1.    
  2.    
  3.     Навіщо ми дихаємо?

Навіщо ми дихаємо?

Ви, напевно, знаєте, що дихання необхідно для того, щоб в організм з повітрям надходив кисень, необхідний для життя, а при видиху організм виділяє назовні вуглекислий газ.

Дихає все живе – і тварини, і птахи, і рослини.

А навіщо живим організмам так необхідний кисень, що без нього неможливе життя? І звідки в клітинах береться вуглекислий газ, від якого організму потрібно постійно звільнятися?

Справа в тому, що кожна клітинка живого організму являє собою маленьке, але дуже активне біохімічне виробництво. А ви знаєте, що ніяке виробництво неможливо без енергії. Всі процеси, які протікають в клітинах і тканинах, протікають зі споживанням великої кількості енергії.

Звідки ж вона береться?

З їжею, яку ми їмо, – з вуглеводів, жирів і білків. У клітинах ці речовини окислюються. Найчастіше ланцюгперетворень складних речовин призводить до утворення універсального джерела енергії – глюкози. В результаті окислення глюкози вивільняється енергія. Ось для окислення якраз і потрібен кисень. Енергію, яка вивільняється в результаті цих реакцій, клітина запасає у вигляді особливих високоенергетичних молекул – вони, як батарейки, або акумулятори, віддають енергію за потребою. А кінцевим продуктом окислення поживних речовин є вода і вуглекислий газ, який видаляються з організму: з клітин він надходить в кров, яка переносить вуглекислий газ в легені, і там він виводиться назовні в процесі видиху. За одну годину через легені людина виділяє від 5 до 18 літрів вуглекислого газу і до 50 грамів води.

До речі …

Високоенергетичні молекули, які є & quot; паливом & quot; для біохімічних процесів, називаються АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. У людини тривалість життя однієї молекули АТФ становить менше 1 хвилини. Людський організм синтезує близько 40 кг АТФ в день, але при цьому вся вона практично відразу витрачається, і запасу АТФ в організмі практично не створюється. Для нормальної життєдіяльності необхідно постійно синтезувати нові молекули АТФ. Ось чому без надходження кисню живий організм може прожити максимум кілька хвилин.

А чи бувають живі організми, які не потребують кисні?

Так, бувають. Такі організми називаються анаеробними (грец. & Quot; ан & quot; – відсутність, & quot; аеро & quot; – повітря), на противагу аеробам – тим організмам, які не можуть жити без кисню. До анаеробам відносяться організми, які живуть в середовищі, позбавленої кисню – багато бактерії, деякі гриби, водорості і деякі тварини, наприклад, практично всі гельмінти (т. Е. Глисти – паразитні черви). Частина анаеробів вміє “перемикатися” з анаеробного типу дихання на аеробний – вони називаються факультативними анаеробами; а частина взагалі не переносить кисню, гине від його присутності – це облігатні анаероби (наприклад, збудник правця – правцева паличка).

З процесами анаеробного дихання знаком кожен з нас! Так, бродіння тіста або квасу – це приклад анаеробного процесу, здійснюваного дріжджами: вони окислюють глюкозу до етанолу (спирту); процес скисання молока – це результат роботи молочнокислих бактерій, які здійснюють молочнокисле бродіння – перетворюють молочний цукор лактозу в молочну кислоту.

Навіщо потрібно кисневе дихання, якщо є бескислородное?

Потім, що аеробне окислення в рази ефективніше, ніж анаеробне. Порівняйте: в процесі анаеробного розщеплення однієї молекули глюкози утворюється всього 2 молекули АТФ, а в результаті аеробного розпаду молекули глюкози утворюється 38 молекул АТФ! Для складних організмів з високою швидкістю і інтенсивністю обмінних процесів анаеробного дихання просто не вистачить для підтримки життя – так електронна іграшка, якій для роботи потрібно 3-4 батарейки, просто не включиться, якщо в неї вставити тільки одну батарейку.
А в клітинах людського організму можливо бескислородное дихання?

Звичайно! Перший етап розпаду молекули глюкози, який називається гликолизом, проходить без присутності кисню. Гліколіз – це процес, загальний практично для всіх живих організмів. У процесі гліколізу утворюється піровиноградна кислота (піруват). Саме вона відправляється по шляху подальших перетворень, що призводять до синтезу АТФ як при кисневому, так і бескислородном диханні.

Так, в м’язах запаси АТФ дуже малі – їх вистачає тільки на 1-2 секунди м’язової роботи. Якщо м’язі необхідна короткочасна, але активна діяльність, першим в ній мобілізується анаеробне дихання – воно швидше активується і дає енергію приблизно на 90 секунд активної роботи м’яза. Якщо ж м’яз активно працює більше двох хвилин, то підключається аеробне дихання: при ньому виробництво АТФ відбувається повільно, але енергії воно дає досить, щоб підтримувати фізичну активність протягом тривалого часу (до декількох годин).

06.09.2017

Написати коментар