszcza się w osoczu
– około 97% O2, transportowane jest w erytrocytach w połączeniu z hemoglobiną powstaje tzw. oksyhemoglobina. Cząsteczka hemoglobiny jest tzw. tetramerem, czyli składa się z czterech połączonych ze sobą łańcuchów białkowych (2x α i 2x β). Każda z pojedynczych posiada wbudowany związek organiczny – hem. Wewnątrz niego znajduje się atom żelaza (II) (Fe2+), który ma możliwość przyłączenia jednej cząsteczki tlenu. Połączenie to jest nietrwałe, dzięki czemu tlen może być uwalniany w tkankach organizmu
.Biologia 2, zakres rozszerzony, Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego, autorzy: Ewa Holak, Waldemar Lewiński, Małgorzata Łaszczyca, Grażyna Skirmuntt, Jolanta Walkiewicz, wyd. Operon, Gdynia 2003, ISBN 83-7390-118-3, str. 150
CO2:
– około 10% CO2 rozpuszcza się w osoczu
– około 20% CO2 transportowane jest w połączeniu z białkami osocza i z białkową częścią hemoglobiny
– około 70% CO2, jest transportowane w osoczu w formie jonów wodorowęglanowych. HCO3-, które powstają w erytrocytach z H2O i CO2.
