Wat is ademhaling?
De term ademhaling verwijst naar twee afzonderlijke processen, die beide in levende wezens voorkomen en gerelateerd zijn aan het genereren van energie.Een daarvan is fysiologische ademhaling, het proces waarmee een organisme zuurstof inneemt en koolstofdioxide uitschiet.De tweede is cellulaire ademhaling, een reeks biochemische reacties waarmee een cel energie kan genereren.
Fysiologische ademhaling
Er zijn vier fasen voor dit proces bij mensen en andere zoogdieren, en ze plannen de voortgang van zuurstof uit inhalatie in de longen tot absorptie door interne organen en andere weefsels.Het omvat ook de uitademing van koolstofdioxide.
Ventilatie
De eerste fase is ventilatie, waarin lucht zich in en uit de alveoli van de longen beweegt.Dit zijn vezelige collageenstructuren die uitzetten tijdens het inademen, om de maximale hoeveelheid zuurstof in te nemen;Na uitademing contracteren en geven ze koolstofdioxide vrij.Alveoli zijn alleen aanwezig in zoogdierlongen;Soortgelijke structuren bestaan echter bij andere gewervelde dieren, zoals reptielen en vogels.
Pulmonale gasuitwisseling
In deze fase komt zuurstof uit de longblaasjes het bloedsomloop binnen via de longcapillairen.De alveoli en de longcapillairen worden gescheiden door een barrière slechts twee cellen dik;Eenmaal in deze barrière binden zuurstofmoleculen aan het hemoglobine, een speciaal eiwit, in rode bloedcellen.
Gastransport
Gastransport begint in de longcapillairen.In deze stap beweegt zuurstof gebonden aan hemoglobine door de bloedvaten van het bloedsomloop en komen uiteindelijk capillairen in het hele lichaam binnen.Capillairen voeden organen, klieren en andere weefsels, die een constante toevoer van zuurstof nodig hebben om te functioneren.
Perifere gasuitwisseling
De uiteindelijke fase is perifere gasuitwisseling, waarbij zuurstof van de capillairen naar cellen beweegt.Dit gebeurt op dezelfde manier als de manier waarop gassen diffunderen tussen alveoli en longcapillairen in de longen.Afvalgassen, zoals koolstofdioxide uitgescheiden door cellen, komen de haarvaten binnen en bewegen door het bloedsomloop naar de longen, waar ze worden vrijgegeven tijdens uitademing.
Andere fysiologische systemen
Ademhaling is niet exclusief voor organismen met longen.Bij de meeste vissoorten komt het bijvoorbeeld voor in kieuwen, waardoor de dieren zuurstof uit water kunnen extraheren.Bij amfibieën vindt de meeste gasuitwisseling plaats over de huid;De longen bieden een middel om de zuurstofniveaus van het lichaam te regelen, door te fungeren als een secundaire zuurstofbron.Planten produceren zuurstof via fotosynthese en nemen meer op door diffusie over hun bladeren.Ongeacht het fysieke proces, nemen al deze organismen zuurstof in en scheiden koolstofdioxide uit, net zoals zoogdieren.
Cellulaire ademhaling
De zuurstof die via fysiologische ademhaling naar de weefsels wordt gebracht, wordt in alle cellen gebruikt voor het biochemische proces van cellulaire ademhaling.Dit proces, dat ook wordt genoemd als oxidatief metabolisme, is een reeks chemische reacties, velen met zuurstof, waardoor het lichaam bepaalde moleculen kan omzetten in bruikbare energie.In dier- en plantencellen treden de reacties op die voedingsstoffen omzetten in een energierijk molecuul genaamd adenosinetrifosfaat (ATP).
Zuurstof is nodig voor cellulaire ademhaling omdat veel oxidatie-reductiereacties, ook wel redoxreacties genoemd, optreden tijdens het ademhalingsproces.Dit gas is een krachtig oxidatiemiddel, wat betekent dat het in chemische reacties gemakkelijk zijn beschikbare elektronen kan geven.Dit maakt het erg nuttig in reacties.
De reacties die zich voordoen, worden ook katabolisch genoemd, omdat ze grote nutriëntenmoleculen in kleinere breken.Deze moleculen zijn suikers, die zijn afgeleid van koolhydraten;vetzuren van voedingsvet;en aminozuren, afgeleid van eiwitten.Elektronen worden vrijgegeven wanneer TDe voedingsstoffen worden afgebroken en de elektronen worden gebruikt in reacties die ATP produceren.Dit energierijke molecuul wordt vervolgens gebruikt in cellen om bijna alle reacties die erin optreden, te voeden.
Anaërobe cellulaire ademhaling
bij dieren en planten, evenals vele bacteriële soorten, het type cellulaire ademhaling dat optreedt, is aerobe,betekent gewoon dat het zuurstof gebruikt.In sommige soorten bacteriën is ademhaling anaërobe, wat betekent dat het geen zuurstof gebruikt.In plaats daarvan gebruiken deze organismen moleculen zoals nitraat of zwavel als vervanging.Sommigen zijn zelfs geëvolueerd tot het punt waar ze alleen in zuurstofvrije omgevingen kunnen leven.