Πού συμβαίνει η αναπνοή;

Η χημική αντίδραση που ονομάζεται αναπνοή είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη, την επιδιόρθωση και την επιβίωση όλων των ζωντανών όντων. Η αναπνοή συμβαίνει στα κύτταρα φυτών, ζώων και ανθρώπων, κυρίως μέσα στα μιτοχόνδρια, τα οποία βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα ενός κυττάρου. Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την αναπνοή χρησιμοποιείται από τα φυτά για την παραγωγή αμινοξέων, και από ζώα και ανθρώπους να συστέλλουν τους μυς τους για να τους αφήσουν να κινηθούν. Μην συγχέετε την αναπνοή με την αναπνοή. Η αναπνοή απελευθερώνει ενέργεια, ενώ η αναπνοή είναι η ροή του αέρα μέσα και έξω από τους πνεύμονές μας.

Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας πίσω από την αναπνοή συμβαίνει στα μιτοχόνδρια των κυττάρων. Το πλούσιο σε ενέργεια μόριο τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) παράγεται στα μιτοχόνδρια χρησιμοποιώντας ενέργεια από τον ήλιο (για φυτά) ή τροφή (για ζώα και ανθρώπους). Όλα τα ζωντανά κύτταρα έχουν μιτοχόνδρια, μερικά περισσότερα από άλλα. Τα λιπώδη κύτταρα έχουν πολλά μιτοχόνδρια επειδή αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Τα μυϊκά κύτταρα έχουν επίσης πολλά μιτοχόνδρια επειδή πρέπει να αντιδρούν γρήγορα για να απελευθερώσουν ενέργεια όταν το σώμα το χρειάζεται.

Η αναπνοή στα φυτά συμβαίνει παράλληλα με μια άλλη χημική αντίδραση, τη φωτοσύνθεση. Τα φυτά είναι αυτότροφα, που σημαίνει ότι φτιάχνουν τα δικά τους τρόφιμα χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα, νερό και ενέργεια από τον ήλιο. Κατά τη φωτοσύνθεση, ένα φυτό παίρνει διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και νερό από το περιβάλλον του μέσω μικροσκοπικών τρυπών στα φύλλα, τα λουλούδια, τους μίσχους, τις ρίζες και τα κλαδιά του. Η ενέργεια από τον ήλιο προκαλεί μια χημική αντίδραση στα μιτοχόνδρια που διασπά τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα και του νερού και τα ανασυνδυάζει γύρω για να παράγουν σάκχαρο (γλυκόζη) και αέριο οξυγόνο. Η αναπνοή χρειάζεται γλυκόζη ως αφετηρία. Χρησιμοποιεί τη γλυκόζη που δημιουργείται από τη φωτοσύνθεση και παίρνει οξυγόνο από τον αέρα για να απελευθερώσει ενέργεια.

Η αερόβια αναπνοή συμβαίνει συνεχώς μέσα σε όλα τα έμβια όντα. Αυτός ο τύπος αναπνοής χρησιμοποιεί οξυγόνο και γλυκόζη για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα και νερού ως απόβλητα και απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Τα φυτά αποθηκεύουν τη γλυκόζη ως άμυλο, αλλά οι άνθρωποι και τα ζώα την αποθηκεύουν ως γλυκογόνο, το οποίο μετατρέπεται σε γλυκόζη για χρήση κατά τη διάρκεια της άσκησης όταν τα μυϊκά κύτταρα αναπνέουν περισσότερο από ό, τι κάνουν σε ηρεμία.

Κατά τη διάρκεια άσκησης υψηλής έντασης, οι άνθρωποι και τα ζώα βασίζονται στην αναερόβια αναπνοή για να πάρουν μικρές ποσότητες ενέργειας για να τροφοδοτήσουν την κίνηση των μυών. Όπως η αερόβια αναπνοή, η αναερόβια αναπνοή εμφανίζεται στα κύτταρα, αλλά η γλυκόζη δεν διασπάται εντελώς. Το απόβλητο είναι γαλακτικό οξύ, όχι διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Το αίμα που ρέει μέσω των μυών αφαιρεί το γαλακτικό οξύ. Ορισμένα φυτικά κύτταρα και μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν επίσης αναερόβια αναπνοή. Για παράδειγμα, η παρασκευή και η παρασκευή ψωμιού χρησιμοποιούν αναερόβια αναπνοή στη μαγιά. Τα κύτταρα λαμβάνουν γλυκόζη και παράγουν αιθανόλη (αλκοόλη) και διοξείδιο του άνθρακα. Η περισσότερη αερόβια αναπνοή συμβαίνει στα μιτοχόνδρια, αλλά η αναερόβια αναπνοή λαμβάνει χώρα στο υγρό τμήμα του κυτοπλάσματος.