Was ist der Zweck der Atmung?

Lunge

Das Atmen ist einer der natürlichsten und grundlegendsten Prozesse des Lebens, aber für lange Zeit war die Art des Atmens hartnäckig und unbekannt. Die Zelle wurde erstmals im 19. Jahrhundert entdeckt und revolutionierte unser Verständnis des Lebens. Fast alles am Leben dreht sich um die Zelle.

Atmung

Es mag nicht selbstverständlich sein, aber das Atmen ist eigentlich ein wesentlicher Bestandteil des Stoffwechselprozesses. Die meisten vielzelligen Organismen auf der Erde, selbst solche ohne Lungen oder lungenähnliche Strukturen, nutzen die reichlich vorhandene Menge an Sauerstoff und Kohlendioxid in der Atmosphäre, um die Energieproduktion zu unterstützen. Dies gilt für Pflanzen und Insekten und viele andere Lebensformen.

Sauerstoff

Wenn Menschen einatmen, dehnen sich beide Lungen beiderseits aus, damit Sauerstoff eindringen kann. In der Lunge befinden sich kleine Lungenbläschen, die aus Aveolen bestehen, die in Blutgefäße eingewickelt sind. Hier diffundiert Sauerstoff im Austausch gegen Kohlendioxid in das Blut und bindet an Hämoglobin. Vier Sauerstoffmoleküle können an eine einzelne rote Blutzelle binden. Der Sauerstoff wird dann durch die Lungenarterie zum Herzen gepumpt und zum Rest des Körpers ausgesendet.

Stoffwechsel

Bald dringt Sauerstoff in Gewebekapillaren ein und diffundiert passiv in jede Zelle aufgrund der geringeren Sauerstoffkonzentration in der Zellmembran. Am Ende des Stoffwechselprozesses wird Sauerstoff an das Mitochondrion abgegeben, das wie das Kraftwerk der Zelle ist. Nachdem bereits die Produktion von ATP, dem Hauptenergieträger, angetrieben wurde, brauchen freie Elektronen und Wasserstoffionen (geladene Wasserstoffpartikel) etwas, an das sie sich binden können, sonst wird der gesamte Prozess zum Erliegen kommen. Diese Partikel können sich frei an Sauerstoff binden, wodurch Wasser als Nebenprodukt entsteht.

Kohlendioxid

Früher im Stoffwechselprozess wurde Kohlendioxid als Nebenprodukt durch die ständige Umordnung von Molekülen erzeugt. Kohlendioxid muss dann den Körper verlassen und eine Reise machen, die dem von Sauerstoff sehr entgegengesetzt ist. Das Gas diffundiert über Kapillaren als eine Form von Bicarbonationen aus der Zelle und direkt in das Blutplasma. Wenn es die Lungen erreicht, wird es gegen Sauerstoff ausgetauscht und dann in die Luft ausgestoßen.

Atemrate

Da die Energieproduktion in den Zellen eine nahezu konstante Aktivität ist, ist auch die Atmung nahezu konstant (einige Tiere wie Wale können über längere Zeit Sauerstoff speichern). Dies bedeutet, dass stressige und anstrengende Aktivitäten die Atemfrequenz und den Blutfluss erhöhen, um Sauerstoff für eine höhere Energieproduktion in die Zellen zu bringen. Diese Rate wird vom Gehirn sorgfältig reguliert.

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