Wymiana gazowa

Wymiana gazowa (ang. gas exchange) – proces, w czasie którego dochodzi do dyfuzji gazów i ich wymiany pomiędzy całym organizmem a jego otoczeniem (wymiana gazowa zewnętrzna) oraz pomiędzy płynami ustrojowymi a tkankami (wymiana gazowa wewnętrzna). Wymiana gazowa u organizmów fotosyntetyzujących jest związana z takimi procesami jak fotosynteza, oddychanie komórkowe i fotooddychanie, u organizmów heterotroficznych wymiana gazowa związana jest tylko z procesem oddychania komórkowego. W potocznym znaczeniu oddychanie jest błędnie zawężane do wymiany gazowej.

Wymiana gazowa u zwierząt

Dyfuzja gazów odbywa się poprzez powierzchnię oddechową, którą jest powierzchnia całego układu oddechowego, a czasem nawet powierzchnia skóry (jak u płazów i u ryb). Powierzchnia oddechowa charakteryzuje się znacznym pofałdowaniem (np. skrzela, płuca) zapewniającym skuteczną wymianę gazów.

Wymiana gazowa na powierzchni listków skrzelowych u ryb może zachodzić:

• na zasadzie przeciwprądów (np. skrzela ryb kostnoszkieletowych)
• na zasadzie prądów równoległych (np. skrzela ryb chrzęstnoszkieletowych).

U człowieka wymiana gazowa przebiega w pęcherzykach płucnych, między ścianą pęcherzyka a oplatającymi ją naczyniami włosowatymi. Przez ścianę pęcherzyka i naczyń dyfundują gazy: tlen i dwutlenek węgla. Dyfuzja odbywa się z miejsc o większym stężeniu do miejsc o stężeniu mniejszym, zgodnie z gradientem stężeń. Cząsteczki tlenu dyfundują z pęcherzyków płucnych do krwi, w odwrotnym kierunku wędruje dwutlenek węgla. Tempo tych zjawisk zależy od ciśnień parcjalnych gazów.

Wymiana gazowa u roślin

U roślin wymiana tlenu i dwutlenku węgla między tkankami rośliny a atmosferą odbywa się poprzez aparaty szparkowe, przetchlinki. W ciemności wymiana gazowa roślin związana jest z wydzielaniem CO₂ i pobieraniem tlenu z tak zwanym oddychaniem mitochondrialnym (wyjątek stanowią rośliny CAM), w okresie dnia rośliny prowadzą wymianę gazową związaną z procesami fotosyntezy, oddychania komórkowego oraz fotooddychania w przypadku najliczniejszej grupy roślin C₃, u roślin C₄ nie obserwuje się wymiany gazowej związanej z fotooddychaniem a u roślin CAM wymiana gazowa jest regulowana przez wiele czynników takich jak światło i dostępność wody.

Bibliografia

• Włodzimierz Załachowski: Ryby. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997. ISBN 83-01-12286-2.
• Mały słownik biologiczny. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1972.