Jeste li znali da se kod nekih vrsta kiseonik apsorbira direktno u tkiva?
Znam da zvuči pomalo ludo, jer najvjerojatnije većina njih ima takav obrazac u glavi u kojem kisik ulazi kroz nos, dolazi do pluća gdje se izmjena plinova s krvlju događa u alveolama, međutim, kod nekih vrsta, kao što je slučaj s insektima, postupak je potpuno drugačiji, jer ne uključuje djelovanje krvožilnog sustava, a naziva se disanjem dušnika.
Vrste koje razvijaju ovu vrstu disanja opremljeni su dušnicima, koji invaginiraju u tijelu, stvarajući sustav cijevi sa zidovima ojačanim prstenovima sastavljenim od hitina. Dušnici su oni koji omogućavaju prolazak zraka u sistem vrste.
Arahnidi i člankonošci su neki od primjera životinja kod kojih se razvija disanje dušničkog tipa.
Definicija disanja na dušnik
To je vrsta disanja, koja bi se mogla definirati kao izravna, jer se zrak dovodi do ćelija, bez potrebe za krvlju kao transportnom tečnošću, kao što je slučaj s disanjem kod ljudi.
Respiratorni sistem insekata provodi kiseonik direktno u ćelije, gdje se otpadni proizvod (ugljični dioksid) uklanja da bi se transportirao prema van. Sastoji se od veze vrsta cjevčica koje su odgovorne za unošenje respiratornih plinova u tijelo i za izmjenu plinova na nivou ćelija. Zrak ulazi kroz niz vanjskih otvora nazvanih spiralama koji vode do mreže cijevi nazvanih dušnici. Ovi dušnici se u više navrata granaju na dušnike.
Kako se javlja disanje na dušnik?
Tipična za insekte i ostale kopnene artropode, ova vrsta disanja javlja se zahvaljujući činjenici da ti organizmi imaju niz cijevi, nazvanih dušnici, koje se otvaraju prema van kroz rupe zvane stigme. To su najvažnije strukture u procesu.
Traheje, slično cijevnom sustavu, granaju se na sve dijelove tijela koji uspostavlja važne veze koje omogućavaju razmjenu plinova: kisik (O2) i ugljen-dioksid (CO2), izvodi se direktno na svim ćelijama. Zrak se pumpa kroz prednje stigme, što napuhuje stomak vrste. Kad se stigme zatvore, opaža se kako se trbuh skuplja i oslobođeni ugljični dioksid izlazi kroz stražnje stigme.
Razmjena plina u disanju dušnika, provodi se slijedeći mehanizam fizičkog procesa koji se naziva difuzija, u kojem produkt gradijenta koncentracije unesene struje zraka i koncentracija u kojoj se element nalazi u ćelijama potiče oslobađanje nepoželjni plin za tijelo (CO2), i apsorpciju vitalnog kisika. Budući da imamo veću koncentraciju na ulazu zraka, ovaj plin prolazi iz dušnika u ćelije kroz pore ćelijskih membrana, sve dok se koncentracije s obje strane ne izjednače i u trenutku ravnoteže proces zaustavi.
Ista stvar se događa sa ugljen-dioksidom, iako na obrnut način, jer ga stanice stvaraju kao nusproizvod u svojim reakcijama za dobivanje energije. Dakle, koncentracija ovog plina unutar ćelija je mnogo veća nego u zraku, pa prolazi prema dušnicima kako bi izjednačila njegovu koncentraciju.
Uključene strukture
Transport zraka izvađen iz okoline uspješno se obavlja u organizmima koji vrše disanje dušnika, zahvaljujući zajedničkom djelovanju niza struktura, među kojima vrijedi spomenuti:
- Traheje: Oni su invaginacija integriteta, koja predstavlja prekrivač ili kutikulu, koja se zamjenjuje tijekom promjene kože. Veličina ove strukture je manja od 0.8 milimetara. Dušnici se grane unutar životinje i postaju tanji, tako da se unose kroz sva tkiva. Na taj način dolaze do blizine svih ćelija insekata, na sličan način kao što to rade kapilare krvi u ljudskom tijelu.
- Stigme ili spirale: Otvor koji dobijemo između dušnika na površini tijela nazivamo puhanjem ili stigmom, a oni se nalaze u regijama zvanim: mezotoraks, metatoraks i trbuh. Okluzija spirala obično se regulira mišićnim ventilima. Važna je karakteristika spirala ili respiratornih pora da su u većini insekata obično zaštićene sitnim dlačicama, čija je funkcija analogna funkciji filtra koji sprečava ulazak čestica prašine i mikroorganizama.
- Traheole: Oni su posljedice koje prodiru čak i u mišićne stanice, a važno je napomenuti da je njihov zid vrlo tanak, što ne omogućava slobodnu izmjenu plinova i vode. Traheji su donekle prekriveni tečnošću koja se naziva hemolimfa, a ista je ona koja okupa tkiva.
Važnost disanja
Respiracija bi se mogla definirati kao najvažniji čin za razvoj vitalnih funkcija, a to ide u prilog nepobitnoj činjenici da su svi procesi povezani s reakcijama oksidacije i redukcije, čak i unutar organizama, za razvoj reakcija potreban je kiseonik. Akcije diobe i regeneracije ćelija se izvode zahvaljujući prisustvu ovog elementa. Prepoznata je i njegova važnost u metaboličkim procesima i oslobađanju toksina.
Njegova opskrba je toliko važna da vrste ne mogu opstati u njenom odsustvu.