Wat is gasuitwisseling?

Gasuitwisseling is een proces dat plaatsvindt als onderdeel van de ademhaling, waardoor een organisme afvalgassen kan uitwisselen voor gassen die het nodig heeft om te functioneren. In het geval van mensen en andere zoogdieren zorgt dit voor de expressie van koolstofdioxide en de inname van zuurstof. Gasuitwisseling vindt plaats langs het ademhalingsmembraan, zoals de voering van de longen bij dieren, en de bloedsomloop van het organisme laat de gassen door het lichaam bewegen. Bij eencellige dieren zorgt gasuitwisseling ervoor dat gassen vrij direct in en uit de cel kunnen bewegen.

In planten werken de bladeren als een ademhalingsmembraan, met kleine capillaire vaten in de bladeren die gassen en voedingsstoffen door de boom transporteren. Dieren zoals amfibieën kunnen op hun huid vertrouwen voor gasuitwisseling, terwijl gekoelde dieren zoals vissen het grote oppervlak van de kieuwen gebruiken om opgeloste zuurstof uit het water en in hun lichaam te trekken.

Elke keer dat iemand ademt, komt zuurstofrijke lucht en andere gassen de longen binnen. De lucht beweegt van een gebied met hoge druk, de gevulde long, naar een gebied met lage druk, een van de longblaasjes, de kleine zakjes langs de longen. Van daaruit gaat de zuurstof door een dun membraan in de capillairen die de long voeden, waar het bindt aan hemoglobine voor transport door het lichaam. Terwijl het bloed circuleert, voert het ook afvalstoffen zoals koolstofdioxide af en levert het aan de longen voor gasuitwisseling, zodat ze uit de longblaasjes kunnen worden gedwongen en kunnen worden uitgeademd wanneer de persoon uitademt.

Mensen die moeite hebben met ademhalen, kunnen hypoxie gaan ontwikkelen, een toestand waarbij onvoldoende zuurstof het lichaam bereikt. Dit kan gebeuren wanneer de gasuitwisseling wordt geremd door vloeistof in de longen, wanneer een long niet goed kan worden opgeblazen of wanneer de luchtweg wordt geblokkeerd. Een patiënt die geen kooldioxide kan verdrijven en in ruil daarvoor zuurstof kan krijgen, begint blauwheid van de ledematen te ontwikkelen en kan naar lucht happen.

In een omgeving die rijk is aan een ander gas, zoals stikstof, kan dat gas zuurstof verdringen, waardoor zuurstof onmogelijk de longen kan bereiken. Een patiënt kan misschien normaal ademen, maar omdat er geen gasuitwisseling met zuurstof plaatsvindt, wordt de persoon langzaam zuurstofarm. Afhankelijk van het gas dat wordt ingeademd, kunnen patiënten symptomen ontwikkelen zoals duizeligheid, verwardheid en slaperigheid voordat ze bezwijken aan coma en uiteindelijk overlijden door gebrek aan zuurstof.