Дихання

розрізняють зовнішнє дихання - сукупність процесів, що забезпечують надходження в організм кисню і видалення вуглекислого газу, і клітинне, або тканинне, дихання - використання кисню клітинами і тканинами для окислення органічних речовин зі звільненням енергії, необхідної для життєдіяльності клітин.

Дихання характерно для клітин людини, тварин, рослин, грибів і багатьох мікроорганізмів. Залежно від типу дихання розрізняють аеробні та анаеробні мікроорганізми, багато хто з них здатні переходити від одного типу дихання до іншого.

Молекулярна основа цих процесів - поетапне окислення вуглецю органічних молекул до СО2 і води. Вільна енергія клітинного палива запасається у формі енергії фосфатних зв`язків АТФ. Виділилася енергія використовується клітиною для виконання роботи: активного транспорту речовин через мембрани, механічного руху, синтезу нових сполук і т. Д.

Основні структури еукаріотичної клітини, де відбувається дихання, - мітохондрії. У прокаріотів немає мітохондрій, і ферменти дихання розташовуються на внутрішній стороні клітинної мембрани.

Схематичне зображення дихальної системи людини: 1 - трахея- 2 - легенева вена
(Несе до серця кров, збагачену киснем) - 3 - легенева артерія (приносить від серця кров, багату вуглекислим газом) -
4 - бронхіола і альвеолярні ходи- 5 - альвеоли- 6 - плевра- 7 - дольковий бронхи
8 - сегментарний (третинний) бронх- 9 - часткової бронх- 10 - правий головний бронх- 11 - гортань Індійський лотос (Nelumbo nucifera)

Процес дихання складається з декількох етапів. Спочатку відбувається гідроліз. Вуглеводи, амінокислоти, жири зазнають окислювального розпаду. Окислення починається з безкисневого розщеплення глюкози - гліколізу. Продукти обміну гліколізу включаються в так званий цикл Кребса - замкнутий цикл послідовних біохімічних реакцій. При цьому утворюються СО2 і водень (протон + електрон). СО2 виводиться з клітини, а водень йде в "дихальний ланцюг" - Ланцюг послідовних реакцій перенесення водню і електронів. Ферменти, що обслуговують "дихальний ланцюг", Розташовуються на внутрішній мембрані мітохондрій. Енергія, що виділяється при перенесенні водню та електронів в цьому ланцюзі, використовується для утворення АТФ в ході окисного фосфорилювання. Утворені всередині мітохондрії молекули АТФ переносяться в цитоплазму, обмінюючись на молекули АДФ (аденозин-дифосфорная кислота), що знаходяться поза мітохондрії.

Аеробні клітини більшу частину енергії отримують за рахунок дихання. Це дуже складний, але найбільш економічний шлях. При окисленні глюкози звільняється енергії в 13 разів більше, ніж при анаеробному розщепленні. При бескислородном розщепленні 1 молекули глюкози синтезуються 2 молекули АТФ, а при розщепленні 1 молекули глюкози в присутності кисню утворюється 36 молекул АТФ, т. Е. В 18 разів більше!

Безкисневий шлях отримання енергії клітинами давніший. Дихання виникло на Землі пізніше, коли в її атмосфері з`явився кисень.

Джерело: Енциклопедичний словник юного біолога. Укладач Аспиз М. Е. Видавництво "Педагогіка", Москва, 1985