Obsah
Dýchanie premieňa energiu uloženú v potravinách konzumovaných organizmom na energiu, ktorá sa môže použiť na metabolické procesy, ktoré udržujú život organizmu. Dôležitosť dýchacieho systému je rozhodujúca; organizmy dokážu vydržať mnoho dní bez jedla a niekedy niekoľko bez vody, ale ak prestanú dýchať, nemôžu prežiť dlhšie ako niekoľko minút.
Rastliny dýchajú, ale prevažne sa zapájajú do procesu nazývaného fotosyntéza. Toto zdieľa vlastnosti s dýchaním, s výnimkou príslušných chemických reakcií prebiehajúcich v opačnom smere. Pretože dýchanie a fotosyntéza sa navzájom dopĺňajú v ekosystémoch planét, dýchanie je pre rastliny rovnako dôležité ako pre organizmy, ktoré sa priamo spoliehajú na dýchanie.
Orgány dýchacích ciest
U ľudí a iných stavovcov vzduch, obsahujúci kyslík a oxid uhličitý, prechádza nosom a ústami do tela a von z neho. Po prechode do hltanu alebo do ústnej dutiny vzduch prúdi dolu cez epiglottis, do hrtanu a nakoniec do priedušnice alebo priedušnice. Priedušnica sa rozdelí do dvoch hlavných priedušiek, ktoré vstupujú do pravých a ľavých pľúc. Nakoniec vzduch dosiahne funkčnú jednotku pľúc: alveoly. Jedná sa o drobné tenkostenné vaky, ktoré oxid uhličitý a kyslík môžu difundovať cez povrchy. Oxid uhličitý sa sťahuje do alveol z krvi prúdiacej pľúcami, zatiaľ čo kyslík sa pohybuje do krvného obehu.
V menej špecializovaných organizmoch, ako sú červy, je funkcia dýchacieho systému jednoduchšia. Plyny sa môžu jednoducho rozptyľovať cez vonkajšie povrchy tela. Časti dýchacích ciest sa u jednotlivých zvierat líšia. Vodné tvory majú žiabrovú štrbinu na výmenu plynov s vodou, zatiaľ čo hmyz obsahuje sieť jednoduchých priedušníc, ktoré prenášajú plyny priamo do jednotlivých buniek z povrchu tela.
Kroky v dýchaní
Na bunkovej úrovni sa bielkoviny, uhľohydráty a tuky rozdeľujú na malé molekuly, ako je napríklad glukóza, ktorá podlieha glykolýze. Pri tomto postupe je každá molekula glukózy so šiestimi uhlíkmi rozložená v sérii krokov na dve molekuly pyruvátu s tromi atómami uhlíka, ktoré poskytujú malé množstvo energie vo forme dvoch molekúl ATP a dvoch NADH. Táto séria reakcií nevyžaduje kyslík, a preto sa nazýva anaeróbne dýchanie.
Tieto dve molekuly pyruvátu môžu podstúpiť ďalšiu sériu reakcií v prítomnosti kyslíka, čo vedie k uvoľňovaniu významne viac ATP prostredníctvom elektrónového transportného reťazca. Toto aeróbne dýchanie vedie k uvoľňovaniu oxidu uhličitého a vodnej pary, ktoré sú vydýchnuté alebo inak vypúšťané do životného prostredia. Tieto procesy sa neustále vyskytujú v organizmoch organizmov, aby ich udržiavali nažive a umožnili normálny vývoj základných metabolických procesov.
Dýchanie a fotosyntéza
Dýchanie berie kyslík a glukózu a premieňa ich na vodu a oxid uhličitý; fotosyntéza využíva oxid uhličitý a vodu na syntézu glukózy pre potreby rastlín a uvoľňuje kyslík. Vzhľadom na obrovský objem života rastlín a zvierat na celom svete je isté, že keby dnes všetky rastliny zmizli, zvieratá by čoskoro odumreli a naopak.
Rastliny sa môžu zapájať do dýchania a robiť tak v tme, keď je fotosyntéza nečinná. V súčasnosti rastliny odbúravajú časť glukózy, ktorú vytvorili na podporu rastu a ďalšie procesy. Potom, keď je opäť k dispozícii slnečné svetlo, sa rastlina vráti k čistej akumulácii glukózy a uvoľní kyslík fotosyntézou.