Die chemische Reaktion, die Atmung genannt wird, ist für das Wachstum, die Reparatur und das Überleben aller Lebewesen von entscheidender Bedeutung. Die Atmung findet in den Zellen von Pflanzen, Tieren und Menschen statt, hauptsächlich in den Mitochondrien, die sich im Zytoplasma einer Zelle befinden. Die bei der Atmung freigesetzte Energie wird von Pflanzen verwendet, um Aminosäuren herzustellen, und von Tieren und Menschen, um ihre Muskeln zusammenzuziehen, damit sie sich bewegen können. Verwechseln Sie Atmung nicht mit Atmung. Die Atmung setzt Energie frei, während die Atmung der Luftstrom in und aus unserer Lunge ist.
Zelluläre Energiefabriken
Die meiste Arbeit hinter der Atmung geschieht in den Mitochondrien der Zellen. Das energiereiche Molekül Adenosintriphosphat (ATP) wird in den Mitochondrien aus Sonnenenergie (für Pflanzen) oder Nahrung (für Tiere und Menschen) hergestellt. Alle lebenden Zellen haben Mitochondrien, manche mehr als andere. Fettzellen haben viele Mitochondrien, weil sie große Mengen an Energie speichern. Muskelzellen haben auch viele Mitochondrien, weil sie schnell reagieren müssen, um Energie freizusetzen, wenn der Körper sie braucht.
Photosynthese und Atmung
Die Atmung in Pflanzen erfolgt neben einer anderen chemischen Reaktion, der Photosynthese. Pflanzen sind autotroph, d.h. sie stellen ihre eigene Nahrung aus Kohlendioxid, Wasser und Sonnenenergie her. Bei der Photosynthese nimmt eine Pflanze Kohlendioxid aus der Luft und Wasser aus ihrer Umgebung durch winzige Löcher in ihren Blättern, Blüten, Stängeln, Wurzeln und Zweigen auf. Sonnenenergie verursacht eine chemische Reaktion in den Mitochondrien, die die Kohlendioxid- und Wassermoleküle abbaut und sie zu Zucker (Glukose) und Sauerstoffgas rekombiniert. Die Atmung benötigt Glukose als Ausgangspunkt. Es nutzt die bei der Photosynthese gebildete Glukose und entzieht der Luft Sauerstoff, um Energie freizusetzen.
Aerobic vs. Anaerobe Atmung
Aerobe Atmung findet ständig in allen Lebewesen statt. Diese Art der Atmung verwendet Sauerstoff und Glukose, um Kohlendioxid und Wasser als Abfallprodukte zu produzieren und große Mengen an Energie freizusetzen. Pflanzen speichern Glukose als Stärke, aber Menschen und Tiere speichern sie als Glykogen, das während des Trainings wieder in Glukose umgewandelt wird, wenn die Muskelzellen mehr atmen als im Ruhezustand.
Bei hochintensivem Training verlassen sich Mensch und Tier auf die anaerobe Atmung, um kleine Energiemengen für die Muskelbewegung zu erhalten. Wie die aerobe Atmung findet die anaerobe Atmung in Zellen statt, aber Glukose wird nicht vollständig abgebaut. Das Abfallprodukt ist Milchsäure, nicht Kohlendioxid und Wasser. Das durch die Muskeln fließende Blut entfernt die Milchsäure. Einige Pflanzenzellen und Mikroorganismen verwenden auch anaerobe Atmung. Zum Beispiel wird beim Brauen und Brotbacken anaerobe Atmung in Hefe verwendet. Die Zellen nehmen Glukose auf und produzieren Ethanol (Alkohol) und Kohlendioxid. Die meiste aerobe Atmung findet in den Mitochondrien statt, aber die anaerobe Atmung findet im flüssigen Teil des Zytoplasmas statt.