gassutveksling

Gassutveksling er den biologiske prosessen der oksygen (O2) diffunderer fra omgivelsene inn i blodet, og karbondioksid (CO2) diffunderer ut av blodet til omgivelsene. Dette skjer ved respirasjonsflater som lunger hos pattedyr, gjeller hos fisk, og i noen organismer også gjennom hud eller trakealsystem. Effektiv gassutveksling krever et stort overflateareal, en tynn diffusjonsmembran og forskjeller i partialtrykkene på oksygen og karbondioksid mellom blod og omgivelse.

I mennesket skjer mesteparten av gassutvekslingen i alveolene i lungene. Oksygen diffunderer fra alveolsluft med høyt oksygenpartialtrykk til blodet i kapillærene, mens CO2 diffunderer fra blodet til alveolene hvor det skilles ut ved utånding. Diffusjonen følger gradientene og skjer gjennom den tynne respirasjonsmembranen. Oksygen transporteres i hovedsak ved at det binder seg til hemoglobin i røde blodceller, mens CO2 transporteres som bikarbonat i plasma, som fri CO2 i plasma og i mindre grad bundet til proteiner.

Effektiviteten av gassutvekslingen påvirkes av ventilasjon og perfusjon (forholdet mellom luftstrøm og blodstrøm), membranets tykkelse og overflate, temperatur og gassenes løselighet. Sykdommer som fibrose eller væskeansamling i lungene kan redusere diffusjonsevnen, mens høyde og fysisk aktivitet påvirker oksygenbehov og tilgjengelighet.

Hos fisk skjer utvekslingen i gjeller med motstrømsutveksling som maksimerer diffusjonen av oksygen. Insekter bruker et trakealsystem som leverer luft direkte til cellene gjennom små rør, mens enkelte amfibier også kan utføre betydelig gassutveksling gjennom huden. Gassutveksling er essensiell for cellular respirasjon og energiomsetning i alle aerobe organismer.