Hai bisogno di respirare per lo stesso motivo per cui devi mangiare: ti aiuta a produrre l’energia di cui il tuo corpo ha bisogno.
Probabilmente sai già che il cibo è carburante per il tuo corpo. Quando mangi, il cibo viene scomposto nello stomaco ed entra nel flusso sanguigno.
Da lì, viene consegnato alle tue cellule. All’interno delle cellule ci sono strutture ancora più piccole chiamate mitocondri, che sono i motori che alimentano tutto il corpo. I tuoi mitocondri utilizzano i nutrienti del cibo come carburante. Ma per trasformarlo in energia, hanno bisogno di un ingrediente in più: l’ossigeno.
Tutti gli esseri viventi hanno bisogno di ossigeno, ad eccezione di alcuni batteri e di alcuni piccoli animali che non ne hanno bisogno.
I polmoni e i loro rivestimenti
Quando inspiri, i tuoi polmoni intrappolano temporaneamente l’ossigeno, permettendogli di passare attraverso superfici molto sottili nei polmoni e nel flusso sanguigno.
Poiché hai bisogno di molto ossigeno, i tuoi polmoni hanno bisogno di molta superficie per svolgere il loro lavoro. Raggiungono questo obiettivo avendo milioni di piccole sacche d’aria rivestite con minuscoli vasi sanguigni chiamati capillari.
Se potessi in qualche modo appiattire tutta la superficie capillare dei tuoi polmoni, coprirebbe circa 125 metri quadrati.
Ottenere abbastanza ossigeno
Se respirare è un po’ come mangiare, perché non puoi fare semplicemente tre respiri al giorno?
Uno dei motivi è che l’aria sulla Terra è composta solo per il 21% da ossigeno, il resto è costituito principalmente da azoto. Ciò significa che devi fare cinque respiri per ottenere l’equivalente di una piena boccata di ossigeno.
Inoltre, quando respiri, solo una parte dell’ossigeno entra nel flusso sanguigno. Anche se le persone e molti animali producono proteine specializzate per catturare e trasportare ossigeno, c’è un limite a quanto ne possono trattenerne contemporaneamente. Per mantenere i livelli di ossigeno nel tuo corpo sufficientemente alti da alimentare tutte le tue cellule, devi continuare a respirare.
Naturalmente, una volta che inspiri, devi anche espirare. Il gas che espiri si chiama anidride carbonica. Puoi pensarlo come lo scarico dei tuoi mitocondri, gli avanzi che i mitocondri rilasciano dopo che bruciano ossigeno e sostanze nutritive per rilasciare energia.
Altri animali e piante
La maggior parte degli esseri viventi riceve ossigeno senza avere i polmoni.
Molti animali acquatici usano le branchie, che sono una specie di polmoni rovesciati. Invece di un mucchio di capillari avvolti attorno alle sacche d’aria, le branchie sono un mucchio di capillari che sporgono nell’acqua. Proprio come nei polmoni, i vasi sanguigni assorbono ossigeno dall’acqua e rilasciano anidride carbonica.
Gli insetti assorbono l’ossigeno attraverso una rete di piccoli tubi d’aria appena sotto la pelle, un po’ come i camini di un edificio. Questo sistema funziona perché gli insetti sono piccoli, quindi i tubi sono già abbastanza vicini alle loro cellule per fornire loro ossigeno. Quando i grandi insetti hanno bisogno di energia extra, pompano l’aria attraverso i tubi con i muscoli.
Le piante hanno piccoli fori nelle foglie chiamati stomi. Si aprono e si chiudono per far entrare l’aria quando le piante ne hanno bisogno. Anche le radici delle piante hanno bisogno di ossigeno, che solitamente ricevono dal terreno.
Potresti aver sentito che le piante sono l’opposto delle persone: respirano anidride carbonica ed espirano ossigeno. Questo è vero perché l’anidride carbonica è un ingrediente cruciale nella fotosintesi – il processo utilizzato dalle piante per produrre il proprio zucchero come combustibile – e l’ossigeno è un sottoprodotto. Ma anche i mitocondri delle piante hanno bisogno di ossigeno per produrre energia.
Durante la notte, le piante consumano ossigeno attraverso un processo chiamato respirazione cellulare, simile a quello degli animali. Ma durante il giorno il processo di fotosintesi compensa la maggior parte del consumo di ossigeno notturno, producendo molto più ossigeno di quello consumato durante la notte.
Anche se la maggior parte degli animali e delle piante usano metodi diversi per respirare, rispetto a noi umani, tutti raggiungono l’obbiettivo di ottenere l’ossigeno necessario alla loro sopravvivenza. Imparare come gli organismi risolvono lo stesso problema in modi diversi è una delle cose cha fanno parte della biologia.
