Cos'è la respirazione diretta?
La respirazione diretta è uno dei diversi tipi di respirazione insieme alla respirazione mediante la diffusione del sangue, la respirazione tracheale, la respirazione mediante branchie e la respirazione polmonare.
Questi sono classificati come respirazione semplice o complessa, in base ai diversi meccanismi per estrarre l'ossigeno dal loro ambiente.
La respirazione è un processo involontario. La sua funzione principale è di fornire ossigeno alle cellule del corpo e rimuovere l'anidride carbonica. Tutti gli esseri viventi hanno meccanismi per portare avanti questo processo.
In tutti i casi, questo scambio di gas che avviene tra un organismo e il suo ambiente avviene attraverso la diffusione, il processo fisico che consente questo scambio.
Nel caso degli esseri umani, la diffusione avviene nei polmoni e nel caso di organismi più semplici, come spugne o meduse, si verifica su tutta la superficie dei loro corpi.
Le creature più semplici, come gli organismi unicellulari, dipendono interamente dalla diffusione per lo spostamento e lo scambio di gas.
Con l'aumentare della complessità di questi organismi, le cellule si allontanano dallo strato cellulare in cui avviene lo scambio di gas con l'ambiente. In questo modo diventa sempre più difficile ottenere ed eliminare i gas per diffusione.
Respira direttamente o respira per diffusione
Sebbene 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 le lascia.
La struttura della membrana cellulare è estremamente importante. È composto principalmente da due fogli di fosfolipidi e proteine che lo rendono in grado di controllare ciò che lo attraversa.
Il fosfolipide è una molecola composta da acidi grassi, alcool (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 attraversarlo. Poiché le molecole della membrana sono sempre in movimento, consente di formare aperture temporanee che consentono alle piccole molecole di attraversare da un lato della membrana all'altra.
Questo movimento costante e la concentrazione sproporzionata delle molecole all'interno e all'esterno della cellula, rendono più facile il loro spostamento attraverso la membrana.
Le sostanze all'interno delle cellule aiutano anche a determinare il livello di concentrazione tra la cellula e ciò che la circonda.
All'interno puoi trovare citosol, composto per lo più di acqua; organelli e vari composti come carboidrati, proteine e sali, tra gli altri.
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 concentrazione inferiore. Questo processo è chiamato trasmissione.
Una molecola di ossigeno può passare attraverso la membrana plasmatica di una cellula perché è abbastanza piccola e con le giuste condizioni.
La maggior parte degli esseri viventi usa costantemente l'ossigeno nelle reazioni chimiche che avvengono nelle loro cellule. Tra questi processi chimici sono 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 spostano dall'esterno all'interno della cellula.
Allo stesso modo, le cellule producono anche più diossido di carbonio rispetto al loro ambiente, quindi c'è una maggiore concentrazione all'interno della cellula rispetto all'esterno.
Quindi questo anidride carbonica si muove dall'interno verso l'esterno della cellula. Questo scambio di gas è vitale per sopravvivere.
Ci sono organismi che non hanno organi respiratori specializzati come gli umani. Pertanto, devono prendere ossigeno ed espellere l'anidride carbonica attraverso la loro pelle.
Perché questo semplice scambio gassoso avvenga, sono necessarie diverse condizioni. Le leggi di Fick stabiliscono che la percentuale di diffusione attraverso una membrana dipende dalla superficie, dalla differenza di concentrazione e dalla distanza.
Pertanto, i loro corpi devono essere sottili e lunghi (di piccolo volume ma con molta superficie). Inoltre, dovrebbero secernere una sostanza umida e viscosa che faciliti lo scambio (come accade con il muco che si trova nei polmoni).
Organismi come ossiuri (nematodi), tenie (platelminti), meduse (celenterati) e spugne (poriferi) che respirano attraverso la diffusione, non hanno sistema respiratorio, tendono ad avere forme sottili ed estese 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 tue cellule sono mantenute umide in modo che la diffusione dei gas avvenga direttamente.
Le tenie sono piccole e appiattite. 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 avessero una forma cilindrica, le cellule centrali del tuo corpo non sarebbero in grado di ottenere ossigeno.
Infine, vale la pena ricordare che il processo di diffusione che consente di ottenere ossigeno e l'espulsione del biossido di carbonio è un processo passivo come qualsiasi altro meccanismo respiratorio. Nessun organismo lo fa in modo consapevole né può controllarlo.
Respirazione per diffusione del sangue
Una forma più complessa di diffusione incorpora un sistema circolatorio che consente un maggiore spostamento. Implica il trasporto dell'ossigeno attraverso uno strato umido della superficie verso il flusso sanguigno.
Una volta che l'ossigeno è nel sangue, può diffondersi in tutto il corpo per raggiungere tutte le cellule e i tessuti. Ad esempio, questo sistema viene utilizzato da anfibi, lombrichi e sanguisughe.
Come nei cestodi, i lombrichi hanno un corpo cilindrico ma sottile che ha molta superficie e poco volume.
Inoltre, mantengono il loro corpo omero secernendo un muco viscoso nelle loro ghiandole epiteliali che permette loro di intrappolare e dissolvere ossigeno dall'aria.
