Vad är andning?

Termen andning hänvisar till två separata processer, som båda förekommer i levande saker och är relaterade till generering av energi.Den ena är fysiologisk andning, processen genom vilken en organisme tar in syre och utsöndrar koldioxid.Den andra är cellulär andning, en serie biokemiska reaktioner som gör att en cell kan generera energi.

Fysiologisk andning

Det finns fyra steg i denna process hos människor och andra däggdjur, och de planerar framstegen av syre från inandning i lungorna till absorption av inre organ och andra vävnader.Det täcker också utandning av koldioxid.

Ventilation

Det första steget är ventilation, där luften rör sig in och ut ur lungorna.Dessa är fibrösa kollagenstrukturer som expanderar under inandning, för att ta in den maximala mängden syre;Vid utandning drar de samman och släpper koldioxid.Alveoler finns endast i däggdjurs lungor;Men liknande strukturer finns i andra ryggradsdjur, såsom reptiler och fåglar.

Pulmonal gasutbyte

I detta skede kommer syre från alveolerna in i cirkulationssystemet genom lungkapillärerna.Alveolerna och lungkapillärerna separeras med en barriär bara två celler tjocka;En gång över denna barriär binder syremolekyler till hemoglobinet, ett speciellt protein, i röda blodkroppar.

Gastransport

Gastransport börjar i lungkapillärerna.I detta steg rör sig syre som är bundet till hemoglobin genom cirkulationssystemets blodkärl och så småningom kommer in i kapillärer i hela kroppen.Kapillärer matar organ, körtlar och andra vävnader, som behöver en konstant tillförsel av syre för att fungera.

Perifer gasutbyte

Det sista steget är perifert gasutbyte, där syre rör sig från kapillärerna till celler.Detta händer på samma sätt som gaserna diffunderar mellan alveoler och lungkapillärer i lungorna.Avfallsgaser, såsom koldioxid som utsöndras av celler, kommer in i kapillärerna och rör sig om cirkulationssystemet till lungorna, där de släpps under utandning.

Andra fysiologiska system

Andning är inte exklusivt för organismer med lungor.Till exempel förekommer den i de flesta arter i gälar, vilket gör att djuren kan extrahera syre från vatten.Hos amfibier inträffar de flesta gasutbyten över huden;Lungorna ger ett sätt att kontrollera kroppens syrehalter genom att fungera som en sekundär källa till syre.Växter producerar syre via fotosyntes och tar in mer genom diffusion över deras blad.Oavsett den fysiska processen tar alla dessa organismer i syre och utsöndrat koldioxid, precis som däggdjur gör.

Cellulär andning

Syre som föras till vävnaderna via fysiologisk andning används i alla celler för den biokemiska processen för cellulär andning.Denna process, som också kallas oxidativ metabolism, är en uppsättning kemiska reaktioner, många som involverar syre, som gör att kroppen kan omvandla vissa molekyler till användbar energi.I djur- och växtceller förekommer reaktionerna som omvandlar näringsämnen till en energirik molekyl som kallas adenosintrifosfat (ATP).

Syre behövs för cellulär andning eftersom många oxidationsreduktionsreaktioner, även kallade redoxreaktioner, förekommer under andningsprocessen.Denna gas är ett kraftfullt oxidationsmedel, vilket innebär att den i kemiska reaktioner lätt kan ge sina tillgängliga elektroner.Detta gör det mycket användbart i reaktioner.

Reaktionerna som förekommer kallas också kataboliska, eftersom de delar stora näringsmolekyler till mindre.Dessa molekyler är sockerarter, som härstammar från kolhydrater;Fettsyror från dietfett;och aminosyror, härrörande från protein.Elektroner släpps när tnäringsämnena bryts ned, och elektronerna används i reaktioner som producerar ATP.Denna energirika molekyl används sedan i celler för att driva nästan alla reaktioner som förekommer inom dem.

Anaerob cellulär andning

I djur och växter, såväl som många bakteriearter, är den typ av cellulär andning som uppstår aerob, vilket är som ärBetyder helt enkelt att det använder syre.I vissa arter av bakterier är andning anaerob, vilket innebär att den inte använder syre.Istället använder dessa organismer molekyler såsom nitrat eller svavel som ersättare.Vissa har till och med utvecklats till den punkt där de bara kan leva i syrefria miljöer.