Co je výměna plynu?

Výměna plynu je proces, který se vyskytuje jako součást dýchání a umožňuje organismu vyměňovat odpadní plyny za plyny, které potřebuje, aby mohl fungovat. V případě lidí a jiných savců to umožňuje expresi oxidu uhličitého a příjem kyslíku. K výměně plynu dochází podél dýchací membrány, jako je například výstelka plic u zvířat, a oběhový systém organismu umožňuje plynům pohybovat se v celém těle. U jednobuněčných zvířat umožňuje výměna plynu plyny volně se pohybovat přímo dovnitř a ven z buňky.

V rostlinách působí listy jako dýchací membrána, s malými kapilárními cévami v listech, které přenášejí plyny a živiny po celém stromu. Zvířata, jako jsou obojživelníci, se mohou při výměně plynu spoléhat na své kůže, zatímco žíhaná zvířata, jako jsou ryby, používají velkou plochu žiabrů k vytažení rozpuštěného kyslíku z vody do svých těl.

Pokaždé, když se člověk nadechne, vstupuje do plic vzduch bohatý na kyslík a jiné plyny. Vzduch se pohybuje z oblasti vysokého tlaku, plných plic, do oblasti nízkého tlaku, jednoho z alveol, malých vaků lemujících plíce. Odtud kyslík prochází tenkou membránou do kapilár zásobujících plíce, kde se váže na hemoglobin pro transport po celém těle. Jak krev cirkuluje, odvádí také odpady jako oxid uhličitý a dodává je do plic pro výměnu plynu, takže mohou být vytlačeny z alveol a vydechovány, když člověk vydechne.

U lidí, kteří mají potíže s dýcháním, se může začít vyvíjet hypoxie, což je stav, kdy k tělu nedochází dostatek kyslíku. K tomu může dojít, když je výměna plynu inhibována tekutinou v plicích, když plíce nemohou správně nafouknout nebo když je ucpána dýchací cesty. Pacient, který nedokáže vyloučit oxid uhličitý a získat kyslík výměnou, začne vyvíjet modření končetin a může dýchat po vzduchu.

V prostředí bohatém na jiný plyn, jako je dusík, může tento plyn vytlačovat kyslík, což znemožňuje kyslíku dosáhnout plic. Pacient může být schopen dýchat normálně, ale protože nedochází k výměně plynu s kyslíkem, stává se pomalu hladověným. V závislosti na dýchaném plynu se u pacientů mohou rozvinout příznaky jako závratě, zmatenost a ospalost, než podlehnou kómě a eventuální smrti v důsledku nedostatku kyslíku.