تبادل گازهای تنفسی بین شش و خون

تبادل گازهاى تنفسى بين شش و خون در کيسه‌هاى هوايى به وقوع مى‌پيوندد. گازهاى تنفسى براى مبادله بايد از جدار لايهٔ تنفسى بگذرند. اين لايه مسير کوتاهى است که شامل سلول‌هاى جدار کيسه‌هاى هوايي، يک فضاى حد واسط و سلول‌هاى جدار مويرگ مى‌باشد. اکسيژن موجود در کيسهٔ هوايى به صورت گاز است و براى ورود به خون بايد ابتدا در مايع مخاطى کيسه‌هاى هوايى حل شود و سپس در حالت محلول از جدار تنفسى عبور کند. مکانيسم حرکت اکسيژن محلول از طريق انتشار است و عامل مؤثر در اين حرکت اختلاف فشار اکسيژن بين کيسه‌هاى هوايى و خون است. فشار اکسيژن در کيسه‌هاى هوايى و خون نسبت مستقيم با غلظت اين ماده در اين دو مکان دارد. در مجاورت کيسه‌هاى هوايى مويرگ‌هاى خونى وجود دارند که از يک سوى آنها خون سياهرگى يعنى خونى که داراى اکسيژن کم و دى‌اکسيد کربن زياد است وارد مى‌شود و از سوى ديگر در اثر مبادلهٔ گازها با کيسه‌هاى هوايي، خون سرخرگى که داراى اکسيژن زياد و دى‌اکسيد کربن کم است خارج مى‌شود. فشار اکسيژن در خون سياهرگى خيلى کمتر از فشار اين گاز در کيسه‌هاى هوايى است و از اين‌رو اکسيژن از کيسه‌هاى هوايى به خون سياهرگى منتشر مى‌شود. بدين‌ ترتيب خون سياهرگى از اکسيژن غنى شده و خون سرخرگى را ايجاد مى‌کند. دى‌اکسيد کربن بر عکس در خون سياهرگى داراى فشار بيشترى نسبت به کيسه‌هاى هوايى مى‌باشد لذا اين گاز در جهت عکس حرکت کرده وارد کيسه‌هاى هوايى مى‌شود.

طبق قانون دالتون، گازهاى مختلفى که در يک مايع حل مى‌شوند هر يک مستقلاً و به تنهايى عمل مى‌کنند. بدين ترتيب انتشار گازهاى O۲ و CO۲ نيز مستقلاً صورت گرفته و مقدار انتشار آنها در خون فقط بستگى به اختلاف فشار 'غلظت' هر يک از آنها در خون دارد. بين غلظت و فشار يک گاز در مايع رابطه‌اى مستقيم برقرار است، زيرا مطابق قانون هنري، بين حلاليت فيزيکى هر گاز در يک مايع 'غلظت' با ميزان فشار همان گاز رابطهٔ مستقيم وجود دارد.

در مورد انتقال گازهاى تنفسي، بر اساى اين دو قانون 'دالتون و هنري' اولاً انحلال و حرکت گازهاى اکسيژن و دى‌اکسيد کربن در خون و در لايهٔ تنفسى مستقل از يکديگر صورت مى‌گيرد و ثانياً ميزان انحلال و حرکت اين دو گاز وابسته به فشار هرکدام از آنها است. از اين‌رو بالا بودن فشار اکسيژن در کيسه‌هاى هوايى موجب انحلال آن در جدار تنفسى شده و انتشار آن را به‌سوى خون سبب مى‌شود. برعکس بالا بودن ميزان دى‌اکسيد کربن در خون سياهرگى نسبت به کيسه‌هاى هوايي، انتشار آن را به کيسه‌هاى هوايى موجب مى‌شود.

مسئله‌اى که در مورد هر نوع انتقالى که به‌واسطهٔ کيفيت انتشار صورت مى‌گيرد بايد به‌خاطر داشت، اين است که انتشار فقط در دو حالت مؤثرتر است. يکى اين که مسافت انتشار بسيار کم است و دوم اينکه سطح انتشار بسيار زياد باشد که هر دوى اين شرايط در ساختمان کيسه‌هاى هوايى و لايهٔ تنفسى کاملاً صدق مى‌کند.