Τι είναι η άμεση αναπνοή;

Το άμεση αναπνοή είναι ένας από τους διαφορετικούς τύπους αναπνοής μαζί με την αναπνοή από τη διάχυση του αίματος, την αναπνευστική λειτουργία της τραχείας, την αναπνοή μέσω των βράγχων και την αναπνοή των πνευμόνων.

Αυτά ταξινομούνται ως απλή ή σύνθετη αναπνοή, σύμφωνα με τους διάφορους μηχανισμούς για την εξαγωγή οξυγόνου από το περιβάλλον τους. 

Η αναπνοή είναι μια ακούσια διαδικασία. Η κύρια λειτουργία του είναι η παροχή οξυγόνου στα κύτταρα του σώματος και η απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα. Όλα τα έμβια όντα διαθέτουν μηχανισμούς για τη διεξαγωγή αυτής της διαδικασίας.

Σε όλες τις περιπτώσεις, αυτή η ανταλλαγή αερίων που συμβαίνει μεταξύ ενός οργανισμού και του περιβάλλοντός του πραγματοποιείται μέσω διάχυσης, μιας φυσικής διαδικασίας που επιτρέπει αυτή την ανταλλαγή.

Στην περίπτωση των ανθρώπων διάχυση συμβαίνει στους πνεύμονες και στην περίπτωση των απλούστερων οργανισμών, όπως σφουγγάρια ή μέδουσες, αυτό συμβαίνει σε ολόκληρη την επιφάνεια του σώματός τους.

Τα απλούστερα πλάσματα, όπως οι μονοκύτταροι οργανισμοί, εξαρτώνται εξ ολοκλήρου από τη διάχυση για την εκτόπιση και την ανταλλαγή αερίων.

Καθώς η πολυπλοκότητα αυτών των οργανισμών αυξάνεται, τα κύτταρα μετακινούνται μακριά από το στρώμα κυττάρων όπου συμβαίνει η ανταλλαγή αερίων με το περιβάλλον. Με τον τρόπο αυτό καθίσταται όλο και πιο δύσκολο να επιτευχθούν και να εξαλειφθούν τα αέρια με διάχυση.

Αναπνεύστε άμεσα ή αναπνέοντας με διάχυση

Αν και εξειδικευμένοι οργανισμοί έχουν μια ευρεία ποικιλία κυττάρων με διαφορετικές λειτουργίες, μια δομή είναι κοινή σε όλα τα κύτταρα: η κυτταρική μεμβράνη ή η μεμβράνη πλάσματος.

Αυτή η μεμβράνη σχηματίζει ένα είδος φραγμού γύρω από τα κύτταρα και ρυθμίζει όλα όσα εισέρχονται και τα αφήνει.

Η δομή της κυτταρικής μεμβράνης είναι εξαιρετικά σημαντική. Αποτελείται κυρίως από δύο φύλλα φωσφολιπιδίων και πρωτεϊνών που το ελέγχουν αυτό που συμβαίνει μέσα από αυτό.

Το φωσφολιπίδιο είναι ένα μόριο που αποτελείται από λιπαρά οξέα, αλκοόλη (γλυκερόλη) και μια φωσφορική ομάδα. Αυτά τα μόρια βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση.

Η κυτταρική μεμβράνη είναι ημιδιαπερατή, πράγμα που σημαίνει ότι ορισμένα μικρά μόρια μπορούν να περάσουν από αυτήν. Καθώς τα μόρια της μεμβράνης πάντοτε κινούνται, επιτρέπουν τη δημιουργία προσωρινών ανοιγμάτων που επιτρέπουν στα μικρά μόρια να διασχίζουν από τη μία πλευρά της μεμβράνης στην άλλη..

Αυτή η σταθερή κίνηση και η δυσανάλογη συγκέντρωση των μορίων εντός και εκτός του κυττάρου, διευκολύνουν την κίνηση τους μέσω της μεμβράνης.

Οι ουσίες μέσα στα κύτταρα βοηθούν επίσης να καθορίσουν το επίπεδο συγκέντρωσης μεταξύ του κυττάρου και του περιεχομένου του.

Μέσα μπορείτε να βρείτε cytosol, που αποτελείται κυρίως από νερό? οργανίδια και διάφορες ενώσεις όπως υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και άλατα, μεταξύ άλλων.

Τα μόρια κινούνται κάτω από το επίπεδο συγκέντρωσης. Δηλαδή, η κίνησή του πηγαίνει από μια περιοχή μεγαλύτερης συγκέντρωσης σε μια περιοχή με χαμηλότερη συγκέντρωση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται εκπομπή.

Ένα μόριο οξυγόνου μπορεί να περάσει από τη μεμβράνη πλάσματος ενός κυττάρου επειδή είναι αρκετά μικρό και με τις κατάλληλες συνθήκες.

Τα περισσότερα ζωντανά πράγματα χρησιμοποιούν συνεχώς το οξυγόνο στις χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στα κύτταρα τους. Η κυτταρική αναπνοή και η παραγωγή ενέργειας είναι μεταξύ αυτών των χημικών διεργασιών.

Ως εκ τούτου, η συγκέντρωση οξυγόνου μέσα στα κύτταρα είναι πολύ χαμηλότερη από τη συγκέντρωση οξυγόνου εκτός αυτών. Στη συνέχεια τα μόρια μετακινούνται από το εξωτερικό στο εσωτερικό του κυττάρου.

Επίσης, τα κύτταρα παράγουν επίσης περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από το περιβάλλον τους, έτσι υπάρχει μεγαλύτερη συγκέντρωση στο εσωτερικό του κυττάρου από το εξωτερικό.

Στη συνέχεια, αυτό το διοξείδιο του άνθρακα κινείται από το εσωτερικό προς το εξωτερικό του κυττάρου. Αυτή η ανταλλαγή αερίων είναι ζωτικής σημασίας για να επιβιώσει.

Υπάρχουν οργανισμοί που δεν διαθέτουν εξειδικευμένα αναπνευστικά όργανα όπως ο άνθρωπος. Επομένως, πρέπει να πάρουν οξυγόνο και να αποβάλουν το διοξείδιο του άνθρακα μέσω του δέρματός τους.

Για να συμβεί αυτή η απλή ανταλλαγή αερίων, απαιτούνται αρκετές προϋποθέσεις. Οι νόμοι του Fick επιβεβαιώνουν ότι η αναλογία διάχυσης μέσω μεμβράνης εξαρτάται από την επιφάνεια, τη διαφορά στη συγκέντρωση και την απόσταση.

Ως εκ τούτου, το σώμα τους πρέπει να είναι λεπτό και μακρύ (μικρού όγκου αλλά με μεγάλη επιφάνεια). Επίσης, πρέπει να εκκρίνουν κάποια υγρή και ιξώδη ουσία που διευκολύνει την ανταλλαγή (όπως συμβαίνει με την βλέννα που βρίσκεται στους πνεύμονες).

Οργανισμοί όπως pinworms (νηματώδη), ταινία (flatworms), μέδουσα (κοιλεντερωτά) και σφουγγάρια (Porifera) αναπνοή μέσω διάχυσης, δεν διαθέτουν το αναπνευστικό σύστημα, τείνουν να έχουν λεπτό και εκτεταμένη μορφές, και πάντα εκκρίνουν ιξώδη βλέννα ή.

Λόγω της μορφής και της απλότητας αυτών των οργανισμών, κάθε κύτταρο του σώματός σας είναι πολύ κοντά στο εξωτερικό περιβάλλον. Τα κύτταρα σας διατηρούνται υγρά, έτσι ώστε η διάχυση των αερίων να λαμβάνει χώρα απευθείας.

Οι ταινίες είναι μικρές και πεπλατυσμένες. Το σχήμα του σώματός σας αυξάνει την επιφάνεια και την περιοχή διάχυσης, εξασφαλίζοντας ότι κάθε κύτταρο μέσα στο σώμα είναι κοντά στην επιφάνεια της εξωτερικής μεμβράνης για πρόσβαση στην οξυγόνο.

Αν αυτά τα παράσιτα είχαν κυλινδρικό σχήμα, τότε τα κεντρικά κύτταρα του σώματός σας δεν θα μπορούσαν να πάρουν οξυγόνο.

Τέλος, σημειώστε ότι η διαδικασία διάχυσης η οποία επιτρέπει την απόκτηση οξυγόνου και η απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα είναι μια παθητική διαδικασία, όπως οποιοδήποτε άλλο μηχανισμό αναπνοής. Κανένας οργανισμός δεν το κάνει με συνειδητό τρόπο ούτε μπορεί να το ελέγξει.

Αναπνοή με διάχυση αίματος

Μια πιο πολύπλοκη μορφή διάχυσης ενσωματώνει ένα κυκλοφορικό σύστημα που επιτρέπει μεγαλύτερη μετατόπιση. Περιλαμβάνει τη μεταφορά οξυγόνου μέσω υγρού στρώματος της επιφάνειας στην κυκλοφορία του αίματος.

Μόλις το οξυγόνο βρίσκεται στο αίμα, μπορεί να εξαπλωθεί σε όλο το σώμα για να φτάσει σε όλα τα κύτταρα και τους ιστούς. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται για παράδειγμα από αμφίβια, γαιοσκώληκες και βδέλλες.

Όπως συμβαίνει και με τις ταινίες, οι γαιοσκώληκες έχουν ένα κυλινδρικό αλλά λεπτό σώμα το οποίο έχει πολύ επιφανειακή και μικρή ένταση.

Επιπλέον, κρατούν βραχιονίου το σώμα σας διαχωρισμό ενός ιξώδους βλέννα στα επιθηλιακά αδένες σας που σας επιτρέπει να παγιδεύσει και να διαλυθεί το οξυγόνο του αέρα.

Αναφορές

1. Beal, Lauren. "Ουάου! Τα Θαύματα ενός Γαιοσκώληκα. Πώς η διάχυση επιτρέπει σε έναν Γόνατο να αναπνεύσει. " Ανακτήθηκε στις 05 Ιουνίου 2017 στο sas.upenn.edu.
2. Science Clarified (2017). "Αναπνοή - Πώς λειτουργεί". Ανακτήθηκε στις 5 Ιουνίου 2017 στο scienceclarified.com.
3. Raven, Ρ., Johnson, G.B. (2002) Biology, έκτη έκδοση. McGraw Hill, Dubuque, 11053-1070 σελ.
4. Εγκυκλοπαίδεια Επιστημών (2017). "Αναπνοή - Εξωτερική Αναπνοή". Ανακτήθηκε στις 05 Ιουνίου 2017 στο science.jrank.org.
5. Απεριόριστη. "Το αναπνευστικό σύστημα και η άμεση διάχυση". Ανακτήθηκε στις 05 Ιουνίου 2017 στο boundless.com.