Zmieniaj liczbę pęcherzyków. Ogromna powierzchnia pęcherzyków i cienka bariera umożliwiają sprawną dyfuzję O₂ do krwi i CO₂ do powietrza.
Co się właśnie stało?
Zwiększyłeś liczbę pęcherzyków — powierzchnia wymiany wzrosła, a wraz z nią tempo, w jakim tlen przechodzi do krwi. Setki milionów pęcherzyków dają w płucach człowieka powierzchnię rzędu 70–100 m², choć płuca mieszczą się w klatce piersiowej.
Dyfuzja przez barierę pęcherzyk–krew:
— tempo wymiany gazowej jest wprost proporcjonalne do powierzchni wymiany i odwrotnie proporcjonalne do grubości bariery (ściana pęcherzyka + ściana naczynia włosowatego). O₂ dyfunduje z powietrza do krwi, a CO₂ w drugą stronę — zawsze zgodnie z gradientem stężeń.
Co to znaczy w praktyce?
Więcej pęcherzyków → większa powierzchnia → sprawniejsza wymiana. Cieńsza bariera → krótsza droga dyfuzji → szybsza wymiana. Dlatego ewolucja „maksymalizuje powierzchnię, minimalizuje grubość":
Dlaczego rozedma i włóknienie utrudniają oddychanie?
Rozedma niszczy ściany pęcherzyków i łączy je w większe pęcherze — spada . Włóknienie pogrubia barierę — rośnie . W obu przypadkach maleje i organizm gorzej utlenowuje krew.
Po co Ci to na maturze:
Zależność J = S/d wyjaśnia większość zadań o wymianie gazowej — nie tylko w płucach, ale też w skrzelach ryb czy blaszkach liścia. Chwyt: zapytaj, co zwiększa powierzchnię, a co skraca drogę dyfuzji.
Zapamiętaj: pęcherzyki płucne nie pogrubiają ściany — one wielokrotnie zwiększają powierzchnię wymiany przy cienkiej barierze. Wymiana gazowa jest tym sprawniejsza, im większa powierzchnia i im cieńsza bariera: J = S/d.
Wielokrotnie zwiększają powierzchnię wymiany gazowej.
Przez dyfuzję zgodnie z gradientem stężeń przez cienką ścianę pęcherzyka.
By skrócić drogę dyfuzji gazów między powietrzem a krwią.