Дыхание

Файл:Breathing in fish.jpg

К органам дыхания у рыб относятся жабры

Файл:Respiration-bird-mammal-insect (1).gif

Различия внешнего дыхания человека, птиц и насекомых

Файл:Bird Respiration - Air circulation (FR).svg

Схематичное изображение потока воздуха по лёгким и воздушным мешкам птиц

Дыха́ние (лат. respiratio) — основная форма катаболизма у животных, растений и многих микроорганизмов. Дыхание — это физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение метаболизма (обмена веществ и энергии) живых организмов и способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды), получая из окружающей среды кислород (О₂) и отводя в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма (СО₂, H₂O и другие). В зависимости от интенсивности обмена веществ человек выделяет через лёгкие в среднем Шаблон:Привести цитату 2 литров углекислого газа (СО₂), и 50 граммов воды в час. А с ними — около 400 других примесей летучих соединений, в том числе и ацетон. В процессе дыхания богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов (диоксида углерода и воды), используя для этого молекулярный кислород.

Внешнее дыхание — это газообмен между организмом и окружающей средой, включающий поглощение кислорода и выделение углекислого газа, а также транспорт этих газов внутри организма по системе дыхательных трубочек (трахейнодышащие насекомые) Шаблон:Нет АИ 2.

Клеточное дыхание включает биохимические процессы транспортировки белков через клеточные мембраны; а также собственно окисление в митохондриях, приводящее к преобразованию химической энергии пищи.

У организмов, имеющих большие площади поверхности, контактирующие с внешней средой, дыхание может происходить за счёт диффузии газов непосредственно к клеткам через поры (например, в листьях растений, у полостных животных). При небольшой относительной площади поверхности транспорт газов осуществляется за счёт циркуляции крови (у позвоночных и других) либо в трахеях (у насекомых). У человека в состоянии покоя газообмен через кожу с атмосферой составляет около 2—3 % от лёгочного газообмена<ref>Шаблон:Cite web</ref>.

Дыхание у растений

У всех растений происходит аэробное дыхание с поглощением митохондриями кислорода и выделением углекислого газа. У большинства растений также в хлоропластах происходит фотосинтез с поглощением углекислого газа и выделением кислорода. Дыхание идет постоянно, однако, по некоторым данным, на свету эффективность дыхания может составлять 30-100 % от таковой в темноте. Это связано с тем, что митохондрии оказываются задействованы в процессе фотодыхания<ref>Шаблон:Книга</ref>

Общие принципы организации процесса дыхания на молекулярном уровне у растений и животных схожи. Однако в связи с тем, что растения ведут прикреплённый образ жизни, их метаболизм постоянно должен подстраиваться к изменяющимся внешним условиям, поэтому и их клеточное дыхание имеет некоторые особенности (дополнительные пути окисления, альтернативные ферменты).

Газообмен с внешней средой осуществляется через устьица и чечевички, трещины в коре (у деревьев).

Также у растений существует спиртовое брожение Шаблон:Нет АИ:

<math>\mathrm{C_{6}H_{12}O_{6}=2C_{2}H_{5}OH+2CO_{2}}.</math>

Количество энергии (стандартное изменение свободной энергии), которое должно было бы выделяться при брожении, составляет 234 кДж на моль израсходованной гексозы. Таким образом, для обеспечения себя необходимым количеством энергии растение при брожении должно израсходовать значительно большее количество гексоз, чем при аэробном дыхании. В атмосфере кислорода происходит более эффективное в энергетическом отношении аэробное дыхание, предохраняющее растение от излишних трат органического вещества<ref>В. Л. Кретович — Биохимия растений: Учеб. −2е изд., перераб. и доп.; для биол. спец. университетов. — М.: Высшая школа, 1986. — 503 с., ил.</ref>.

В анаэробных условиях хлорофилл, растворённый в пиридине, под воздействием света восстанавливается аскорбиновой кислотой или другими донорами электронов. В темноте реакция идёт в обратном направлении:

<math>\text{хлорофилл}+\text{аскорбиновая кислота}\longleftrightarrow\underset{\text{восст.форма}}{\text{хлорофилл}}+\text{дегидроаскорбиновая кислота}</math>

В свою очередь, «фотовосстановленный» хлорофилл может восстанавливать такие акцепторы, как НАД+, хиноны, Fe3+.

<math>\text{донор электронов}\overset{e^{-}}{\longleftrightarrow}\text{хлорофилл}\overset{e^{-},\text{свет}}{\longleftrightarrow}\text{акцептор электронов}.</math>

Эти реакции названы в честь А. А. Красновского<ref> Медведев Сергей Семёнович — Физиология растений. </ref><ref> А. А. Красновский — Реакция обратимого фотохимического восстановления хлорофилла, его аналогов и производных.</ref>.

См. также

• Дыхательная система
• Физиология дыхания

Литература

• Шаблон:БМЭ3
• Шаблон:БМЭ3
• Шаблон:БМЭ3
• Шаблон:БМЭ3
• Дыхание // Малая медицинская энциклопедия. — Т. 2. — С. 146.