Gasudveksling er udveksling af gasser mellem kroppen og miljøet. Ilt kommer kontinuerligt ind i kroppen fra miljøet , som forbruges af alle celler, organer og væv; den dannede kuldioxid og en ubetydelig mængde af andre gasformige stofskifteprodukter udskilles fra kroppen . Gasudveksling er nødvendig for næsten alle organismer; uden det er et normalt stofskifte og energistofskifte, og følgelig selve livet, umuligt.
Ilt, der trænger ind i væv, bruges til at oxidere produkter, der er et resultat af en lang kæde af kemiske omdannelser af kulhydrater , fedtstoffer og proteiner . Dette producerer CO 2 , vand, nitrogenholdige forbindelser og frigiver energi, der bruges til at holde kropstemperaturen og udføre arbejde. Mængden af CO 2 , der dannes i kroppen og til sidst frigives fra den, afhænger ikke kun af mængden af forbrugt O 2 , men også af det, der overvejende er oxideret: kulhydrater, fedtstoffer eller proteiner. Forholdet mellem CO 2 fjernet fra kroppen og O 2 absorberet på samme tid kaldes respirationskoefficienten , som er cirka 0,7 for fedtoxidation, 0,8 for proteinoxidation og 1,0 for kulhydratoxidation. Mængden af frigivet energi pr. 1 liter forbrugt O 2 (kaloriækvivalent af oxygen) er 20,9 kJ (5 kcal) for kulhydratoxidation og 19,7 kJ (4,7 kcal) for fedtoxidation. Ud fra forbruget af O 2 per tidsenhed og respirationskoefficienten kan man beregne mængden af frigivet energi i kroppen.
Gasudveksling (henholdsvis energiforbrug) hos poikilotermiske dyr (koldblodede dyr) falder med et fald i kropstemperaturen. Det samme forhold blev fundet hos homoiotermiske dyr (varmblodede), når termoregulering er slået fra (under betingelser med naturlig eller kunstig hypotermi ); med en stigning i kropstemperaturen (med overophedning, nogle sygdomme) stiger gasudvekslingen.
Med et fald i omgivelsestemperaturen øges gasudvekslingen hos varmblodede dyr (især hos små) som følge af en stigning i varmeproduktionen. Det øges også efter at have spist mad, især rig på proteiner (den såkaldte specifikke dynamiske effekt af mad). Gasudveksling når sine højeste værdier under muskelaktivitet. Hos mennesker, når man arbejder med moderat kraft, øges den efter 3-6 minutter. når den er startet, når den et vist niveau og forbliver derefter på dette niveau i hele arbejdstiden. Ved arbejde med høj effekt øges gasudvekslingen konstant; kort efter at have nået det maksimale niveau for en given person (maksimalt aerobt arbejde), skal arbejdet standses, da kroppens behov for O 2 overstiger dette niveau. I den første tid efter endt arbejde opretholdes et øget forbrug af O 2 , som bruges til at dække iltgælden, det vil sige til at oxidere de stofskifteprodukter, der dannes under arbejdet. O 2 -forbruget kan stige fra 200-300 ml/min. i hvile op til 2000-3000 under arbejde, og hos veltrænede atleter - op til 5000 ml / min. Tilsvarende stiger CO 2 -udledningen og energiforbruget; samtidig er der forskydninger i respirationskoefficienten forbundet med ændringer i stofskifte, syre-base balance og lungeventilation.
Beregningen af det samlede daglige energiforbrug hos mennesker med forskellige erhverv og livsstil, baseret på definitionerne af gasudveksling, er vigtig for ernæringsrationering. Undersøgelser af ændringer i gasudveksling under standard fysisk arbejde bruges i fysiologi af arbejde og sport, i klinikken til at vurdere den funktionelle tilstand af systemer involveret i gasudveksling.
Den relative konstanthed af gasudveksling med betydelige ændringer i partialtrykket af O 2 i miljøet, forstyrrelser i åndedrætssystemet osv. er tilvejebragt af adaptive ( kompenserende ) reaktioner af systemer involveret i gasudveksling og reguleret af nervesystemet .
Hos mennesker og dyr er det sædvanligt at studere gasudveksling under betingelser med fuldstændig hvile, på tom mave, ved en behagelig omgivelsestemperatur (18-22 °C). Mængden af O 2 forbrugt i dette tilfælde og den frigivne energi karakteriserer basalstofskiftet . Til undersøgelsen anvendes metoder baseret på princippet om et åbent eller lukket system. I det første tilfælde bestemmes mængden af udåndet luft og dens sammensætning (ved hjælp af kemiske eller fysiske gasanalysatorer), hvilket gør det muligt at beregne mængden af forbrugt O 2 og udledt CO 2 . I det andet tilfælde foregår vejrtrækningen i et lukket system (hermetisk kammer eller fra en spirograf forbundet til luftvejene), hvor den udsendte CO 2 absorberes, og mængden af O 2 forbrugt fra systemet bestemmes enten ved måling en tilsvarende mængde O 2 kommer automatisk ind i systemet , eller ved at reducere systemet.
Gasudveksling hos mennesker sker i alveolerne i lungerne og i kroppens væv.