Hengitykseksi kutsuttu kemiallinen reaktio on elintärkeä kaiken elävän kasvun, korjautumisen ja selviytymisen kannalta. Hengitys tapahtuu kasvien, eläinten ja ihmisten soluissa, pääasiassa mitokondrioiden sisällä, jotka sijaitsevat solun sytoplasmassa. Hengityksen aikana vapautunutta energiaa kasvit käyttävät aminohappojen valmistamiseen, ja eläimet ja ihmiset supistavat lihaksensa päästäkseen liikkumaan. Älä sekoita hengitystä hengitykseen. Hengitys vapauttaa energiaa, kun taas hengitys on ilman virtausta keuhkoihimme ja ulos niistä.
Solun energiatehtaat
Suurin osa hengityksen takana olevasta työstä tapahtuu solujen mitokondrioissa. Energiarikas molekyyli adenosiinitrifosfaatti (ATP) valmistetaan mitokondrioissa käyttämällä aurinkoenergiaa (kasveille) tai ruokaa (eläimille ja ihmisille). Kaikilla elävillä soluilla on mitokondrioita, toiset enemmän kuin toiset. Rasvasoluilla on monia mitokondrioita, koska ne varastoivat suuria määriä energiaa. Lihassoluilla on myös monia mitokondrioita, koska niiden on reagoitava nopeasti vapauttamaan energiaa, kun keho sitä tarvitsee.
Fotosynteesi ja hengitys
Hengitys kasveissa tapahtuu toisen kemiallisen reaktion, fotosynteesin, rinnalla. Kasvit ovat autotrofeja, eli ne tekevät omaa ruokaansa käyttämällä hiilidioksidia, vettä ja aurinkoenergiaa. Fotosynteesin aikana kasvi ottaa hiilidioksidia ilmasta ja vedestä ympäristöstään lehtien, kukkien, varret, juuret ja oksat pienien reikien kautta. Auringon energia aiheuttaa mitokondrioissa kemiallisen reaktion, joka hajottaa hiilidioksidi- ja vesimolekyylit ja yhdistää ne uudelleen sokerin (glukoosi) ja happikaasun muodostamiseksi. Hengitys tarvitsee glukoosia lähtökohtana. Se käyttää fotosynteesin tuottamaa glukoosia ja ottaa hapen ilmasta energian vapauttamiseksi.
Aerobinen vs. Anaerobinen hengitys
Aerobista hengitystä tapahtuu jatkuvasti kaiken elävän sisällä. Tämän tyyppinen hengitys käyttää happea ja glukoosia hiilidioksidin ja veden tuottamiseen jätteinä ja vapauttamaan suuria määriä energiaa. Kasvit varastoivat glukoosia tärkkelyksenä, mutta ihmiset ja eläimet varastoivat sen glykogeenina, joka muuttuu takaisin glukoosiksi käytettäväksi harjoituksen aikana, kun lihassolut hengittävät enemmän kuin levossa.
Suuritehoisessa liikunnassa ihmiset ja eläimet luottavat anaerobiseen hengitykseen saadakseen pieniä määriä energiaa lihasten liikkeitä. Kuten aerobinen hengitys, soluissa esiintyy anaerobista hengitystä, mutta glukoosi ei hajoa kokonaan. Jätetuote on maitohappo, ei hiilidioksidi ja vesi. Lihasten läpi virtaava veri poistaa maitohapon. Jotkut kasvisolut ja mikro-organismit käyttävät myös anaerobista hengitystä. Esimerkiksi panimossa ja leivänvalmistuksessa käytetään anaerobista hengitystä hiivassa. Solut ottavat glukoosia ja tuottavat etanolia (alkoholia) ja hiilidioksidia. Suurin osa aerobisesta hengityksestä tapahtuu mitokondrioissa, mutta anaerobista hengitystä tapahtuu sytoplasman nesteosassa.
