- Respirazione diretta o respirazione a diffusione
- Diffusione dell'ossigeno
- Leggi di Fick
- Organismi con respirazione diretta
- Respirazione per diffusione sanguigna
- Riferimenti
La respirazione diretta avviene tra le cellule di un essere vivente e l'ambiente, senza che un organo abbia bisogno di respirare; cioè, lo scambio di gas avviene attraverso una membrana. In questi organismi, il trasporto dell'ossigeno avviene per semplice diffusione; A causa del fatto che l'ossigeno è in maggiore quantità all'esterno, si diffonde nel corpo.
La respirazione diretta è uno dei diversi tipi di respirazione insieme alla respirazione per diffusione sanguigna, alla respirazione tracheale, alla respirazione branchiali e alla respirazione polmonare. Questi sono classificati in respirazione semplice o complessa, a seconda dei diversi meccanismi di estrazione dell'ossigeno dal loro ambiente.
La respirazione è un processo involontario. La sua funzione principale è fornire ossigeno alle cellule del corpo e rimuovere l'anidride carbonica. Tutti gli esseri viventi hanno meccanismi per eseguire questo processo.
In tutti i casi, questo scambio di gas che avviene tra un organismo e il suo ambiente avviene per diffusione, un processo fisico che consente questo scambio.
Nel caso dell'uomo, la diffusione avviene nei polmoni e nel caso di organismi più semplici, come spugne o meduse, avviene su tutta la superficie del corpo.
Le creature più semplici, come gli organismi unicellulari, dipendono interamente dalla diffusione per il movimento e lo scambio di gas.
Man mano che la complessità di questi organismi aumenta, le cellule si allontanano dallo strato cellulare dove avviene lo scambio di gas con l'ambiente. In questo modo diventa più difficile ottenere ed eliminare i gas per diffusione.
Respirazione diretta o respirazione a diffusione
Nonostante il fatto che gli organismi specializzati abbiano una grande varietà di cellule con funzioni diverse, una struttura è comune a tutte le cellule: la membrana cellulare o la membrana plasmatica.
Questa membrana forma una sorta di barriera intorno alle cellule e regola tutto ciò che entra e esce.
La struttura della membrana cellulare è estremamente importante. È composto principalmente da due fogli di fosfolipidi e proteine che gli fanno controllare ciò che lo attraversa.
Il fosfolipide è una molecola composta da acidi grassi, alcol (glicerolo) e un gruppo fosfato. Queste molecole sono in costante movimento casuale.
La membrana cellulare è semipermeabile, il che significa che alcune piccole molecole possono attraversarla. Poiché le molecole di membrana sono sempre in movimento, consente la formazione di aperture temporanee che consentono alle piccole molecole di attraversare da un lato all'altro della membrana.
Questo movimento costante e la concentrazione sproporzionata delle molecole all'interno e all'esterno della cellula, rende più facile per loro muoversi attraverso la membrana.
Le sostanze all'interno della cellula aiutano anche a determinare il livello di concentrazione tra la cellula e l'ambiente circostante.
All'interno puoi trovare il citosol, composto principalmente da acqua; organelli e vari composti come carboidrati, proteine e sali, tra gli altri.
Diffusione dell'ossigeno
Le molecole si muovono al di sotto del livello di concentrazione. Cioè, il suo movimento va da un'area di maggiore concentrazione a una di minore concentrazione. Questo processo è chiamato trasmissione.
Una molecola di ossigeno può passare attraverso la membrana plasmatica di una cellula poiché è abbastanza piccola e nelle giuste condizioni.
La maggior parte degli esseri viventi utilizza costantemente l'ossigeno nelle reazioni chimiche che avvengono nelle loro cellule. Questi processi chimici includono la respirazione cellulare e la produzione di energia.
Pertanto, la concentrazione di ossigeno all'interno delle cellule è molto inferiore alla concentrazione di ossigeno al di fuori di esse. Quindi le molecole si muovono dall'esterno all'interno della cellula.
Allo stesso modo, le cellule producono anche più anidride carbonica del loro ambiente, quindi c'è una concentrazione più elevata all'interno della cellula che all'esterno.
Quindi questo anidride carbonica si sposta dall'interno verso l'esterno della cellula. Questo scambio di gas è vitale per la sopravvivenza.
Leggi di Fick
Ci sono organismi che non hanno organi respiratori specializzati come gli esseri umani. Pertanto, devono assorbire ossigeno ed espellere l'anidride carbonica attraverso la pelle.
Perché questo semplice scambio di gas avvenga, sono necessarie diverse condizioni. Le leggi di Fick affermano che la proporzione di diffusione attraverso una membrana dipende dall'area della superficie, dalla differenza di concentrazione e dalla distanza.
Pertanto, i loro corpi devono essere sottili e lunghi (volume basso ma con molta area superficiale). Inoltre, dovrebbero secernere una sostanza umida e viscosa che facilita lo scambio (come accade con il muco che si trova nei polmoni).
Organismi con respirazione diretta
Organismi come ossiuri (nematodi), tenie (vermi piatti), meduse (celenterati) e spugne (poriferi) che respirano per diffusione, non hanno un sistema respiratorio, tendono ad avere forme lunghe e sottili e secernono sempre fluidi viscosi o muco.
A causa della forma e della semplicità di questi organismi, ogni cellula del tuo corpo è molto vicina all'ambiente esterno. Le sue celle sono mantenute umide in modo che la diffusione del gas avvenga direttamente.
Medusa
Le tenie sono piccole e piatte. La forma del tuo corpo aumenta la superficie e l'area di diffusione, assicurando che ogni cellula del corpo sia vicina alla superficie della membrana esterna per accedere all'ossigeno.
Se questi parassiti fossero di forma cilindrica, le cellule centrali del tuo corpo non sarebbero in grado di ottenere ossigeno.
Infine, va notato che il processo di diffusione che consente l'ottenimento dell'ossigeno e l'espulsione dell'anidride carbonica è un processo passivo come qualsiasi altro meccanismo respiratorio. Nessun corpo lo fa in modo cosciente né può controllarlo.
Respirazione per diffusione sanguigna
Una forma più complessa di diffusione incorpora un sistema circolatorio che consente un maggiore spostamento. Consiste nel trasportare l'ossigeno attraverso uno strato umido sulla superficie al flusso sanguigno.
Una volta che l'ossigeno è nel sangue, può diffondersi attraverso il corpo per raggiungere tutte le cellule e i tessuti. Questo sistema viene utilizzato, ad esempio, da anfibi, vermi e sanguisughe.
Come per le tenie, i lombrichi hanno un corpo cilindrico ma sottile che ha molta superficie e poco volume.
Inoltre, mantengono l'omero del tuo corpo secernendo un muco viscoso nelle ghiandole epiteliali che gli consente di intrappolare e dissolvere l'ossigeno dall'aria.
Riferimenti
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- Boundless. "Il sistema respiratorio e la diffusione diretta". Estratto il 5 giugno 2017 su boundless.com.