Il nostro corpo può resistere diversi giorni senza cibo, pochi giorni senza acqua ma poco più di un minuto senza aria. In qualsiasi istante della vita, sia a riposo, sia in attività, gli organi del corpo umano devono procurarsi le sostanze utili al loro funzionamento.
Quali sono le sostanze indispensabili per il corpo umano? In quale modo gli organi le utilizzano?
Osserva i grafici: per compiere qualsiasi attività, anche stare seduti, gli organi del corpo hanno bisogno di ossigeno, un gas dell’aria, e di glucosio, un particolare tipo di zucchero che deriva dagli alimenti. La quantità necessaria di tali sostanze aumenta con l’attività fisica dell’organismo.
Il glucosio e l’ossigeno sono utilizzati dagli organi per produrre energia. L’energia è infatti indispensabile per compiere ogni funzione vitale e la quantità di energia necessaria al corpo aumenta anch’essa con l’attività fisica svolta ( 5 ). Esiste quindi una chiara relazione tra le quantità di ossigeno e glucosio utilizzate e la quantità di energia sviluppata: negli organi e, più precisamente, in ogni cellula del corpo l’ossigeno e il glucosio si combinano chimicamente tra loro in una reazione che libera l’energia necessaria per le funzioni vitali. Tale reazione è la stessa che puoi osservare riscaldando dello zucchero glucosio in un cucchiaino: il glucosio si combina con l’ossigeno dell’aria liberando energia sotto forma di calore (combustione). Dalla reazione chimica si generano anidride carbonica e acqua. Gli organi ricevono l’ossigeno e il glucosio dal sangue, al quale cedono l’anidride carbonica e l’acqua prodotte.
Attraverso quale fenomeno il corpo si procura l’ossigeno necessario?
L’ossigeno dell’aria arriva al sangue attraverso la respirazione polmonare che avviene a livello dei polmoni. L’aria entra ed esce dai polmoni attraverso due fasi: l’inspirazione che permette all’aria di entrare nei polmoni e l’espirazione che consente l’eliminazione dell’aria nell’ambiente. Nella tabella puoi leggere le percentuali dei gas contenuti nell’aria inspirata ed espirata.
- Il vapore acqueo, presente in quantità variabile nell’aria inspirata è presente in quella espirata in modo abbondante.
- L’azoto è l’unico gas a non subire cambiamenti visto che rimane in quantità costante, segno che non è coinvolto nei processi respiratori.
Tutto ciò ti conferma che inspirazione ed espirazione servono per approvvigionare le cellule di ossigeno ed eliminare anidride carbonica e acqua. Tra un’inspirazione e la successiva espirazione avviene infatti una reazione che cambia la composizione chimica dell’aria. La reazione chimica, che consuma l’ossigeno procurato dall’inspirazione e produce l’anidride carbonica e l’acqua, eliminate dall’espirazione, è chiamata respirazione cellulare ( 6 ). La respirazione cellulare è una reazione di combustione senza sviluppo di fiamma; essa avviene a temperature più basse e più lentamente di una combustione ed è nota anche come ossidazione. Dall’ossidazione del glucosio si sviluppa l’energia necessaria per le funzioni vitali dell’organismo. La respirazione cellulare avviene nei mitocondri, organuli del citoplasma di tutte le cellule. La respirazione è dunque una funzione vitale complessa: essa non si limita all’inspirazione e all’espirazione dell’aria, ma comprende le reazioni chimiche che avvengono in ogni cellula allo scopo di rifornire l’essere vivente di energia.
