Che cos'è lo scambio di gas?
Lo scambio di gas è un processo che si verifica nell'ambito della respirazione, consentendo a un organismo di scambiare gas di scarico con gas di cui ha bisogno per funzionare. Nel caso di esseri umani e altri mammiferi, ciò consente l'espressione dell'anidride carbonica e l'assunzione di ossigeno. Lo scambio di gas avviene lungo la membrana respiratoria, come il rivestimento dei polmoni negli animali, e il sistema circolatorio dell'organismo consente ai gas di muoversi in tutto il corpo. Negli animali unicellulari, lo scambio di gas consente ai gas di muoversi liberamente all'interno e all'esterno della cellula.
Nelle piante, le foglie fungono da membrana respiratoria, con piccoli vasi capillari nelle foglie che agiscono per trasportare gas e sostanze nutritive in tutto l'albero. Animali come gli anfibi possono fare affidamento sulle loro pelli per lo scambio di gas, mentre animali gillati come i pesci usano l'ampia superficie delle branchie per estrarre l'ossigeno disciolto dall'acqua e nei loro corpi.
Ogni volta che una persona fa un respiro, l'aria ricca di ossigeno e altri gas entra nei polmoni. L'aria si sposta da un'area ad alta pressione, il polmone riempito, a un'area di bassa pressione, uno degli alveoli, le minuscole sacche che rivestono i polmoni. Da lì, l'ossigeno passa attraverso una sottile membrana nei capillari che alimentano il polmone, dove si lega all'emoglobina per il trasporto in tutto il corpo. Mentre il sangue circola, trasporta anche rifiuti come l'anidride carbonica, consegnandoli ai polmoni per lo scambio di gas in modo che possano essere espulsi dagli alveoli ed espirati quando la persona espira.
Le persone che hanno difficoltà a respirare possono iniziare a sviluppare ipossia, uno stato in cui non arriva abbastanza ossigeno al corpo. Ciò può verificarsi quando lo scambio di gas è inibito dal fluido nei polmoni, quando un polmone non può gonfiarsi correttamente o quando le vie aeree sono ostruite. Un paziente che non è in grado di espellere l'anidride carbonica e di ottenere ossigeno in cambio inizierà a sviluppare il bluing delle estremità e può ansimare per l'aria.
In un ambiente ricco di un altro gas, come l'azoto, quel gas può spostare l'ossigeno, rendendo impossibile all'ossigeno di raggiungere i polmoni. Un paziente può essere in grado di respirare normalmente, ma poiché lo scambio di gas con l'ossigeno non avviene, la persona diventerà lentamente affamata di ossigeno. A seconda del gas che si respira, i pazienti possono sviluppare sintomi come vertigini, confusione e sonnolenza prima di soccombere al coma e alla morte finale a causa della mancanza di ossigeno.