Inhoud
Ademhaling transformeert de energie die is opgeslagen in voedsel dat door een organisme wordt gegeten, in energie die kan worden gebruikt voor metabole processen die het leven van het organisme ondersteunen. Het belang van de luchtwegen is van cruciaal belang; organismen kunnen vele dagen verdragen zonder voedsel en soms een paar zonder water, maar kunnen niet langer dan een paar minuten overleven als de ademhaling stopt.
Planten ademen, maar ze houden zich voornamelijk bezig met een proces dat fotosynthese wordt genoemd. Dit deelt kenmerken met ademhaling, behalve met de relevante chemische reacties die in omgekeerde richting verlopen. Omdat ademhaling en fotosynthese elkaar aanvullen over de planetenecosystemen, is ademhaling even belangrijk voor planten als indirect voor organismen die direct op ademhaling vertrouwen.
Ademhalingsorganen
Bij mensen en andere gewervelde dieren stroomt zuurstof- en koolstofdioxide via de neus en mond in en uit het lichaam. Na het passeren in de keelholte of mondholte, stroomt lucht langs de epiglottis naar het strottenhoofd en uiteindelijk in de luchtpijp of luchtpijp. De luchtpijp splitst in twee hoofdbronchiën, die de rechter en linker longen binnendringen. Uiteindelijk bereikt lucht de functionele eenheid van de long: de longblaasjes. Dit zijn kleine, dunwandige zakjes, waar koolstofdioxide en zuurstof over het oppervlak van kunnen diffunderen. Koolstofdioxide komt in de longblaasjes vanuit het bloed dat door de longen stroomt, terwijl zuurstof in de bloedbaan stroomt.
In minder gespecialiseerde organismen zoals wormen is de functie van het ademhalingssysteem eenvoudiger. Gassen kunnen eenvoudig over de buitenoppervlakken van het lichaam diffunderen. Onderdelen van het ademhalingssysteem variëren tussen dieren. Waterdieren bezitten kieuwsleuven om gassen met water uit te wisselen, terwijl insecten een netwerk van eenvoudige luchtpijpen bevatten die gassen rechtstreeks naar individuele cellen van het oppervlak van het lichaam transporteren.
Stappen in ademhaling
Op cellulair niveau worden eiwitten, koolhydraten en vetten afgebroken tot kleine moleculen zoals glucose, die glycolyse ondergaan. In dit proces wordt elk zes-koolstof glucosemolecuul in een reeks stappen opgesplitst in twee drie-koolstof pyruvaatmoleculen, die een kleine hoeveelheid energie oplevert in de vorm van twee moleculen ATP en twee NADH. Deze reeks reacties vereist geen zuurstof en wordt daarom anaërobe ademhaling genoemd.
De twee pyruvaatmoleculen kunnen een andere reeks reacties ondergaan in aanwezigheid van zuurstof, en dit resulteert in de afgifte van aanzienlijk meer ATP via de elektronentransportketen. Deze aerobe ademhaling resulteert in de afgifte van koolstofdioxide en waterdamp, die beide worden uitgeademd of anderszins in de omgeving worden geloosd. Deze processen vinden voortdurend plaats in organismenlichamen om ze in leven te houden en basische metabole processen normaal te laten verlopen.
Ademhaling en fotosynthese
Ademhaling neemt zuurstof en glucose en zet ze om in water en kooldioxide; fotosynthese maakt gebruik van kooldioxide en water om glucose te synthetiseren voor de plantenbehoeften en geeft zuurstof vrij. Gezien het enorme volume van zowel planten- als dierenleven wereldwijd, is het zeker dat als planten vandaag allemaal zouden verdwijnen, dieren snel zouden afsterven en vice versa.
Planten kunnen ademhalen, en doen dit in het donker wanneer de fotosynthese slapend is. Op deze momenten breken de planten een deel van de glucose af die ze hebben gemaakt om de groei en andere processen te voeden. Vervolgens, wanneer weer zonlicht beschikbaar is, keert de plant terug naar een netto accumulatie van glucose en geeft zuurstof vrij via fotosynthese.