Qu'est-ce que la respiration?

Le terme respiration fait référence à deux processus distincts, qui se produisent tous deux dans les êtres vivants et sont liés à la génération d'énergie.L'une est la respiration physiologique, le processus par lequel un organisme prend de l'oxygène et excrète le dioxyde de carbone.Le second est la respiration cellulaire, une série de réactions biochimiques qui permettent à une cellule de générer de l'énergie.

Respiration physiologique

Il y a quatre étapes à ce processus chez l'homme et d'autres mammifères, et ils tracent les progrès de l'oxygène de l'inhalation dans les poumons à l'absorption par les organes internes et d'autres tissus.Il couvre également l'expiration du dioxyde de carbone.

Ventilation

La première étape est la ventilation, dans laquelle l'air entre et hors des alvéoles des poumons.Ce sont des structures de collagène fibreuses qui se développent pendant l'inhalation, pour adopter la quantité maximale d'oxygène;Lors de l'expiration, ils contractent et libèrent du dioxyde de carbone.Les alvéoles ne sont présents que dans les poumons de mammifères;Cependant, des structures similaires existent chez d'autres animaux vertébrés, tels que les reptiles et les oiseaux.

Échange de gaz pulmonaire

À ce stade, l'oxygène des alvéoles entre dans le système circulatoire à travers les capillaires pulmonaires.Les alvéoles et les capillaires pulmonaires sont séparés par une barrière seulement deux cellules d'épaisseur;Une fois à travers cette barrière, les molécules d'oxygène se lient à l'hémoglobine, une protéine spéciale, dans les globules rouges.

Transport de gaz

Le transport du gaz commence dans les capillaires pulmonaires.Dans cette étape, l'oxygène lié à l'hémoglobine se déplace à travers les vaisseaux sanguins du système circulatoire, entrant finalement dans les capillaires dans tout le corps.Les capillaires alimentent les organes, les glandes et autres tissus, qui ont besoin d'un approvisionnement constant en oxygène pour fonctionner.

Échange de gaz périphérique

Le stade final est l'échange de gaz périphérique, dans lequel l'oxygène se déplace des capillaires dans les cellules.Cela se produit de manière similaire à la façon dont les gaz diffusent entre les alvéoles et les capillaires pulmonaires dans les poumons.Les gaz déchets, tels que le dioxyde de carbone excrété par les cellules, entrent dans les capillaires et se déplacent par le système circulatoire vers les poumons, où ils sont libérés lors de l'expiration.

Autres systèmes physiologiques

La respiration n'est pas exclusive aux organismes avec des poumons.Par exemple, dans la plupart des espèces de poissons, il se produit dans les branchies, qui permettent aux animaux d'extraire l'oxygène de l'eau.Chez les amphibiens, la plupart des échanges de gaz se produisent à travers la peau;Les poumons fournissent un moyen de contrôler les niveaux d'oxygène du corps, en agissant comme une source secondaire d'oxygène.Les plantes produisent de l'oxygène via la photosynthèse et absorbent davantage par diffusion sur leurs feuilles.Quel que soit le processus physique, tous ces organismes absorbent l'oxygène et excrètent le dioxyde de carbone, tout comme les mammifères.

Respiration cellulaire

L'oxygène qui est apporté aux tissus via la respiration physiologique est utilisé dans toutes les cellules pour le processus biochimique de la respiration cellulaire.Ce processus, qui est également appelé métabolisme oxydatif, est un ensemble de réactions chimiques, dont beaucoup impliquant de l'oxygène, qui permettent au corps de convertir certaines molécules en énergie utilisable.Dans les cellules animales et végétales, les réactions se produisent qui convertissent les nutriments en une molécule riche en énergie appelée adénosine triphosphate (ATP).

L'oxygène est nécessaire pour la respiration cellulaire car de nombreuses réactions d'oxydréduction, également appelées réactions redox, se produisent tout au long du processus de respiration.Ce gaz est un puissant agent oxydant, ce qui signifie que, dans les réactions chimiques, il peut facilement donner ses électrons disponibles.Cela le rend très utile dans les réactions.

Les réactions qui se produisent sont également appelées cataboliques, car elles divisent les grandes molécules nutritives en plus petites.Ces molécules sont des sucres, qui sont dérivés des glucides;acides gras provenant de la graisse alimentaire;et les acides aminés, dérivés de la protéine.Les électrons sont libérés lorsque tLes nutriments sont décomposés et les électrons sont utilisés dans les réactions qui produisent de l'ATP.Cette molécule riche en énergie est ensuite utilisée dans les cellules pour alimenter presque toutes les réactions qui se produisent en eux.

Respiration cellulaire anaérobie

chez les animaux et les plantes, ainsi que de nombreuses espèces bactériennes, le type de respiration cellulaire qui se produit est aérobie, qui, quisignifie simplement qu'il utilise de l'oxygène.Dans certaines espèces de bactéries, la respiration est anaérobie, ce qui signifie qu'elle n'utilise pas d'oxygène.Au lieu de cela, ces organismes utilisent des molécules telles que le nitrate ou le soufre comme substitut.Certains ont même évolué au point où ils ne peuvent vivre que dans des environnements sans oxygène.