Reacția chimică numită respirație este vitală pentru creșterea, repararea și supraviețuirea tuturor viețuitoarelor. Respirația are loc în celulele plantelor, animalelor și oamenilor, în principal în interiorul mitocondriilor, care se află în citoplasma unei celule. Energia eliberată în timpul respirației este utilizată de plante pentru a produce aminoacizi, iar de animale și oameni pentru a-și contracta mușchii pentru a le lăsa să se miște. Nu confundați respirația cu respirația. Respirația eliberează energie, în timp ce respirația este fluxul de aer în și din plămâni.
Fabrici de energie celulară
Cea mai mare parte a muncii din spatele respirației se întâmplă în mitocondriile celulelor. Molecula adenozin trifosfat bogată în energie (ATP) este produsă în mitocondrii folosind energia provenită de la soare (pentru plante) sau hrană (pentru animale și oameni). Toate celulele vii au mitocondrii, unele mai mult decât altele. Celulele adipoase au multe mitocondrii, deoarece stochează cantități mari de energie. Celulele musculare au, de asemenea, multe mitocondrii, deoarece trebuie să reacționeze rapid pentru a elibera energie atunci când corpul are nevoie de ea.
Fotosinteza și respirația
Respirația la plante se întâmplă alături de o altă reacție chimică, fotosinteza. Plantele sunt autotrofe, adică își fac propriile alimente folosind dioxid de carbon, apă și energie din soare. În timpul fotosintezei, o plantă preia dioxid de carbon din aer și apă din mediul înconjurător prin găuri minuscule din frunze, flori, tulpini, rădăcini și ramuri. Energia din soare provoacă o reacție chimică în mitocondrii care descompune dioxidul de carbon și moleculele de apă și le recombină în jurul lor pentru a produce zahăr (glucoză) și oxigen gazos. Respirația are nevoie de glucoză ca punct de plecare. Folosește glucoza creată prin fotosinteză și preia oxigen din aer pentru a elibera energie.
Aerobic vs. Respirația anaerobă
Respirația aerobă are loc tot timpul în interiorul tuturor ființelor vii. Acest tip de respirație folosește oxigen și glucoză pentru a produce dioxid de carbon și apă ca produse reziduale și pentru a elibera cantități mari de energie. Plantele stochează glucoza sub formă de amidon, dar oamenii și animalele o stochează ca glicogen, care se transformă înapoi în glucoză pentru utilizare în timpul exercițiului fizic atunci când celulele musculare respiră mai mult decât o fac în repaus.
În timpul exercițiilor de intensitate ridicată, oamenii și animalele se bazează pe respirația anaerobă pentru a obține cantități mici de energie pentru a alimenta mișcarea musculară. La fel ca respirația aerobă, respirația anaerobă are loc în celule, dar glucoza nu se descompune complet. Produsul rezidual este acidul lactic, nu dioxidul de carbon și apa. Sângele care curge prin mușchi îndepărtează acidul lactic. Unele celule vegetale și microorganisme folosesc, de asemenea, respirația anaerobă. De exemplu, fabricarea berii și fabricarea pâinii utilizează respirația anaerobă în drojdie. Celulele preiau glucoză și produc etanol (alcool) și dioxid de carbon. Majoritatea respirației aerobe se întâmplă în mitocondrii, dar respirația anaerobă are loc în porțiunea fluidă a citoplasmei.