Hingamine

11. klass > Bioloogia > 2. Metabolism ja teised eluavaldused

Hingamiselundite liigid on kopsud (näiteks inimesel ja teistel imetajatel või ka lindudel, roomajatel ja kahepaiksetel), õhusooned ehk trahheed (näiteks putukatel), lõpused (näiteks kaladel), nahk (näiteks kahepaiksetel lisaks kopsudele), raamatkopsud (näiteks ämblikulaadsetel).

Hingamiselundkond ja hingamine:

youtube_video

Inimese hingamiselunditeks on kopsud (kujutatud ka pildil).

Bioloogia1

Enne kopsudesse jõudmist läbib õhk ninaõõne, neelu, kõri ja hingetoru.

Gaasivahetus kopsudes

Bioloogia2

Kopsualveoolid vahetavad verega gaase. Süsihappegaas liigub verest kopsudesse ja hapnik kopsudest verre.

Mis on kopsualveoolid? Need on õhukese, ühest rakukihist koosneva seinaga õhuga täidetud kotikesed kopsudes, mida ümbritseb verekapillaaride võrk. Alveoolide kogumikud moodustavad kopsude käsnja põhiosa. Ühes inimese kopsus on tavaliselt vähemalt 300 miljonit alveooli.

Kopsudes toimuv gaasivahetus on väheefektiivne – omastatakse umbes 25% sissehingatavas õhus olevast hapnikust. Ülejäänu hingatakse kohe välja tagasi.

Väljahingatavas õhus on mitte ainult rohkem süsihappegaasi, vaid ka umbes 75% sissehingatavas õhus olnud hapnikust.

Hapniku transport

Bioloogia3

Kopsudest verre saabuv hapnik seotakse punastes verelibledes olevate hemoglobiini molekulidega. Hemoglobiin transpordib hapniku mööda keha laiali ja hapnik vabaneb kudedesse. Väga väikest osa hapnikust võidakse transportida ka veres lahustunult.

Hemoglobiin on rauda sisaldav valk, mis annab verele punase värvuse.

Arsti juures mõõdetakse vahest hemoglobiini taset. Kui hemoglobiini tase on madal, siis ei suuda organism piisavalt palju hapnikku transportida. Hemoglobiini taseme tõstmiseks tuleb süüa rohkem rauda sisaldavaid toiduaineid (näiteks maasikad, punane liha, maks, spinat, rukis) või võtta rauatablette. Normaalne hemoglobiini tase meestel on 139–163 g/l ja naistel 120–150 g/l.

Hemoglobiini tase langeb ka näiteks verejooksu korral. Samuti naistel menstruatsiooni ajal. Sellepärast on ka aneemia ehk kehvveresus levinud rohkem naiste seas. Aneemia korral on punaliblede ja/või hemoglobiini sisaldus veres normaalsest madalam.

Hapnik rakkudes

Bioloogia4

Verest liigub hapnik rakkudesse ja seal paiknevatesse mitokondritesse.

Siinkohal võiks meelde tuletada raku ehitust.

Rakumembraan – koosneb lipiidide kaksikkihist. Eraldab rakku teda ümbritsevast keskkonnast ning reguleerib molekulide liikumist rakust välja ja sisse;

Mitokonder – raku varustamine energiaga (pikemalt järgmisel slaidil);

Golgi kompleks – valkude ja lipiidide töötlemine, spetsiaalsetesse vesiikulitesse pakkimine ning seejärel lõplikesse sihtkohtadesse saatmine;

Tsütoplasma – raku vedel sisekeskkond;

Tuum – säilitab ja annab edasi geneetilist materjali ning kontrollib raku elutegevust;

Tuumake – rakutuumas leiduv tihke (tumedam) moodustis, mille sees sünteesitakse rRNA-d ja komplekteeritakse ribosoome.

Verest liigub hapnik rakkudesse ja seal paiknevatesse mitokondritesse.

Hapnik mitokondris

Bioloogia5

Mitokondrid on kahe membraaniga ümbritsetud organellid, mille sisemine membraan on mitokondri sisemusse sopistunud. Mitokondri sisemuses ja membraani sopistustes kasutatakse ära hingamisel saadud hapnik toidust saadud orgaaniliste ainete lagundamiseks. Mitokondri osad on välismembraan, sisemembraan, maatriks ja krista. Pildil imetaja kopsuraku mitokonder.

Rakuhingamine

Pilt8

Mitokondris orgaaniliste ainete lagundamisel vabaneb energia ja tekivad lihtsamad ühendid. 6-süsinikulisest glükoosist saab 6 hapnikumolekuli abil 6 süsihappegaasimolekuli, 6 veemolekuli ja energiat. Seda protsessi nimetatakse rakuhingamiseks (rakuhingamiseks nimetatakse glükoosi lõplikku lagundamist, mille tulemusel saadakse energiat ja eraldub CO2). Rakuhingamine toimub kõigis elavates rakkudes – välja arvatud nt. bakterid

CO2 transport veres

Bioloogia6

Rakuhingamisel tekkinud süsihappegaas transporditakse vere kaudu tagasi kopsudesse ja eraldatakse organismist väljahingamisel. CO2 transport veres toimub

1)5% lahustunult – süsihappegaas lahustub palju paremini kui hapnik;

2)10% hemoglobiini abil – erinevalt hapnikust ei seondu süsihappegaas mitte raua molekulidega, vaid aminorühmadega polüpeptiidahelas;

3)85% vesinikkarbonaatioonidena (HCO3-) – süsihappegaas ühineb veega ja tekib süsihape (H2CO3). Seejärel süsihape dissotsieerub vesinikkarbonaatioonideks (HCO3-) ja vesinikioonideks.

Kuula:

Koostajad:  Külli Kori, Leo Siiman, Meelis Brikker, Mario Mäeots

Bioloogia7