Gassutveksling i alveolene
I lungene tar blodet opp oksygen og kvitter seg med karbondioksid. Dette skjer ved diffusjon.
Det er flere faktorer som medvirker til effektiv gassutveksling mellom alveolene og blodet:
Både alveolene og kapillarene består av kun ett lag med svært tynne epitelceller (0,0003 mm).
Både alveolene og kapillarene har et stort samlet overflateareal.
Pusting gjør at alveolene ventileres konstant. Samtidig strømmer blod med lav oksygenkonsentrasjon og høy karbondioksidkonsentrasjon kontinuerlig til lungekapillarene.
Hastigheten på blodstrømmen er på sitt laveste gjennom kapillarene.
Kapillarene er så små at de røde blodcellene, som transporterer det meste av oksygenet, blir presset gjennom med bredsiden mot kapillarveggen.
Tenk gjennom hvilken betydning hver av disse faktorene har.
Transporten av gasser i blodet
Transporten mellom alveolene og cellene tas hånd om av sirkulasjonssystemet. Oksygenet transporteres i røde blodceller, der det er bundet til hemoglobin. En viktig tilpasning er at hemoglobinets evne til å binde oksygen påvirkes av det fysiske og kjemiske miljøet i blodet, for eksempel temperatur, pH og karbondioksidkonsentrasjon. Dette forklarer hvordan hemoglobinet kan ha lett for å binde oksygen i lungekapillarene (én type miljø), samtidig som det har lett for å avgi oksygen i vevskapillarene (en annen type miljø).
Det er bare en mindre del av karbondioksidet (cirka 30 prosent) som transporteres bundet til hemoglobin. Mesteparten transporteres i blodvæsken som hydrogenkarbonat. Hydrogenkarbonat dannes når karbondioksid reagerer med vann.
Cellene
Celleåndingen forbruker oksygen og produserer karbondioksid. Cellene har derfor lavere oksygenkonsentrasjon og høyere karbondioksidkonsentrasjon enn blodet. Dette gjør at oksygen diffunderer fra blodet til cellene, mens karbondioksid diffunderer motsatt vei. I hvile har ikke cellene behov for så mye oksygen, så da er det bare 25 % av oksygenet i blodet som diffunderer over til cellene. Ved hardt muskelarbeid eller når vi holder pusten, vil blodet kunne avgi opp mot 75 % av oksygenet.
Lufta vi puster inn, inneholder 21 % oksygen. Lufta vi puster ut, inneholder 16 % oksygen. Betyr dette at gassutvekslingen er ineffektiv?
Oksygenmetningen til blodet som forlater lungene, er normalt 97–99 %. Det betyr at 97–99% av bindingssetene til hemoglobin fylles opp på turen gjennom lungekapillarene. (Hvert hemoglobinmolekyl har fire seter som hver kan binde ett oksygenmolekyl.) I lys av disse tallene må vi kunne si at gassutvekslingen er svært effektiv. Husk også at selv om vi bare nyttiggjør oss 25 % av det tilgjengelige oksygenet, vil dette tilsvare en stor mengde oksygen dersom luftvolumet er stort.