Ademen is een van de meest natuurlijke en fundamentele processen van het leven, maar lange tijd was de aard van de ademhaling onhandelbaar en onbekend. De cel werd voor het eerst ontdekt in de 19e eeuw, een revolutie in ons begrip van het leven. Bijna alles in het leven draait om de cel.

Ademen naar de lucht

Misschien is het niet vanzelfsprekend, maar ademen is eigenlijk een integraal onderdeel van het metabole proces. De meeste multicellulaire organismen op aarde, zelfs die zonder longen of longachtige structuren, gebruiken de overvloedige toevoer van zuurstof en koolstofdioxide in de atmosfeer om de productie van energie te stimuleren. Dit geldt voor planten en insecten en vele andere vormen van leven.

Zuurstofafzender

Wanneer mensen inademen, breiden beide longen aan beide kanten van het hart zich naar buiten uit om zuurstof toe te laten. In de longen bevinden zich kleine zakjes die zijn samengesteld uit clusters van aveoli, die in bloedvaten zijn gewikkeld. Hier diffundeert zuurstof in het bloed in ruil voor kooldioxide, dat zich bindt aan hemoglobine. Vier zuurstofmoleculen kunnen binden aan een enkele rode bloedcel. De zuurstof wordt vervolgens door de longslagader naar het hart gepompt en naar de rest van het lichaam gestuurd.

Metabolisme

Al snel komt zuurstof in haarvaten terecht en diffundeert passief in elke cel als gevolg van de lagere zuurstofconcentratie in het celmembraan. Zuurstof wordt afgegeven aan het mitochondrion, wat een beetje lijkt op de krachtcentrale van de cel, helemaal aan het einde van het metabole proces. Als je de productie van ATP al hebt gereden, hebben de belangrijkste energiedragers, vrije elektronen en waterstofionen (geladen deeltjes waterstof) iets nodig om aan te binden, anders zal het hele proces tot stilstand komen. Deze deeltjes kunnen vrij binden aan zuurstof, waardoor water ontstaat als een bijproduct.

Koolstofdioxide

Eerder in het metabole proces werd kooldioxide gecreëerd als een bijproduct dankzij de constante herschikking van moleculen. Koolstofdioxide moet dan het lichaam verlaten en een reis maken die precies het tegenovergestelde is van het zuurstofverbruik. Het gas diffundeert via capillairen uit de cel en rechtstreeks in het bloedplasma als een vorm van bicarbonaat-ion. Wanneer het de longen bereikt, wordt het vervangen door zuurstof en vervolgens in de lucht uitgestoten.

Ademhalingssnelheid

Omdat de energieproductie een bijna constante activiteit in de cellen is, is ook de ademhaling vrijwel constant (sommige dieren zoals walvissen kunnen zuurstof voor lange tijdspanne conserveren). Dit betekent dat stressvolle en inspannende activiteit de snelheid van ademhaling en bloedtoevoer verhoogt om zuurstof in de cellen te krijgen voor een hogere energieproductie. Dit percentage wordt zorgvuldig geregeld door de hersenen.