Šajā emuāra ierakstā jūs uzzināsit, kā dzīvnieki elpojot līdzsvaro skābekli un oglekļa dioksīdu. Apskatīsim, kā process darbojas un kāpēc tas ir svarīgi dzīvē.
Kādas ir dzīvības īpašības, kas raksturīgas visiem dzīvniekiem? Viens no tiem ir fakts, ka viņi elpo. Elpošana ir būtiska darbība, lai katrs dzīvnieka orgāns darbotos pareizi. Bez elpošanas šūnām netiktu piegādāts skābeklis un šūnas nespētu saražot funkcionēšanai nepieciešamo enerģiju. Organisms vairs nespētu uzturēt dzīvību. Kā tāda elpošana, kas ir dzīvībai svarīga, ir zinātnisks jēdziens, kas nozīmē skābekļa ieelpošanu un oglekļa dioksīda izelpošanu. Bet tas ir vairāk nekā tikai gaisa apmaiņa; tas ir arī fundamentāls process, kas uztur dzīvnieka ķermeni pastāvīgā mijiedarbībā ar ārpasauli.
Skābeklis, kas nokļūst plaušās caur elpošanu, tiek apvienots ar hemoglobīnu sarkanajās asins šūnās alveolos, kur tas tiek transportēts uz katru ķermeņa audu šūnu un pēc tam atdalīts. Hemoglobīns ir transportlīdzeklis, kas transportē skābekli uz katru audu šūnu. Hemoglobīns ir proteīns, kas satur dzelzi, kas piešķir tam sarkano krāsu. Viena hemoglobīna molekula var saistīt līdz četrām skābekļa molekulām. Šo hemoglobīna un skābekļa saistīšanos sauc par piesātinājuma reakciju, un iegūto produktu sauc par oksihemoglobīnu. No otras puses, skābekļa disociāciju no oksihemoglobīna, kas ir ceļojis uz katru audu šūnu, sauc par disociācijas reakciju. Izmantojot šo procesu, katrs ķermeņa audi saņem skābekli, kas nepieciešams normālai darbībai.
Piesātinājuma reakcija vislabāk notiek vidē, kurā ir vairāk skābekļa un mazāk oglekļa dioksīda, un jo augstāks ir asins pH, jo labāk. Tas ir tāpēc, ka, samazinoties oglekļa dioksīda koncentrācijai, palielinās asins pH. Tāpēc, kad oglekļa dioksīda koncentrācija asinīs palielinās virs normas, piesātinājuma reakcijas ātrums samazinās. Tāpēc mēs dažreiz piedzīvojam gaisa elpu, kas ir veids, kā izvadīt no organisma oglekļa dioksīdu un palielināt piesātinājuma reakcijas ātrumu līdz normālam līmenim. Temperatūra ietekmē arī piesātinājuma reakciju. Jo aukstāka temperatūra, jo labāka ir piesātinājuma reakcija. Disociācijas reakcijas ir pretējas piesātinājuma reakcijām un notiek, ja ir mazāk skābekļa, vairāk oglekļa dioksīda, zemāks pH un augstāka temperatūra.
Kad šūnā tiek piegādāts skābeklis, mitohondriji, tajā esošās spēkstacijas, izmanto to barības vielu, piemēram, glikozes, sadalīšanai, lai ražotu enerģiju šūnu darbībai. Šis process rada oglekļa dioksīdu. Šis oglekļa dioksīds vispirms nonāk sarkanajās asins šūnās asinīs, kur tas izšķīst un kļūst par ogļskābi, un pēc tam sadalās ūdeņraža katjonos un oglekļa anjonos. Atdalītie oglekļa anjoni atstāj sarkanās asins šūnas un izšķīst plazmā un tiek transportēti uz plaušām. Plaušās anjoni atkārtoti nonāk sarkanajās asins šūnās un kļūst par oglekļa dioksīdu. Tas ir līdzīgi tam, kā oglekļa dioksīds tiek ražots sidrā un kolā, kas satur izšķīdinātu ogļskābi. Pēc šī procesa oglekļa dioksīds tiek izvadīts no plaušām un no ķermeņa.
Šis process ir ļoti svarīgs visu dzīvnieku izdzīvošanai. Jo īpaši tas prasa tūlītēju rīcību, ja trūkst skābekļa vai ja ir traucētas plaušas. Piemēram, cilvēkiem, kad mēs kāpjam lielos augstumos vai intensīvi vingrojam, ķermeņa nepieciešamība pēc skābekļa krasi palielinās. Šajās situācijās elpošana kļūst svarīgāka, un notiek fizioloģiskas izmaiņas, lai optimizētu skābekļa piegādi. Šīs reakcijas dažreiz var būt diezgan ātras un dramatiskas, un tās ir tieši saistītas ar mūsu dzīvības saglabāšanu.
Kad jūs nevarat elpot, skābeklis nenokļūst jūsu ķermenī un oglekļa dioksīds netiek no tā. Pēc tam ķermenis piedzīvo augstu oglekļa dioksīda koncentrāciju asinīs, kas izraisa vēlmi elpot, lai atbrīvotos no tā un iegūtu skābekli. To veic elpojot, lai skābekļa un oglekļa dioksīda līmenis organismā atgrieztos normālā līmenī. Šī regulējošā funkcija ir būtiska dzīvības uzturēšanai. Šis fakts parāda, cik svarīga dzīvības uzturēšanai ir skābekļa ieelpošana un oglekļa dioksīda izelpošana. Tas padara elpošanu vairāk nekā tikai fizioloģisku reakciju; tā ir būtiska sastāvdaļa pašas dzīvības uzturēšanai. Tāpēc, lai gan mēs varam uztvert elpošanu kā pašsaprotamu, mums nevajadzētu aizmirst sarežģītos un izsmalcinātos mehānismus, kas mūs uztur dzīvus.
