Behovet for gassutveksling
Celler forbruker oksygen og produserer karbondioksid gjennom celleånding. Organismene må derfor ta opp oksygen og skille ut karbondioksid. Denne prosessen kalles gassutveksling.
Hovedtrekk ved gassutveksling hos dyr
Gassutvekslingen mellom miljøet og organismen skjer ved diffusjon gjennom en del av kroppsoverflaten som vi kaller gassutvekslingsoverflaten.
Mengden gass som diffunderer gjennom gassutvekslingsoverflaten i et tidsrom,
øker jo tynnere overflaten er
øker med overflatearealet
øker med konsentrasjonsforskjellen
Spesialiserte gassutvekslingsoverflater er tynne og har ofte folder og innbuktninger som gir et stort areal.
Lufta eller vannet ved gassutvekslingsoverflaten skiftes ut for å opprettholde en konsentrasjonsforskjell. Dette kalles ventilering.
Hos dyr over en viss størrelse transporteres gassene mellom overflaten og cellene ved hjelp av et sirkulasjonssystem.
Organer for gassutveksling
Det finnes fire hovedtyper organer for gassutveksling: hud, trakéer, gjeller og lunger.
Gassutveksling i vann
Både oksygenkonsentrasjonen og diffusjonshastigheten er lavere i vann enn i luft. I tillegg har vann høyere massetetthet enn luft.
Gjeller er utvendige gassutvekslingsoverflater som er egnet for gassutveksling i vann.
Motstrømsprinsippet: I gjellene til fisk transporteres vannet og blodet motsatt vei. Dette gjør at blodet kan ta opp mer av oksygenet i vannet.
Gassutveksling i luft
Lunger er innvendige gassutvekslingsoverflater som er egnet for gassutveksling på land. Den innvendige plasseringen reduserer fordampingen av vann fra overflaten.
Insekter har trakéer, et rørsystem som forbinder omgivelsene direkte med cellene.
Gassutvekslingssystemet til pattedyr
Gassutvekslingssystemet til pattedyr består av lungene og et rørsystem, luftveiene, som forbinder lungene med omgivelsene.
Lufta vi puster inn, ender opp i lungeblærer, såkalte alveoler. Det er her gassutvekslingen skjer.
Alveolene har en stor samlet overflate, har tynne vegger og er omgitt av et tett nettverk av tynne blodårer (kapillarer).
Pusting
Vi puster ved hjelp av pustemuskulaturen, som består av mellomgulvet og musklene mellom ribbeina.
Innånding er en aktiv prosess: Når pustemusklene trekker seg sammen, øker volumet av brysthulen. Dette gjør at lufttrykket i lungene blir lavere enn lufttrykket utenfor kroppen, slik at luft suges ned i lungene.
Utånding er en passiv prosess: Når pustemusklene slapper av, reduseres volumet av brysthulen. Dette gjør at lufttrykket i lungene blir høyere enn lufttrykket utenfor kroppen, slik at luft presses ut av lungene.
Regulering av pusten
Vi har et eget pustesenter i hjernen som regulerer hvor ofte og hvor dypt vi puster.
Pusten reguleres slik at konsentrasjonen av gasser i blodet er stabil, uavhengig av aktivitetsnivået.
Gassutveksling hos planter
Planter forbruker oksygen og produserer karbondioksid gjennom celleånding. De forbruker dessuten karbondioksid og produserer oksygen gjennom fotosyntese.
Gassutvekslingen med omgivelsene avhenger av balansen mellom celleånding og fotosyntese.
Opptak av karbondioksid til fotosyntesen skjer ved diffusjon gjennom regulerbare spalteåpninger. Vann diffunderer ut av spalteåpningene. Behovet for opptak av karbondioksid må balanseres mot risikoen for å tørke ut.
