Πρέπει να αναπνέετε για τον ίδιο λόγο που πρέπει να τρώτε: Σας βοηθά να δημιουργείται την ενέργεια που χρειάζεται το σώμα σας.
Πιθανότατα γνωρίζετε ήδη ότι η τροφή είναι καύσιμο για το σώμα σας. Όταν τρώτε, το φαγητό διασπάται στο στομάχι και εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματός σας. Από εκεί, παραδίδεται στα κύτταρα.
Μέσα στα κύτταρα υπάρχουν πιο μικροσκοπικές δομές που ονομάζονται μιτοχόνδρια, και είναι οι μηχανές ενέργειας που τροφοδοτούν ολόκληρο το σώμα σας. Τα μιτοχόνδριά σας χρησιμοποιούν τα θρεπτικά συστατικά από τα τρόφιμα ως καύσιμο. Αλλά για να το μετατρέψουν σε ενέργεια, χρειάζονται ένα ακόμη συστατικό -το οξυγόνο.
Όλα τα ζωντανά πράγματα χρειάζονται οξυγόνο, εκτός από μερικά βακτήρια και μερικά μικροσκοπικά ζώα που δεν το χρειάζονται. Ίσως εκπλαγείτε όταν μάθετε πόσοι τρόποι υπάρχουν για να πάρετε οξυγόνο -η αναπνοή είναι μόνο ένας από αυτούς.
Όταν εισπνέετε, οι πνεύμονές σας παγιδεύουν προσωρινά το οξυγόνο, επιτρέποντάς του να περάσει μέσα από πολύ λεπτές επιφάνειες στους πνεύμονές σας στην κυκλοφορία του αίματος σας. Ένας κεντρικός σωλήνας κατεβαίνει, ο οποίος στη συνέχεια διακλαδίζεται ξανά και ξανά. Επειδή χρειάζεστε πολύ οξυγόνο, οι πνεύμονές σας χρειάζονται μεγάλη επιφάνεια για να κάνουν τη δουλειά τους. Αυτό το επιτυγχάνουν έχοντας εκατομμύρια μικρούς αερόσακους επενδεδυμένους με μικροσκοπικά αιμοφόρα αγγεία που ονομάζονται τριχοειδή. Εάν μπορούσατε με κάποιο τρόπο να ισοπεδώσετε όλη την επιφάνεια των τριχοειδών στους πνεύμονές σας, θα κάλυπτε περισσότερα από 125 τετραγωνικά μέτρα.
Αν η αναπνοή είναι σαν να τρώτε, γιατί δεν μπορείτε να πάρετε μόνο τρεις αναπνοές την ημέρα;
Ένας λόγος είναι ότι ο αέρας στη Γη είναι μόνο 21% οξυγόνο -το υπόλοιπο είναι κυρίως άζωτο. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να πάρετε πέντε αναπνοές μόνο για να πάρετε το ισοδύναμο ενός πλήρους πνεύμονα οξυγόνου.
Επίσης, όταν παίρνετε μια ανάσα, μόνο μέρος του οξυγόνου εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματός σας. Παρόλο που οι άνθρωποι και πολλά ζώα παράγουν εξειδικευμένες πρωτεΐνες για να αρπάξουν και να μεταφέρουν οξυγόνο, υπάρχει ένα όριο στο πόσο μπορούν να χωρέσουν ταυτόχρονα. Για να διατηρήσετε τα επίπεδα οξυγόνου του σώματός σας αρκετά υψηλά ώστε να τροφοδοτούν όλα τα κύτταρα σας, πρέπει να συνεχίσετε να αναπνέετε.
Φυσικά, από τη στιγμή που εισπνέετε, πρέπει επίσης να εκπνεύσετε. Το αέριο που εκπνέετε ονομάζεται διοξείδιο του άνθρακα. Μπορείτε να το σκεφτείτε σαν καυσαέρια από τους μιτοχονδριακούς κινητήρες σας, τα υπολείμματα όταν τα μιτοχόνδρια κάψουν οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά για να απελευθερώσουν ενέργεια.
Άλλα ζώα και φυτά
Τα περισσότερα όντα λαμβάνουν οξυγόνο χωρίς πνεύμονες. Πολλά υδρόβια ζώα χρησιμοποιούν βράγχια, τα οποία είναι κάπως σαν πνεύμονες γυρισμένα από μέσα προς τα έξω. Αντί για ένα μάτσο τριχοειδή αγγεία τυλιγμένα γύρω από αερόσακους, τα βράγχια είναι ένα σωρό τριχοειδή αγγεία που προεξέχουν στο νερό. Όπως και στους πνεύμονές σας, τα αιμοφόρα αγγεία λαμβάνουν οξυγόνο από το νερό και απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα.
Τα έντομα προσλαμβάνουν οξυγόνο μέσω ενός δικτύου μικρών σωλήνων αέρα ακριβώς κάτω από το δέρμα τους, σαν τις καμινάδες ενός κτιρίου. Αυτό το σύστημα λειτουργεί επειδή τα έντομα είναι μικρά, επομένως οι σωλήνες είναι ήδη αρκετά κοντά στα κύτταρά τους για να τους δώσουν οξυγόνο. Όταν τα μεγάλα έντομα χρειάζονται επιπλέον ενέργεια, αντλούν αέρα μέσω των σωλήνων με τους μυς τους.
Τα φυτά έχουν μικρές τρύπες στα φύλλα τους που ονομάζονται στομάτια. Ανοιγοκλείνουν για να μπει αέρας όταν τον χρειάζονται. Οι ρίζες των φυτών χρειάζονται επίσης οξυγόνο, το οποίο συνήθως παίρνουν από το έδαφος. Ίσως έχετε ακούσει ότι τα φυτά είναι το αντίθετο των ανθρώπων: Εισπνέουν διοξείδιο του άνθρακα και εκπνέουν οξυγόνο. Αυτό είναι αλήθεια επειδή το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα κρίσιμο συστατικό στη φωτοσύνθεση -τη διαδικασία που χρησιμοποιούν τα φυτά για να κάνουν το δικό τους καύσιμο ζάχαρης- και το οξυγόνο είναι ένα υποπροϊόν. Αλλά τα μιτοχόνδρια των φυτών χρειάζονται επίσης οξυγόνο για να παράγουν ενέργεια, όπως και τα δικά σας.
Παρόλο που τα περισσότερα ζώα και φυτά δεν εισπνέουν και δεν εκπνέουν όπως οι άνθρωποι, όλα έχουν τρόπους να λαμβάνουν αρκετό οξυγόνο. Το πώς οι οργανισμοί λύνουν το ίδιο πρόβλημα με διαφορετικούς τρόπους είναι ένα από τα ενδιαφέρονται πράγματα στη βιολογία.
