Was ist die Atmung?

Der Begriff Atmung bezieht sich auf zwei getrennte Prozesse, die beide in Lebewesen auftreten und mit der Energieerzeugung zusammenhängen.Eine davon ist die physiologische Atmung, der Prozess, durch den ein Organismus Sauerstoff einnimmt und Kohlendioxid ausscheidet.Die zweite ist die Zellatmung, eine Reihe biochemischer Reaktionen, die es einer Zelle ermöglichen, Energie zu erzeugen.

Physiologische Atmung

Es gibt vier Stadien dieses Prozesses beim Menschen und anderen Säugetieren, und sie zeichnen den Fortschritt von Sauerstoff von Inhalation in die Lunge bis zur Absorption durch interne Organe und andere Gewebe.Es deckt auch das Ausatmen von Kohlendioxid ab.

Lüftung

Die erste Stufe ist die Belüftung, in der Luft in das Alveolen der Lunge und aus dem Alveolen bewegt.Dies sind fibröse Kollagenstrukturen, die sich während des Inhalation ausdehnen, um die maximale Sauerstoffmenge zu erfassen;Beim Ausatmen ziehen sie sich zusammen und lassen Kohlendioxid frei.Alveolen sind nur in Lungen von Säugetieren vorhanden;Ähnliche Strukturen existieren jedoch bei anderen Wirbeltieren wie Reptilien und Vögeln.

Lungengasaustausch

In diesem Stadium tritt Sauerstoff aus dem Alveolen durch die Lungenkapillaren in das Kreislaufsystem ein.Die Alveolen und die Lungenkapillaren sind durch eine Barriere nur zwei dicke Zellen getrennt;Sobald diese Barriere über diese Barriere ist, binden Sauerstoffmoleküle an das Hämoglobin, ein spezielles Protein, in roten Blutkörperchen.

Gastransport

Gastransport beginnt in den Lungenkapillaren.In diesem Schritt bewegt sich Sauerstoff, das an Hämoglobin gebunden ist, durch die Blutgefäße des Kreislaufsystems und tritt schließlich in Kapillaren im gesamten Körper ein.Kapillaren ernähren Organe, Drüsen und andere Gewebe, die eine konstante Versorgung mit Sauerstoff benötigen, um zu funktionieren.

Peripherer Gasaustausch

Die endgültige Stufe ist der periphere Gasaustausch, bei dem sich Sauerstoff von den Kapillaren in Zellen bewegt.Dies geschieht ähnlich wie die Art und Weise, wie Gase zwischen Alveolen und Lungenkapillaren in der Lunge diffundieren.Abfallgase wie Kohlendioxid, die von Zellen ausgeschieden werden, gelangen in die Kapillaren und bewegen sich durch das Kreislaufsystem in die Lunge, wo sie während des Ausatmens freigesetzt werden.

Andere physiologische Systeme

Atmung sind nicht ausschließlich Organismen mit Lungen.Zum Beispiel tritt es in den meisten Fischarten in Kiemen auf, die es den Tieren ermöglichen, Sauerstoff aus Wasser zu extrahieren.Bei Amphibien tritt der meisten Gasaustausch auf der Haut auf.Die Lungen bieten ein Mittel, um den Sauerstoffgehalt des Körpers zu kontrollieren, indem sie als sekundäre Sauerstoffquelle wirkt.Pflanzen produzieren Sauerstoff über die Photosynthese und nehmen mehr durch Diffusion über ihre Blätter auf.Unabhängig vom physischen Prozess nehmen alle diese Organismen Sauerstoff an und vertreiben Kohlendioxid genau wie die Säugetiere.

Zellatmung

Der Sauerstoff, der über physiologische Atmung in das Gewebe gebracht wird, wird in allen Zellen für den biochemischen Prozess der zellulären Atmung verwendet.Dieser Prozess, der auch als oxidativen Metabolismus bezeichnet wird, ist eine Reihe von chemischen Reaktionen, von denen viele Sauerstoff betreffen, die es dem Körper ermöglichen, bestimmte Moleküle in nutzbare Energie umzuwandeln.In tierischen und pflanzlichen Zellen treten die Reaktionen auf, die Nährstoffe in ein energiereiches Molekül namens Adenosintriphosphat (ATP) umwandeln.

Sauerstoff wird für die Zellatmung benötigt, da viele Oxidationsreduktionsreaktionen, die auch als Redoxreaktionen bezeichnet werden, während des gesamten Atemwegsprozesses auftreten.Dieses Gas ist ein starkes Oxidationsmittel, was bedeutet, dass es bei chemischen Reaktionen leicht seine verfügbaren Elektronen angeben kann.Dies macht es bei Reaktionen sehr nützlich.

Die auftretenden Reaktionen werden ebenfalls als katabolisch bezeichnet, da sie große Nährstoffmoleküle in kleinere.Diese Moleküle sind Zucker, die von Kohlenhydraten abgeleitet werden;Fettsäuren aus diätetischem Fett;und Aminosäuren, abgeleitet aus Protein.Elektronen werden freigesetzt, wenn tDie Nährstoffe werden abgebaut und die Elektronen werden in Reaktionen verwendet, die ATP erzeugen.Dieses energiereiche Molekül wird dann in Zellen verwendet, um fast alle Reaktionen zu betreiben, die in ihnen auftreten.bedeutet einfach, dass es Sauerstoff verwendet.Bei einigen Bakterienarten ist die Atmung anaerob, was bedeutet, dass sie keinen Sauerstoff verwendet.Stattdessen verwenden diese Organismen Moleküle wie Nitrat oder Schwefel als Ersatz.Einige haben sich sogar so weit entwickelt, dass sie nur in sauerstofffreien Umgebungen leben können.