Bạn có biết rằng ở một số loài oxy được hấp thụ trực tiếp vào các mô?
Tôi biết điều đó nghe có vẻ điên rồ, vì hầu hết có thể có mô hình đó trong đầu họ, trong đó oxy đi vào qua mũi, đến phổi, nơi xảy ra trao đổi khí với máu trong phế nang, tuy nhiên, ở một số loài, như trường hợp của côn trùng, quá trình này hoàn toàn khác, vì nó không liên quan đến hoạt động của hệ tuần hoàn, và được gọi là hô hấp khí quản.
Các loài phát triển kiểu hô hấp này được trang bị khí quản, xâm nhập vào cơ thể, tạo ra một hệ thống ống với các bức tường được gia cố bởi các vòng bao gồm kitin. Khí quản là bộ phận cho phép không khí đi qua hệ thống của loài.
Arachnids và động vật chân đốt là một số ví dụ về động vật phát triển kiểu hô hấp khí quản.
Định nghĩa thở khí quản
Đây là một kiểu hô hấp, có thể được định nghĩa là trực tiếp, vì không khí được cung cấp cho các tế bào, mà không cần máu làm chất lỏng vận chuyển, như trường hợp hô hấp ở người.
Hệ thống hô hấp của côn trùng tiến hành oxy trực tiếp đến các tế bào, nơi chất thải (carbon dioxide) được loại bỏ để vận chuyển ra bên ngoài. Nó được cấu tạo bởi sự kết nối của các loài ống, có nhiệm vụ đưa khí hô hấp vào cơ thể và thực hiện trao đổi khí ở cấp độ tế bào. Không khí đi vào thông qua một loạt các lỗ mở bên ngoài được gọi là các lỗ khí dẫn đến một mạng lưới các ống gọi là khí quản. Các khí quản này nhiều lần phân nhánh ra ngoài khí quản.
Quá trình thở của khí quản diễn ra như thế nào?
Là điển hình của côn trùng và các động vật chân đốt trên cạn khác, kiểu hô hấp này xảy ra nhờ thực tế là những sinh vật này có một loạt các ống, được gọi là khí quản, mở ra bên ngoài thông qua các lỗ gọi là vòi. Đây là những cấu trúc siêu việt nhất trong quá trình này.
Khí quản, tương tự như một hệ thống ống, phân nhánh đến tất cả các bộ phận của cơ thể thiết lập các kết nối quan trọng cho phép trao đổi khí: oxy (O2) và carbon dioxide (CO2), được thực hiện trực tiếp trên tất cả các ô. Không khí được bơm qua các vòi nhụy trước, làm phồng phần bụng của loài. Một khi các vòi nhụy đóng lại, người ta quan sát thấy bụng co lại và khí cacbonic thải ra ngoài qua các vòi nhụy sau.
Trao đổi khí trong hô hấp khí quản, nó được thực hiện theo cơ chế của một quá trình vật lý được gọi là sự khuếch tán, trong đó sản phẩm của gradien nồng độ của dòng khí đi vào, và nồng độ mà nguyên tố được tìm thấy trong tế bào, sẽ thúc đẩy sự giải phóng một loại khí không mong muốn cho cơ thể (CO2), và sự hấp thụ oxy quan trọng. Bởi vì chúng ta có nồng độ cao hơn ở đầu vào không khí, khí này đi từ khí quản vào tế bào qua các lỗ của màng tế bào, cho đến khi nồng độ ở cả hai bên bằng nhau và tại điểm cân bằng thì quá trình dừng lại.
Điều tương tự cũng xảy ra với carbon dioxide, mặc dù theo chiều ngược lại, vì chính các tế bào tạo ra nó như một sản phẩm phụ trong các phản ứng của chúng để thu năng lượng. Do đó, nồng độ của khí này bên trong tế bào cao hơn nhiều so với trong không khí, vì vậy nó đi vào khí quản để cân bằng nồng độ của nó.
Các cấu trúc liên quan
Việc vận chuyển không khí, lấy từ môi trường, được thực hiện thành công ở các sinh vật thực hiện hô hấp khí quản, nhờ vào hoạt động chung của một loạt cấu trúc, trong đó đáng nói là:
- Khí quản: Chúng là sự xâm nhập của lớp phủ, lớp biểu bì, lớp biểu bì, được thay thế trong quá trình thay da. Kích thước của cấu trúc này nhỏ hơn 0.8 mm. Các khí quản phân nhánh ra bên trong động vật và trở nên mỏng hơn để chúng được đưa qua tất cả các mô. Bằng cách này, chúng tiếp cận vùng lân cận của tất cả các tế bào của côn trùng, theo cách tương tự như cách các mao mạch máu hoạt động trong cơ thể con người.
- Nhụy hoặc cành: Lỗ mở mà chúng ta nhận được giữa khí quản trên bề mặt cơ thể được gọi là lỗ thổi hay lỗ nhụy, và những lỗ này nằm ở các vùng được gọi là: trung bì, màng phổi và bụng. Tắc vòi trứng thường được điều chỉnh bởi các van hoạt động bằng cơ. Đặc điểm quan trọng của lỗ chân lông hay lỗ hô hấp là chúng thường được bảo vệ ở hầu hết các loài côn trùng bằng những sợi lông nhỏ, có chức năng tương tự như một bộ lọc ngăn chặn sự xâm nhập của các hạt bụi và vi sinh vật.
- Tracheoles: Chúng là những phân nhánh thâm nhập vào ngay cả các tế bào cơ, và điều quan trọng cần lưu ý là thành của chúng rất mỏng, không cho phép trao đổi tự do giữa khí và nước. Khí quản được bao phủ bởi một chất lỏng được gọi là hemolymph, chất lỏng này có tác dụng tắm rửa các mô.
Tầm quan trọng của hô hấp
Hô hấp có thể được định nghĩa là hành động quan trọng nhất đối với sự phát triển của các chức năng quan trọng, và điều này được hỗ trợ bởi thực tế không thể phủ nhận rằng tất cả các quá trình đều liên quan đến phản ứng oxy hóa và khử, ngay cả trong sinh vật, sự phát triển của các phản ứng đều cần oxy. Các hoạt động phân chia và tái tạo tế bào được thực hiện, nhờ vào sự hiện diện của nguyên tố này. Tầm quan trọng của nó trong quá trình trao đổi chất và thải độc tố cũng được công nhận.
Nguồn cung cấp của nó quan trọng đến mức các loài không thể tồn tại khi thiếu vắng nó.