- Oddychanie tlenowe
- Oddychanie zewnętrzne
- Transport gazów i wewnętrzna wymiana gazowa
- Oddychanie komórkowe
Oddychanie tlenowe
Większość organizmów żywych stanowią aeroby (aerobionty, tlenowce) – organizmy uzyskujące energię na drodze utleniania związków organicznych (glukozy, białek lub tłuszczów). Produktami końcowymi procesu oddychania tlenowego jest dwutlenek węgla, woda oraz energia magazynowana w wiązaniach wysokoenergetycznych adenozyno-5′-trifosforanu (ATP).Wyróżnia się następujące fazy oddychania tlenowego:
- oddychanie zewnętrzne – wymiana gazowa pomiędzy organizmem a otaczającym go środowiskiem;
- transport tlenu i dwutlenku węgla przez krew;
- oddychanie wewnętrzne – wymiana gazowa pomiędzy krwią i tkankami;
- oddychanie komórkowe (wewnątrzkomórkowe) – procesy utleniania związków organicznych w tkankach.
Widoczny oddech spowodowany jest skraplaniem się pary wodnej zawartej w wydychanym powietrzu w zetknięciu się z panującą na zewnątrz niską temperaturą. fot. pixabay.com
Oddychanie zewnętrzne
Oddychanie zewnętrzne obejmuje wymianę gazową pomiędzy organizmem a otoczeniem. Proces ten zachodzi na drodze dyfuzji prostej, która zależy od:- różnicy stężeń (ciśnień) gazów oddechowych pomiędzy organizmem a otaczającym go środowiskiem;
- łatwości przechodzenia gazów przez warstwę graniczną, na którą wpływa przepuszczalność powłok ciała lub nabłonka narządów oddechowych oraz rozpuszczalność gazów w wodzie;
- wielkości powierzchni biorącej udział w wymianie gazowej.
Wentylacja narządów oddechowych wspomagana jest ruchy oddechowe, takie jak m.in. pulsujące ruchy odwłoka u stawonogów, ruchy klatki piersiowej u ssaków.
Batrachoseps attenuatus z rodziny bezpłucnikowatych (Plethodontidae), płazów oddychających przez skórę i nabłonek jamy gębowej. Wikimedia.org
Transport gazów i wewnętrzna wymiana gazowa
Wymiana gazowa zachodzi pomiędzy płynami ustrojowymi (hemolimfą bezkręgowców, krwią kręgowców) a komórkami organizmu. Tlen transportowany jest do komórek bezpośrednio bądź za pośrednictwem barwników oddechowych; dwutlenek węgla dyfunduje do płynów ustrojowych i jest następnie wydalany na zewnątrz.Głównymi barwnikami oddechowymi bezkręgowców są niebieska hemocyjanina (mięczaki, stawonogi – skorupiaki, pajęczaki), różowa hemoerytryna (wieloszczety, sikwiaki, ramienionogi), zielona chlorokruoryna (morskie wieloszczety) oraz czerwona hemoglobina (pijawki, skąposzczety, mięczaki, szkarłupnie). Za transport tlenu u kręgowców odpowiada hemoglobina zlokalizowana w erytrocytach.
Oddychanie komórkowe
Oddychanie komórkowe obejmuje rozkład związków organicznych przy udziale tlenu, w wyniku czego powstaje woda i dwutlenek węgla oraz uwalniana jest energia.Uproszczony ciąg reakcji dla glukozy można przedstawić równaniem:
Oddychanie komórkowe obejmuje również procesy rozkładu substancji organicznych zachodzących bez udziału tlenu, w których akceptorami wodoru w łańcuchu transportu elektronów są złożone związki organiczne (fermentacja) lub związki nieorganiczne (oddychanie beztlenowe).
Oddychanie komórkowe. Wikimedia.org
Końcowymi produktami są związki nieorganiczne i energia:
- etanol powstający z węglowodanów pod wpływem działania enzymów wytwarzanych przez drożdże (fermentacja alkoholowa),
- kwas mlekowy powstający z węglowodanów w obecności bakterii mlekowych (pałeczek Lactobacillus oraz paciorkowców Lactococcus i Leuconostoc) (fermentacja mlekowa),
- kwas masłowy powstający z węglowodanów w obecności bakterii masłowych (laseczek Clostridium) (fermentacja masłowa).
Szlaki beztlenowe są dużo mniej wydajne energetycznie niż szlaki tlenowe. Rozkład jednej cząsteczki glukozy w obecności tlenu generuje zysk energetyczny w postaci 36-38 cząsteczek ATP; w wyniku procesu fermentacji z jednej cząsteczki glukozy powstają tylko 2 cząsteczki ATP.
Dwutlenek węgla powstający jako produkt uboczny fermentacji alkoholowej tworzy pęcherzyki, które w trakcie wypieku zwiększają swą objętość powodując wyrastanie ciasta drożdżowego. Wikimedia.org
- promil
