호흡이란?

"호흡"이라는 용어는 생명체에서 발생하고 에너지 생성과 관련이있는 두 개의 분리 된 프로세스를 의미합니다. 하나는 생리적 호흡이며, 유기체가 산소를 흡수하고 이산화탄소를 배출하는 과정입니다. 두 번째는 세포가 에너지를 생성 할 수있게하는 일련의 생화학 반응 인 세포 호흡입니다.

생리 호흡

인간과 다른 포유류에서이 과정에는 4 가지 단계가 있으며, 폐로의 흡입에서 내부 장기 및 기타 조직의 흡수로의 산소 진행률을 표시합니다. 또한 이산화탄소의 호기에도 적용됩니다.

통풍

첫 번째 단계는 공기가 폐의 폐포로 들어오고 나가는 환기입니다. 이들은 최대량의 산소를 섭취하기 위해 흡입하는 동안 팽창하는 섬유질 콜라겐 구조입니다. 호기시, 그들은 수축하고 이산화탄소를 방출합니다. 폐포는 포유 동물 폐에만 존재합니다. 그러나, 파충류 및 조류와 같은 다른 척추 동물에도 유사한 구조가 존재한다.

폐 가스 교환

이 단계에서 폐포의 산소가 폐 모세 혈관을 통해 순환계로 들어갑니다. 폐포 및 폐 모세관은 단지 두 세포 두께의 장벽에 의해 분리된다; 일단이 장벽을 가로 질러 산소 분자는 적혈구에서 특수 단백질 인 헤모글로빈에 결합합니다.

가스 운송

가스 수송은 폐 모세관에서 시작됩니다. 이 단계에서, 헤모글로빈에 결합 된 산소는 순환계의 혈관을 통해 이동하여 결국 몸 전체의 모세 혈관으로 들어갑니다. 모세관은 기관, 땀샘 및 기타 조직에 음식을 공급하며, 기능을 위해서는 일정한 산소 공급이 필요합니다.

주변 가스 교환

마지막 단계는 산소가 모세관에서 세포로 이동하는 말초 가스 교환입니다. 이것은 폐의 폐포와 폐 모세 혈관 사이에서 가스가 확산되는 방식과 유사합니다. 세포에서 배출되는 이산화탄소와 같은 폐가스는 모세관으로 들어가 순환계를 통해 폐로 이동하여 호기 중에 방출됩니다.

다른 생리 시스템

호흡은 폐가있는 유기체에만 적용되는 것은 아닙니다. 예를 들어, 대부분의 물고기 종에서는 아가미에서 발생하여 동물이 물에서 산소를 추출 할 수 있습니다. 양서류에서는 대부분의 가스 교환이 피부를 가로 질러 발생합니다. 폐는 2 차 산소 공급원으로 작용하여 신체의 산소 수준을 조절하는 수단을 제공합니다. 식물은 광합성을 통해 산소를 생산하며 잎을 통한 확산을 통해 더 많은 양을 섭취합니다. 물리적 과정에 관계없이이 모든 유기체는 포유류와 마찬가지로 산소를 흡수하고 이산화탄소를 배출합니다.

세포 호흡

생리적 호흡을 통해 조직으로 전달되는 산소는 모든 세포에서 세포 호흡의 생화학 적 과정에 사용됩니다. 산화 대사라고도하는이 과정은 신체가 특정 분자를 사용 가능한 에너지로 변환 할 수있게하는 많은 화학 반응 (산소가 많이 포함됨)입니다. 동물 및 식물 세포에서 영양소를 아데노신 트리 포스페이트 (ATP)라고하는 에너지가 풍부한 분자로 전환시키는 반응이 발생합니다.

산화 환원 반응이라고도하는 많은 산화-환원 반응이 호흡 과정 전반에 걸쳐 발생하기 때문에 산소는 세포 호흡에 필요합니다. 이 가스는 강력한 산화제이므로 화학 반응에서 전자를 쉽게 이용할 수 있습니다. 이것은 반응에 매우 유용합니다.

발생하는 반응은 큰 영양소 분자를 더 작은 분자로 분해하기 때문에 이화 작용이라고도합니다. 이 분자는 당이며 탄수화물에서 추출됩니다. 식이 지방의 지방산; 및 단백질로부터 유래 된 아미노산. 영양소가 분해되면 전자가 방출되고 전자는 ATP를 생성하는 반응에 사용됩니다. 이 에너지가 풍부한 분자는 세포 내에서 발생하는 거의 모든 반응에 전력을 공급하기 위해 세포에서 사용됩니다.

혐기성 세포 호흡

많은 박테리아 종뿐만 아니라 동물과 식물에서 발생하는 세포 호흡 유형은 호기성이며 이는 단순히 산소를 사용한다는 것을 의미합니다. 박테리아의 일부 종에서는 호흡이 혐기성이므로 산소를 사용하지 않습니다. 대신, 이들 유기체는 질산염 또는 황과 같은 분자를 대체물로 사용합니다. 일부는 산소가없는 환경에서만 살 수있는 수준까지 진화했습니다.