Ulkoinen hengitys kuvaa hengitystä, joka tapahtuu ulkoisen ympäristön ja kehon solujen välillä.
Ulkoinen hengitys koostuu kahdesta vaiheesta:
Ensimmäiseen vaiheeseen sisältyy tuuletus tai hengitys, joka tarkoittaa hapen ottoa kehoon ja hiilidioksidin karkaamista kehosta.
Toiseen vaiheeseen sisältyy kaasujen vaihto veri kapillaarien ja keuhkojen alveolien välillä. Alveolit ovat ohutseinäisiä pyöreän muotoisia soluja (tai ilmapusseja), joita esiintyy ryhmissä keuhkoissa. Näitä ilmapusseja on useita pakattu yhteen kasvattaakseen pinta-alaa kaasunvaihtoon.
Kaasut liikkuvat solujen välillä ulkoisessa hengityksessä. Hengitettävä happi diffundoituu alveoleista kapillaarien vereen. Siellä happi kiinnittyy palautuvasti punasolujen hemoglobiinin helmaan (rautaan).
Hiilidioksidi, joka kiinnittyy veressä olevaan aminohappoon, purkautuu punaisista verisoluista kehosta uloshengittämiseksi. Verisolut kuljettavat kaasuja kehon ympärille. Näin kehosolujen hapetus saavutetaan ja jätetuotteet poistetaan.
Monilla eläimillä ei ole keuhkoja kaasunvaihtoon. Eläimillä, kuten vesillä elävillä kaloilla, on esimerkiksi kidutukset keuhkojen sijasta, ja jotkut vedessä olevat eläimet voivat myös käyttää ihoa kaasunvaihtopintana..
Tärkeää on, että kaasunvaihtopinta on pidettävä kosteana, jotta kaasut voidaan vaihtaa. Maaeläimissä nämä pinnat pidetään kosteina, esimerkiksi tuottamalla limaa keuhkoihin.
Happia tarvitaan sisäisen hengityksen tapahtumiseen, joten ulkoinen hengitys on kriittistä solujemme pitämiseksi hengissä. Hyvin harvat organismit voivat jatkaa soluhengitystä hapen puuttuessa.
Sisäinen hengitys tapahtuu kehon soluissa ja siihen kuuluvat kaikki kehon solut, ei vain keuhkojen solut. Se käyttää happea molekyylien hajottamiseen energian vapauttamiseksi adenosiinitrifosfaatin (ATP) muodossa. Sisäistä hengitystä kutsutaan usein myös soluhengitykseksi, koska se tapahtuu solussa.
Sisäinen soluhengitys voi tapahtua kahdessa muodossa:
Useimpien elävien organismien solut eivät pysty selviytymään pitkistä anaerobisen hengityksen jaksoista, joten happea tarvitaan. Aerobinen hengitys tuottaa suuria määriä energiaa ATP: nä, kun taas anaerobinen hengitys ei voi tuottaa kovin paljon energiaa (ATP).
Aerobinen hengitys käsittää kolme vaihetta:
Happi on aerobisen solun hengityksen viimeisessä vaiheessa, oksidatiivisessa fosforylaatiossa, löydetty elektronin kuljetusketju, joka tunnetaan nimellä elektronien kuljettaja. Happi tarjoaa voiman ohjaamaan elektronien kuljetusta ketjussa. Kun elektronit liikkuvat kalvon poikki, ATP muodostuu ADP: stä.
Vettä ja hiilidioksidia tuotetaan solujen sisäisen hengityksen jätteenä. Vettä muodostuu, kun protonit yhdistyvät hapen kanssa elektronin kuljetusketjun päässä.
Ulkoinen hengitys tapahtuu kehon solujen ja ulkoisen ympäristön välillä, kun taas sisäinen hengitys tapahtuu solujen sisällä.
Ulkoiseen hengitykseen kuuluu hengitys, kun taas sisäiseen hengitykseen ei.
Ulkoiseen hengitykseen sisältyy hapen kiinnittyminen hemoglobiinin helmaan tai poistuminen siitä. Tämä ei ole sisäinen hengitysprosessi.
Sisäinen hengitys käsittää kolme vaihetta: glykolyysi, Krebs-sykli ja oksidatiivinen fosforylaatio; tämä ei koske ulkoista hengitystä.
Sisäinen hengitys voi joskus tapahtua ilman happea, tämä ei pidä paikkaansa ulkoista hengitystä.
Ulkoiseen hengitykseen kuuluu hapen pääsy ensin hengityselinten rakenteisiin, kuten keuhkoihin tai kiduksiin; tämä ei ole kyse sisäisestä hengityksestä.
Ulkoinen hengitys on mekanismi, jolla happi fyysisesti saapuu kehossa ja liikkuu ympäri, kun taas sisäinen hengitys on vain kemiallisten reaktioiden prosessi, johon happi on käyttövoima.
Ulkoiseen hengitykseen liittyy kaasunvaihto, sisäiseen hengitykseen ei.
Sisäiseen hengitykseen kuuluu protoneja, jotka lopulta yhdistyvät hapen kanssa veden muodostamiseksi, kun taas ulkoisessa hengityksessä happi yhdistyy hemoglobiinin kanssa muodostaen oksihemoglobiinia.