Solunum organizmaların kendi aralarında gaz alışverişinde bulunduğu süreçtir. Vücut hücreleri ve çevre. itibaren prokaryotik bakteri ve Archaeans ökaryotik protistler, mantar, bitkiler, ve hayvanlartüm canlı organizmalar solunur. Solunum, sürecin üç unsurundan herhangi birini ifade edebilir.
İlksolunum, dış solunum veya ventilasyon olarak da adlandırılan nefes alma (inhalasyon ve ekshalasyon) sürecini ifade edebilir. ikinci olaraksolunum, iç solunum anlamına gelebilir. yayılma vücut sıvıları arasındaki gazların (kan ve interstisyel sıvı) ve Dokular. En sonunda, solunum, depolanan enerjiyi dönüştürmenin metabolik süreçlerine atıfta bulunabilir. biyolojik moleküller ATP şeklinde kullanılabilir enerjiye. Bu işlem, aerobikte görüldüğü gibi oksijen tüketimini ve karbondioksit üretimini içerebilir. hücresel solunumveya anaerobik solunum durumunda olduğu gibi oksijen tüketimini içermeyebilir.
Ortamdan oksijen elde etmenin bir yolu, harici solunum veya nefes almaktır. Hayvan organizmalarında, dış solunum süreci birkaç farklı şekilde gerçekleştirilir. Uzman olmayan hayvanlar
organlar solunum için oksijen elde etmek üzere dış doku yüzeylerinde difüzyona güvenir. Diğerlerinin ya gaz değişimi için uzmanlaşmış organları vardır ya da tam solunum sistemi. Gibi organizmalarda nematodlar (yuvarlak kurtlar), gazlar ve besinler, hayvan vücudunun yüzeyi boyunca difüzyon yoluyla dış çevre ile değiştirilir. Böcekler ve örümcekler Sahip olmak solunum organları balıklarda gaz değişimi için solungaçlar bulunurken, trakea denir.İnsanlar ve diğerleri memeliler özel solunum organlarına sahip bir solunum sistemine sahip olmak (akciğer) ve dokular. İnsan vücudunda solunum yoluyla oksijen akciğerlere alınır ve solunum yoluyla karbondioksit akciğerlerden atılır. Memelilerde dış solunum, solunumla ilgili mekanik süreçleri kapsar. Bu, diyaframın ve aksesuarın daralmasını ve gevşemesini içerir kaslaryanı sıra solunum hızı.
Dış solunum süreçleri oksijenin nasıl elde edildiğini açıklar, ancak oksijen nasıl elde edilir Vücut hücreleri? İç solunum, gazların kan ve vücut dokuları. İçindeki oksijen akciğer ince boyunca yayılır epitelyum alveollerin (hava keseleri) çevreye kılcal oksijen tükenmiş kan içeren. Aynı zamanda, karbondioksit zıt yönde (kandan akciğer alveollerine) yayılır ve atılır. Oksijen bakımından zengin kan, kan dolaşım sistemi akciğer kılcal damarlarından vücut hücrelerine ve dokularına kadar. Oksijen hücrelere atılırken, karbondioksit alınır ve doku hücrelerinden akciğerlere taşınır.
İç solunumdan elde edilen oksijen, hücreler içinde hücresel solunum. Yediğimiz gıdalarda depolanan enerjiye erişmek için gıdaları oluşturan biyolojik moleküller (karbonhidratlar, proteinler, vb.) vücudun kullanabileceği biçimlere bölünmelidir. Bu, sindirim süreci Burada yiyecekler parçalanır ve besinler kana emilir. Kan vücutta dolaştıkça, besinler vücut hücrelerine taşınır. Hücresel solunumda, sindirimden elde edilen glikoz, enerji üretimi için bileşen parçalarına ayrılır. Bir dizi adımda, glikoz ve oksijen karbondioksite (CO2), su (H2O) ve yüksek enerji molekülü adenosin trifosfat (ATP). İşlemde oluşan karbondioksit ve su, interstisyel sıvıyı çevreleyen hücrelere dağılır. Oradan CO2 kan plazmasına dağılır ve Kırmızı kan hücreleri. İşlemde üretilen ATP, makromolekül sentezi, kas kasılması gibi normal hücresel fonksiyonları gerçekleştirmek için gereken enerjiyi sağlar. kirpikler ve flagella hareket ve hücre bölünmesi.
Toplamda 38 ATP molekülü, prokaryotlar tek bir glikoz molekülünün oksidasyonunda. NADH'nin mitokondriya transferinde iki ATP tüketildiği için, bu sayı ökaryotlarda 36 ATP molekülüne indirgenir.
Aerobik solunum sadece oksijen varlığında ortaya çıkar. Oksijen kaynağı düşük olduğunda, hücrede sadece az miktarda ATP üretilebilir sitoplazma glikoliz yoluyla. Piruvat, Krebs döngüsüne veya oksijensiz elektron taşıma zincirine giremese de, fermantasyon yoluyla ek ATP üretmek için kullanılabilir. fermantasyon başka bir hücresel solunum türüdür, karbonhidratlar ATP üretimi için daha küçük bileşiklere dönüştürülür. Aerobik solunumla karşılaştırıldığında, fermantasyonda sadece az miktarda ATP üretilir. Bunun nedeni glikozun sadece kısmen parçalanmasıdır. Bazı organizmalar fakültatif anaeroblardır ve hem fermantasyon (oksijen düşük olduğunda veya mevcut değilken) hem de aerobik solunum (oksijen mevcut olduğunda) kullanabilirler. İki yaygın fermantasyon türü laktik asit fermantasyonu ve alkolik (etanol) fermantasyonudur. Glikoliz, her işlemin ilk aşamasıdır.
Laktik asit fermantasyonunda, NADH, piruvat ve ATP glikoliz ile üretilir. NADH daha sonra düşük enerji NAD formuna dönüştürülür+piruvat laktata dönüştürülürken. NAD+ daha fazla piruvat ve ATP oluşturmak için glikoliz içine geri dönüştürülür. Laktik asit fermantasyonu yaygın olarak kas hücreleri oksijen seviyeleri tükendiğinde. Laktat, egzersiz sırasında kas hücrelerinde yüksek seviyelerde birikebilen laktik aside dönüştürülür. Laktik asit kas asitliğini arttırır ve aşırı efor sırasında yanma hissine neden olur. Normal oksijen seviyeleri geri kazanıldığında, piruvat aerobik solunuma girebilir ve iyileşmeye yardımcı olmak için çok daha fazla enerji üretilebilir. Artan kan akışı, kas hücrelerine laktik asidin oksijen verilmesine ve çıkarılmasına yardımcı olur.
Alkolik fermantasyonda piruvat etanole ve CO'ya dönüştürülür.2. NAD+ ayrıca dönüşümde üretilir ve daha fazla ATP molekülü üretmek için glikolize geri dönüştürülür. Alkolik fermantasyon, bitkiler, maya ve bazı bakteri türleri. Bu işlem alkollü içecekler, yakıt ve unlu mamullerin üretiminde kullanılır.
Nasıl ekstremofiller bazıları gibi bakteriler ve Archaeans oksijensiz ortamlarda hayatta kalmak? Cevap anaerobik solunum ile. Bu tip solunum oksijen olmadan gerçekleşir ve oksijen yerine başka bir molekülün (nitrat, kükürt, demir, karbon dioksit vb.) Tüketimini içerir. Fermantasyondan farklı olarak, anaerobik solunum, bir dizi ATP molekülünün üretilmesine yol açan bir elektron taşıma sistemi tarafından bir elektrokimyasal gradyan oluşumunu içerir. Aerobik solunumun aksine, son elektron alıcısı oksijen dışında bir moleküldür. Birçok anaerobik organizma zorunlu anaeroblardır; oksidatif fosforilasyon yapmazlar ve oksijen varlığında ölürler. Diğerleri fakültatif anaeroblardır ve oksijen mevcut olduğunda aerobik solunum yapabilirler.