Kaasujenvaihdossa

Kaasujenvaihdossa tarkoitetaan kaasujen siirtymistä elimistön ja ympäristön välillä. Pääesimerkki ihmisellä on keuhkojen kaasunsiirto: happea siirtyy keuhkorakkuloista vereen ja hiilidioksidia siirtyy verestä keuhkoihin poistettavaksi uloshengityksen yhteydessä. Prosessi perustuu diffuusion gradienttiin, eli kaasujen pitoisuuserot ajavat siirtymisen kalvojen yli. Diffuusio tapahtuu keuhkokudoksen ja veren kapillaarien rajapinnassa, ja sen tehokkuuteen vaikuttavat osapaine-erot, kalvon paksuus sekä pinta-ala, sekä verenkierron ja hengityksen toiminta.

Kaasujenvaihdon tehokkuuteen vaikuttavat muun muassa alveolien suuri pinta-ala, diffuusion matka sekä hapen sitoutuminen hemoglobiiniin ja hiilidioksidin poistuminen verenkierron kautta keuhkoihin. Terveessä ihmisessä happea siirtyy jatkuvasti vereen ja hiilidioksidia poistuu uloshengityksen yhteydessä; jos kaasujenvaihto heikkenee, seurauksena voi olla hypoksia tai hyperkapnia, mikä heikentää kudosten aineenvaihduntaa ja voi johtaa oireisiin kuten hengästyminen.

Kasveilla kaasujenvaihto tapahtuu pääasiassa lehtien stomatoiden kautta. Hiilidioksidia otetaan fotosynteesiin, ja happea sekä vesihöyryä vapautuu takaisin ilmaan. Stomatat avautuvat ja sulkeutuvat ympäristötekijöiden, kuten valon, CO2-pitoisuuden, ilman kosteuden ja lämpötilan mukaan, mikä tasapainottaa kasvin vedenkulutusta ja fotosynteesiä.