Blodkredsløbet og diffusion

Blodkredsløbet og diffusion – forstå blodets vej gennem kroppen

Hver gang du trækker vejret, kommer der ilt ned i lungerne. Men hvordan kommer ilten videre til musklerne, hvor den skal bruges? Og hvordan kommer kuldioxiden fra musklerne tilbage til lungerne, så du kan ånde den ud?

For at forstå kroppens iltoptagelse skal vi først følge blodets vej gennem hjertet og blodkarrene. Derefter undersøger vi, hvordan diffusion og koncentrationsgradienter får ilt og kuldioxid til at bevæge sig mellem lungerne, blodet og kroppens celler.

Forklaring på video

I videoen forklares jeg med tegninger på tavlen, hvordan vi i blodkredsløbet udnytter diffusion til flytte ilten over i blodet fra lungerne. Der er også et lille demonstration af veneklappernes funktion på min egen arm.

Hjertet driver blodet rundt i kroppen

Ilten bliver transporteret rundt med blodet. Det kræver en pumpe, der holder blodet i bevægelse – og den pumpe er hjertet.

Hjertet har fire rum: to forkamre og to hjertekamre. Forkamrene modtager blodet, mens hjertekamrene pumper det videre. Hjertets klapper sørger for, at blodet bevæger sig i den rigtige retning. Hjertets højre side sender blodet til lungerne, og venstre side sender det ud til kroppen. På den måde hænger det lille og det store kredsløb sammen.

Det lille kredsløb – blodets tur gennem lungerne

Vi begynder med det blod, der er kommet tilbage fra kroppen og skal have tilført ilt.

Blodet har afgivet noget af sin ilt til kroppens celler og optaget kuldioxid. Det løber ind i højre forkammer og videre til højre hjertekammer, som pumper det gennem lungearterierne til lungerne. I lungerne optager blodet ilt og afgiver kuldioxid. Det iltrige blod løber derefter gennem lungevenerne tilbage til venstre forkammer. Denne rute kaldes det lille kredsløb eller lungekredsløbet:

Det store kredsløb – ilten transporteres ud til kroppen

Nu har blodet fået ilt i lungerne. Næste opgave er at bringe den ud til kroppens celler.

Fra venstre forkammer løber blodet ned i venstre hjertekammer. Herfra pumpes det ud gennem aorta, som er hovedpulsåren og kroppens største arterie. Blodet fordeles gennem stadig mindre blodkar til blandt andet musklerne. Her afgiver det ilt og optager kuldioxid. Derefter løber det gennem venerne tilbage til højre forkammer. Denne rute kaldes det store kredsløb eller kropskredsløbet:

Hjertet → kroppen → hjertet.

Blodet er nu tilbage ved udgangspunktet og kan tage endnu en tur gennem lungerne.

Arterier og vener viser blodets retning

På turen har vi mødt både arterier og vener. Navnene fortæller, hvilken vej blodet løber i forhold til hjertet:

• Arterier fører blod væk fra hjertet.
• Vener fører blod tilbage mod hjertet.

Derfor er lungearterierne arterier, selv om de transporterer iltfattigt blod. Og lungevenerne er vener, selv om de transporterer iltrigt blod.

Kapillærer forbinder blodet med lungerne og cellerne

Arterier og vener sørger for transporten. Selve udvekslingen af ilt og kuldioxid foregår i de mindste blodkar: kapillærerne.

Kapillærer kaldes også hårkar. De danner fine netværk mellem de mindste arterier og de mindste vener. Deres vægge er meget tynde, så ilt og kuldioxid kun skal bevæge sig en kort afstand.

I lungerne ligger lungekapillærerne tæt omkring alveolerne, som er lungernes små luftblærer. I musklerne ligger muskelkapillærerne tæt på muskelcellerne.

De snævreste kapillærer er så smalle, at de røde blodlegemer må ændre form og passere ét ad gangen på række. Der kan altså godt være flere blodlegemer efter hinanden i samme kapillær.

Blodtrykket falder på vejen tilbage til hjertet

Blodet skal også kunne fortsætte gennem kapillærerne og tilbage til hjertet. Her spiller blodtrykket en vigtig rolle. Når hjertet trækker sig sammen, presser det blodet ud i arterierne. Derfor er trykket i det store kredsløb højt på arteriesiden.

Undervejs møder blodet modstand i blodkarrene, og trykket falder. Det største trykfald sker normalt i arteriolerne, som er de små arterier før kapillærerne. Trykket falder også gennem kapillærnetværket. Når blodet når venerne, er trykket derfor betydeligt lavere. Det skyldes modstanden i blodkarrene, ikke at blodet har afgivet ilt.

Veneklapper og muskler hjælper blodet hjem

Med det lavere tryk i venerne bliver musklernes bevægelser og veneklapperne en vigtig hjælp. Når musklerne trækker sig sammen, trykker de på venerne og presser blodet videre. Det kaldes muskelpumpen. Mange vener i arme og ben har desuden veneklapper, der fungerer som små envejsventiler. De tillader blodet at løbe mod hjertet og lukker, hvis det forsøger at løbe tilbage.

Prøv selv på din underarm

I videoen viser jeg, hvordan du kan undersøge denne funktion:

1. Lad armen hænge afslappet ned, og åbn og luk hånden nogle gange, så venerne bliver lettere at se.
2. Find en tydelig, overfladisk vene på underarmen.
3. Hold en fingerspids let på venen nærmest håndleddet.
4. Stryg med en anden finger langs venen mod albuen og hjertet, så et kort stykke tømmes for blod.
5. Løft den finger, du strøg med, mens du kortvarigt holder den første finger på plads.

Hvis der ligger en veneklap i det valgte stykke, kan den forhindre blodet i straks at løbe tilbage fra hjertesiden. Når du slipper fingeren nærmest håndleddet, kan venen fyldes igen fra den side.

Du ser virkningen af veneklappen gennem huden. Resultatet er ikke lige tydeligt hos alle. Brug let tryk, og stop, hvis det gør ondt.

Diffusion forklarer, hvordan ilt og kuldioxid flytter sig

Nu har vi fulgt blodets transport gennem kroppen. Men vi mangler stadig at forklare, hvad der får ilt og kuldioxid til at bevæge sig ind og ud af blodet.

Her kommer diffusion ind i billedet.

Molekyler bevæger sig hele tiden tilfældigt. Hvis der er en høj koncentration af et stof ét sted og en lav koncentration et andet sted, vil molekylerne samlet set sprede sig fra høj til lav koncentration.

Koncentration fortæller, hvor meget af et stof der findes i en bestemt mængde luft eller væske. Forskellen mellem koncentrationerne kaldes en koncentrationsgradient.

Hvis molekylerne kan passere en membran – en tynd barriere – kan diffusion gradvist udligne forskellen. Det samme princip gælder, når små molekyler passerer cellemembranen, som omgiver hver celle.

I lungerne diffunderer ilten ind i blodet

Lad os bruge princippet dér, hvor blodet får sin ilt: i lungekapillærerne.

Mellem luften i alveolerne og blodet er der koncentrationsforskelle, som får ilt til at diffundere ind i blodet og kuldioxid til at diffundere den modsatte vej. Kuldioxiden bliver derefter åndet ud.

De tynde vægge giver en kort vej for molekylerne. Lungernes mange alveoler giver samtidig en stor samlet overflade, hvor udvekslingen kan ske. Du kan lære mere om sammenhængen mellem overfladeareal og diffusionshastighed.

Når ilten kommer ind i blodet, bindes det meste til hæmoglobin, som er et protein i de røde blodlegemer. Hæmoglobin transporterer ilten og kan frigive den igen ude i kroppen.

Se også forklaringen på iltoptagelse ved diffusion.

I musklerne diffunderer ilten ud til cellerne

Når blodet når musklerne, får diffusionen ilten til at fortsætte den sidste del af vejen.

Muskelcellerne bruger ilt ved respiration, også kaldet celleånding. Her frigøres energi fra blandt andet glukose, som er en type sukker. Noget af energien overføres til ATP, et molekyle, der leverer energi til eksempelvis musklernes arbejde. Samtidig dannes kuldioxid og vand.

Cellernes løbende iltforbrug opretholder en koncentrationsforskel. Derfor diffunderer ilt fra blodet gennem væsken omkring cellerne og ind i cellerne.

Kuldioxiden bevæger sig den modsatte vej: fra cellerne til blodet. Blodkredsløbet transporterer den derefter tilbage til lungerne, hvor den igen forlader blodet ved diffusion.

Du kan få forklaret cellernes energiomsætning på siden om fotosyntese og respiration.

Se videoen og tegn selv blodets vej

I videoen kobles blodkredsløbet sammen med diffusion, koncentrationsgradienter og cellernes respiration. Tegningerne hjælper dig med at forstå iltens fra lungerne til musklerne og kuldioxiden tilbage igen.

Når du har set videoen, så prøv bagefter selv at tegne det store og det lille kredsløb. Sæt pile på, der viser blodets retning, og forklar, hvor blodet optager og afgiver ilt. tegn hvordan ilten diffunderer ind i cellerne, hvor det bruges til cellulær respiration.