In deze blogpost leert u hoe dieren zuurstof en koolstofdioxide in evenwicht brengen door middel van ademhaling. We bekijken hoe het proces werkt en waarom het belangrijk is voor het leven.
Wat zijn de kenmerken van het leven die alle dieren gemeen hebben? Een daarvan is het feit dat ze ademen. Ademen is een essentiële activiteit voor het goed functioneren van elk orgaan van een dier. Zonder ademhaling zou er geen zuurstof aan de cellen worden afgegeven en zouden de cellen niet in staat zijn de energie te produceren die ze nodig hebben om te functioneren. Het organisme zou niet langer in staat zijn om in leven te blijven. Als zodanig is ademen, dat cruciaal is voor het leven, een wetenschappelijk concept dat het inademen van zuurstof en het uitademen van koolstofdioxide betekent. Maar het is meer dan alleen een uitwisseling van lucht; het is ook een fundamenteel proces dat ervoor zorgt dat het lichaam van een dier voortdurend in interactie staat met de buitenwereld.
De zuurstof die via ademhaling de longen binnendringt, wordt gecombineerd met hemoglobine in de rode bloedcellen in de longblaasjes, waar het naar elke weefselcel in het lichaam wordt getransporteerd en vervolgens wordt gescheiden. Hemoglobine is het voertuig dat zuurstof naar elke weefselcel transporteert. Hemoglobine is een eiwit dat ijzer bevat, waardoor het zijn rode kleur krijgt. Eén molecuul hemoglobine kan maximaal vier moleculen zuurstof binden. Deze binding van hemoglobine en zuurstof wordt een verzadigingsreactie genoemd en het resulterende product wordt oxyhemoglobine genoemd. Aan de andere kant wordt de dissociatie van zuurstof uit oxyhemoglobine die naar elke weefselcel is gereisd de dissociatiereactie genoemd. Door dit proces ontvangt elk weefsel in het lichaam de zuurstof die het nodig heeft om de normale functie te behouden.
De verzadigingsreactie verloopt het beste in een omgeving met meer zuurstof en minder koolstofdioxide, en hoe hoger de pH van het bloed, hoe beter. Dit komt doordat de pH van het bloed toeneemt naarmate de concentratie koolstofdioxide afneemt. Daarom neemt de snelheid waarmee de verzadigingsreactie plaatsvindt af naarmate de concentratie koolstofdioxide in het bloed boven normaal stijgt. Dit is de reden waarom we soms naar adem happen, wat een manier is om koolstofdioxide uit het lichaam te verdrijven en de snelheid van de verzadigingsreactie te verhogen tot normale niveaus. Temperatuur heeft ook invloed op de verzadigingsreactie. Hoe kouder de temperatuur, hoe beter de verzadigingsreactie. Dissociatiereacties zijn het tegenovergestelde van verzadigingsreacties en treden op wanneer er minder zuurstof, meer koolstofdioxide, een lagere pH en een hogere temperatuur is.
Zodra zuurstof aan de cel is afgegeven, gebruiken de mitochondriën, de krachtcentrales daarin, deze om voedingsstoffen zoals glucose af te breken om energie te produceren voor cellulaire activiteit. Bij dit proces ontstaat koolstofdioxide. Dit koolstofdioxide komt eerst de rode bloedcellen in het bloed binnen, waar het oplost en koolzuur wordt, en zich vervolgens scheidt in waterstofkationen en koolzuuranionen. De gescheiden koolzuuranionen verlaten de rode bloedcellen, lossen op in het plasma en worden naar de longen getransporteerd. In de longen komen de anionen opnieuw in de rode bloedcellen terecht en worden koolstofdioxide. Dit is vergelijkbaar met de manier waarop kooldioxide wordt geproduceerd in cider en cola, die opgelost koolzuur bevatten. Na dit proces wordt de kooldioxide uit de longen en uit het lichaam verdreven.
Dit proces is cruciaal voor het overleven van alle dieren. Het vereist met name onmiddellijke actie wanneer er een gebrek aan zuurstof is of wanneer de longen zijn aangetast. Bijvoorbeeld, bij mensen, wanneer we naar grote hoogte klimmen of intensief sporten, neemt de behoefte van het lichaam aan zuurstof dramatisch toe. In deze situaties wordt ademhalen belangrijker en vinden er fysiologische veranderingen plaats om de zuurstoftoevoer te optimaliseren. Deze reacties kunnen soms vrij snel en dramatisch zijn en ze zijn direct gerelateerd aan het in leven houden van ons.
Als je niet kunt ademen, komt er geen zuurstof in je lichaam en komt er geen koolstofdioxide uit. Het lichaam ervaart dan een hoge concentratie koolstofdioxide in het bloed, wat de drang om te ademen triggert om het kwijt te raken en zuurstof te krijgen. Dit gebeurt door te ademen om de zuurstof- en koolstofdioxidegehaltes in het lichaam terug te brengen naar normale niveaus. Deze regulerende functie is essentieel voor het in stand houden van het leven. Dit feit laat zien hoe belangrijk het inademen van zuurstof en het uitademen van koolstofdioxide zijn voor het in stand houden van het leven. Dit maakt ademen meer dan alleen een fysiologische reactie; het is een fundamenteel onderdeel van het in stand houden van het leven zelf. Dus hoewel we het ademen misschien als vanzelfsprekend beschouwen, mogen we de complexe en geavanceerde mechanismen erachter die ons in leven houden niet vergeten.
