Gas Exchange and Partial Pressures, Animation
Stikstofgas en edelgassen worden door ons lichaam eigenlijk niet uitgewisseld. Stikstofgas heeft 3 verbindingen en reageert daarom slecht met andere stoffen (hoewel sommige bacteriën het wel kunnen gebruiken) en edelgassen heten edelgassen, omdat ze überhaupt niet reageren met andere stoffen. De lucht die we uitademen bevat dus dezelfde hoeveelheden stikstofgas en edelgas. Na het uitademen bevat de lucht nog ongeveer 16% zuurstof en zo’n 5% koolstofdioxide, je kunt dus zien dat ons lichaam hier wel iets mee doet.
Wanneer we bij mensen praten over gaswisseling gaat het eigenlijk altijd over het inademen van zuurstof (O2) en het uitademen van koolstofdioxide (CO2). Dat doen mensen en andere zoogdieren om suikers te kunnen verbranden, zodat het lichaam warm blijft en je energie hebt om alles te doen, van het bewegen van je spieren tot het gebruiken van je hersenen om je huiswerk te maken.
Gaswisseling wordt ook wel respiratie genoemd. Bij zoogdieren heet gaswisseling vaak gewoon ademhaling. We noemen het gaswisseling omdat natuurlijk niet alle organismen longen hebben. Gaswisseling kan ook plaatsvinden bij vissen via de kieuwen. Insecten hebben ook geen longen, maar bij hen kan gaswisseling plaatsvinden via buisjes in het lichaam die tracheeën heten. En sommige vissen en schildpadden kunnen zelfs gaswisseling uitvoeren in hun darmen.
Om die zuurstof overal in je lichaam te krijgen begin je natuurlijk door lucht in te ademen. De longen lijken van buiten gewoon op grote zakken, maar van binnen zijn ze heel wat complexer. De lucht komt binnen door de luchtpijp. De luchtpijp splitst in twee bronchiën, eentje voor elke long. Daarna splitsen de bronchiën weer in een heleboel bronchiolen, kleinere vertakkingen. Aan het einde van de bronchiolen zitten de longblaasjes, die ook wel eens alveoli worden genoemd.
Gaswisseling kan hoeft ook niet alleen zuurstof naar koolstofdioxide te zijn. Planten doen het precies andersom, ze verzamelen koolstofdioxide via hun bladmondjes en zetten die om in suiker. Het kan ook nog met hele andere gassen, sommige bacteriën verzamelen stikstof- en zwavelverbindingen om energie van te maken en ook dat is gaswisseling.
Er is een verschil tussen gaswisseling en ademhaling. Ademhaling is het verversen van de lucht in de longen met behulp van een groot aantal spiergroepen. Gaswisseling is het proces in de capillairen waarbij de gassen als koolstofdioxide en zuurstof onderling worden uitgewisseld in het bloed. In de longen geeft bloed dat terugkomt van de organen koolstofdioxide af en neemt het zuurstof op. In de weefsels gebeurt dit ook nog een keer, maar dan precies omgekeerd. Het bloed neemt koolstofdioxide op uit de weefsels en geeft zuurstof af aan de weefsels.
Als de rode bloedcel in de dubbele bloedsomloop door het lichaam heen reist, komt het door de twee hierboven omschreven milieus. De rode bloedcel komt via de kleine bloedsomloop aan in de longen. Het milieu in de longen zorgt ervoor dat hemoglobine (Hb) een enorme affiniteit ontwikkelt voor zuurstof. De hemoglobine in de rode bloedcel zal in het milieu van de longen maximaal zuurstof opnemen. Alle hemoglobine zal daar voor 98% verzadigd zijn van zuurstof. Hemoglobine wordt in de longen oxyhemoglobine. Nu zal het verzadigde hemoglobine via het hart terechtkomen in de grote bloedsomloop. Zolang het bloed stoomt door de dikke slagaders zal er niets veranderen aan de liefde van het hemoglobine voor de meegenomen zuurstof. Het hemoglobine zal de zuurstof nog steeds omarmen. Vroeg of laat zullen de slagaders zich gaan vertakken tot kleinere slagadertjes om uiteindelijk te veranderen in capillairen. In deze capillairen komt het verzadigde hemoglobine voor het eerst terecht in een ander milieu. Het milieu van actieve weefsels. Deze actieve weefsels produceren warmte en CO2 en verbruiken O2. In dit milieu dat volledig tegengesteld is aan het milieu in de longen verandert de affiniteit van hemoglobine voor het zuurstof. De affiniteit neemt af. De omarming van het hemoglobine en de zuurstof meent af. Sterker: het hemoglobine laat de O2 los. De losgelaten O2 diffundeert naar de cellen die het nodig hebben voor de celademhaling. De affiniteit wordt echter nooit nul. Het hemoglobine reist altijd met een restvoorraad terug naar de longen. In de onderstaande afbeelding wordt de zuurstofafgifte (verlies aan affiniteit) in verschillende weefsels weergegeven. Uit de afbeelding blijkt: hoe hoger de CO2concentratie in de weefsels, des te lager de affiniteit van hemoglobine voor O2 in het betreffende weefsel, des te meer O2 wordt afgegeven. Des te minder O2 neemt de bloedcel (hemoglobine) terug richting de longen.
Hoeveel zuurstof hemoglobine in de weefsels afgeeft is dus afhankelijk van de weefsels waar de rode bloecel met hemoglobine doorheen stroomt. Rode bloedcellen die terugstromen naar de longen zullen dus allemaal nog op een andere manier verzadigd zijn met zuurstof. De verzadigingspecentages in onderstaande afbeelding zijn arbitrair en verzonnen om het principe van zuurstofafgifte en zuurstofverzadiging uit te leggen.
In de weefsels wordt door dissimilatie in de mitochondriën koolstofdioxide geproduceerd. Koolstofdioxide is een afvalproduct en moet worden afgevoerd van de weefsels richting de longblaasjes. In de longblaasjes kan het koolstofdioxide worden uitgeademd. In de onderstaande illustratie is te zien dat koolstofdioxide op drie manieren van de weefsels naar de longen vervoerd kan worden. Deze drie manieren zijn: opgelost als koolstofdioxide in het bloed, gebonden aan hemoglobine, of met behulp van water omgezet in HCO3-.
Het volledig volle bekertje met 20 ml zuustof komt via de grote bloedsomloop aan in een weefsel waar een zuurstofspanning heerst van 30 mm Hg (Zuurstofspanning van 30 mm Hg komt overeen met ongeveer 4% zuurstof) en bij spierweefsel waar veel CO2 is geproduceerd. Volgens de curve moet na het passeren van het weefsel het bekertje nog voor 38% gevuld zijn. Er is dan 62% zuurstof afgegeven aan het spierweefsel. Ging het bekertje met 20 ml zuurstof de aorta in, het zal de onderste holle ader instromen met nog maar 7,6 ml zuurstof in het bekertje. Er is 12,4 ml zuurstof afgegeven aan het spierweefsel.
Log in om je favorieten op te slaan
Toegevoegd aan Mijn favorieten in Mijn Schooltv
Verwijderd uit Mijn favorieten in Mijn Schooltv
Je moet ingelogd zijn in Mijn Schooltv om een afspeellijst te kunnen maken.
Toegevoegd aan Mijn afspeellijsten in Mijn Schooltv
Verwijderd uit Mijn afspeellijsten in Mijn Schooltv
FAQ
Wat wordt er bedoeld met gaswisseling?
Is diffusie gaswisseling?
Hoe komt zuurstof in de cel?