Hva er respirasjon?

Begrepet "respirasjon" refererer til to separate prosesser, som begge oppstår i levende ting og er relatert til generering av energi. Den ene er fysiologisk respirasjon, prosessen som en organisme tar inn oksygen og skiller ut karbondioksid. Den andre er cellulær respirasjon, en serie biokjemiske reaksjoner som lar en celle generere energi.

Fysiologisk respirasjon

Det er fire stadier av denne prosessen hos mennesker og andre pattedyr, og de plotter fremdriften av oksygen fra innånding i lungene til absorpsjon av indre organer og annet vev. Det dekker også utpust av karbondioksid.

ventilasjon

Det første trinnet er ventilasjon, der luft beveger seg inn og ut av alveolene i lungene. Dette er fibrøse kollagenstrukturer som utvides under innånding, for å ta inn den maksimale mengden oksygen; Ved utånding trekker de inn og frigjør karbondioksid. Alveoli er bare til stede i pattedyrens lunger; SimilaR -strukturer eksisterer i andre virveldyr, som krypdyr og fugler.

lungegassutveksling

I dette stadiet kommer oksygen fra alveolene inn i sirkulasjonssystemet gjennom lungekapillærene. Alveolene og lungekapillærene skilles med en barriere bare to celler tykk; En gang over denne barrieren, binder oksygenmolekyler seg til hemoglobinet, et spesielt protein, i røde blodlegemer.

Gasstransport

Gasstransport begynner i lungekapillærene. I dette trinnet beveger oksygen seg bundet til hemoglobin gjennom blodkarene i sirkulasjonssystemet, og kommer til slutt inn kapillærer i hele kroppen. Kapillærer fôrer organer, kjertler og annet vev, som trenger en konstant tilførsel av oksygen for å fungere.

perifer gassutveksling

sluttfasen er perifer gassutveksling, der oksygen beveger seg fra kapillariens i celler. Dette skjer på samme måte som måten gasser diffunderer mellom alveoler og lungekapillærer i lungene. Avfallsgasser, for eksempel karbondioksid som skilles ut av celler, kommer inn i kapillærene og beveger seg gjennom sirkulasjonssystemet til lungene, der de frigjøres under utpust.

Andre fysiologiske systemer

Respirasjon er ikke eksklusivt for organismer med lunger. For eksempel forekommer det i de fleste arter av fisk i gjeller, som lar dyrene trekke ut oksygen fra vann. Hos amfibier skjer mest gassutveksling over huden; Lungene gir et middel til å kontrollere kroppens oksygennivå, ved å fungere som en sekundær kilde til oksygen. Planter produserer oksygen via fotosyntese, og tar inn mer gjennom diffusjon over bladene. Uansett den fysiske prosessen, tar alle disse organismer inn oksygen og skiller ut karbondioksid, akkurat som pattedyr gjør.

Cellular respirasjon

oksygenet som bringes til vevene via fysiologisk respiratIon brukes i alle celler for den biokjemiske prosessen med cellulær respirasjon. Denne prosessen, som også omtales som oksidativ metabolisme, er et sett med kjemiske reaksjoner, mange som involverer oksygen, som lar kroppen omdanne visse molekyler til brukbar energi. I dyre- og planteceller oppstår reaksjonene som omdanner næringsstoffer til et energirikt molekyl kalt adenosintrifosfat (ATP).

Oksygen er nødvendig for cellulær respirasjon fordi mange oksidasjonsreduksjonsreaksjoner, også kalt redoksreaksjoner, oppstår gjennom respirasjonsprosessen. Denne gassen er et kraftig oksidasjonsmiddel, som betyr at den i kjemiske reaksjoner lett kan gi sine tilgjengelige elektroner. Dette gjør det veldig nyttig i reaksjoner.

Reaksjonene som oppstår blir også referert til som katabolsk, fordi de bryter store næringsmolekyler til mindre. Disse molekylene er sukker, som er avledet fra karbohydrater; fettsyrer fra kostholdsfett; og aminosyrer, avledet fra protein. Elektroner frigjøres når næringsstoffene brytes ned, og elektronene brukes i reaksjoner som produserer ATP. Dette energirike molekylet brukes deretter i celler for å drive nesten alle reaksjoner som oppstår i dem.

Anaerob cellulær respirasjon

Hos dyr og planter, så vel som mange bakteriearter, er typen cellulær respirasjon som oppstår aerob, noe som ganske enkelt betyr at den bruker oksygen. Hos noen arter av bakterier er respirasjon anaerob, noe som betyr at den ikke bruker oksygen. I stedet bruker disse organismer molekyler som nitrat eller svovel som erstatning. Noen har til og med utviklet seg til det punktet hvor de bare kan leve i oksygenfrie miljøer.