3 врсте дисања

Дисање је процес у којем организми размењују гасове између својих ћелије тела и околине. Фром прокариотске бактерије и археја до еукариотске протисти, гљивице, биљке, и Животиње, дишу сви живи организми. Респирација се може односити на било који од три елемента процеса.

Први, дисање се може односити на екстерно дисање или на процес дисања (удисаја и издисаја), који се назива и вентилација. Друго, дисање се може односити на унутрашње дисање дифузија гасова између телесних течности (крв и интерстицијска течност) и марамице. Коначно, дисање се може односити на метаболичке процесе претварања енергије ускладиштене у биолошки молекули до употребљиве енергије у облику АТП-а. Овај процес може укључивати потрошњу кисеоника и производњу угљен диоксида, као што се види у аеробном ћелијско дисање, или не мора укључивати потрошњу кисеоника, као у случају анаеробног дисања.

Једна метода за добијање кисеоника из околине јесте спољним дисањем или дисањем. У животињским организмима процес спољњег дисања се изводи на више различитих начина. Животиње које немају специјализоване

Људи и други сисари имати респираторни систем са специјализованим дисајним органима (плућа) и ткива. У људском телу се кисеоник уноси у плућа удисањем, а угљен диоксид издише из плућа издахом. Вањско дисање код сисара обухвата механичке процесе повезане са дисањем. Ово укључује контракцију и опуштање дијафрагме и додатне опреме мишиће, као и брзина дисања.

Спољни респираторни процеси објашњавају како се добија кисеоник, али како долази до кисеоника ћелије тела? Унутрашње дисање укључује транспорт гасова између крв и ткива тела. Кисеоник унутар плућа дифундира кроз танко епител плућних алвеола (ваздушних врећа) у околне просторе капиларе који садржи крв осиромашену кисеоником. Истовремено, угљен диоксид дифундира у супротном смеру (из крви у плућне алвеоле) и избацује се. Крв богата кисеоником преноси га циркулаторни систем од плућних капилара до телесних ћелија и ткива. Док се у ћелијама одбацује кисеоник, угљени диоксид се скупља и транспортује из ћелија ткива у плућа.

Кисеоник добијен унутрашњим дисањем користи ћелије ин ћелијско дисање. Да бисмо приступили енергији складиштеној у храни коју једемо, биолошки молекули који сачињавају храну (Угљени хидрати, протеинаитд.) морају бити разбијени у облике које тело може да искористи. То се постиже кроз пробавни процес где се храна разграђује и хранљиве материје се апсорбују у крв. Како крв циркулише тијелом, храњиве твари се преносе у тјелесне ћелије. Код ћелијског дисања се глукоза добијена варењем дели на своје саставне делове за производњу енергије. Кроз низ корака глукоза и кисеоник се претварају у угљендиоксид (ЦО)₂), вода (Х)₂О) и високоенергетски молекул аденозин трифосфат (АТП). Угљендиоксид и вода формирани током процеса дифундирају у међустаничну течност која окружује ћелије. Одатле, ЦО₂ дифундира у крвну плазму и Црвена крвна зрнца. АТП генерисан у процесу пружа енергију потребну за обављање нормалних ћелијских функција, као што су синтеза макромолекула, мишићна контракција, цилија и флагела кретање и ћелијске деобе.

Укупно, 38 молекула АТП производи прокариоти у оксидацији једног молекула глукозе. Овај број је смањен на 36 АТП молекула у еукариотама, јер се два АТП троше приликом преноса НАДХ у митохондрије.

Аеробно дисање настаје само у присуству кисеоника. Када је снабдевање кисеоником мало, у ћелији се може створити само мала количина АТП-а цитоплазма гликолизом. Иако пируват не може ући у Кребсов циклус или транспортни ланац електрона без кисеоника, он се и даље може користити за генерисање додатних АТП ферментацијом. Ферментација је друга врста ћелијског дисања, хемијски процес распада Угљени хидрати у мања једињења за производњу АТП-а. У поређењу са аеробним дисањем, само мала количина АТП-а настаје ферментацијом. То је зато што се глукоза само делимично разграђује. Неки организми су факултативни анаероби и могу да користе и ферментацију (када је кисеоник мало или није доступан) и аеробно дисање (када је кисеоник доступан). Две уобичајене врсте ферментације су ферментација млечне киселине и алкохолна (етанолна) ферментација. Гликолиза је прва фаза у сваком процесу.

У ферментацији млечне киселине, гликолизом настају НАДХ, пируват и АТП. НАДХ се затим претвара у свој НАД нискоенергетски облик⁺, док се пируват претвара у лактат. НАД⁺ рециклира се назад у гликолизу да би се добило више пирувата и АТП-а. Ферментација млечне киселине обично се изводи мишића ћелије када ниво нивоа кисеоника буде потрошен. Лактат се претвара у млечну киселину која се током вежбања може акумулирати у високим нивоима у ћелијама мишића. Млечна киселина повећава киселост мишића и изазива пецкање које се јавља током екстремних напора. Једном када се успоставе нормални нивои кисеоника, пируват може ући у аеробно дисање и може се створити много више енергије за помоћ у опоравку. Повећани проток крви помаже у испоруци кисеоника до и уклањању млечне киселине из мишићних ћелија.

Алкохолном ферментацијом пируват се претвара у етанол и ЦО₂. НАД⁺ такође се ствара током конверзије и враћа се поново у гликолизу да би се произвело више АТП молекула. Алкохолну ферментацију изводи биљкеквас, и неке врсте бактерија. Овај поступак се користи у производњи алкохолних пића, горива и пекарских производа.

Како да екстремофили као неки бактерије и археја преживјети у окружењима без кисеоника? Одговор је анаеробним дисањем. Ова врста дисања настаје без кисеоника и укључује потрошњу другог молекула (нитрата, сумпора, гвожђа, угљен-диоксида итд.) Уместо кисеоника. За разлику од ферментације, анаеробно дисање укључује стварање електрохемијског градијента системом преноса електрона што резултира производњом одређеног броја АТП молекула. За разлику од аеробног дисања, крајњи прималац електрона је молекул који није кисеоник. Многи анаеробни организми су облигати анаероби; не изводе оксидативну фосфорилацију и умиру у присуству кисеоника. Други су факултативни анаероби и такође могу изводити аеробно дисање када је доступан кисеоник.