3 Tipos de Respiração

Respiração é o processo no qual os organismos trocam gases entre seus células do corpo e o meio ambiente. A partir de bactérias procarióticas e arcaicos para eucariótico protistas, fungos, plantase animais, todos os organismos vivos sofrem respiração. A respiração pode se referir a qualquer um dos três elementos do processo.

Primeiro, respiração pode se referir à respiração externa ou ao processo de respiração (inspiração e expiração), também chamada ventilação. Em segundo lugar, respiração pode se referir à respiração interna, que é a difusão gases entre fluidos corporais (sangue e fluido intersticial) e tecidos. Finalmente, respiração pode se referir aos processos metabólicos de conversão da energia armazenada em moléculas biológicas energia utilizável na forma de ATP. Esse processo pode envolver o consumo de oxigênio e a produção de dióxido de carbono, como visto em aeróbias. respiração celular, ou pode não envolver o consumo de oxigênio, como no caso da respiração anaeróbica.

Um método para obter oxigênio do ambiente é através da respiração externa ou respiração. Nos organismos animais, o processo de respiração externa é realizado de várias maneiras diferentes. Animais que não têm especialização

Humanos e outros mamíferos ter um sistema respiratório com órgãos respiratórios especializados (pulmões) e tecidos. No corpo humano, o oxigênio é absorvido pelos pulmões por inalação e o dióxido de carbono é expelido dos pulmões por expiração. A respiração externa em mamíferos abrange os processos mecânicos relacionados à respiração. Isso inclui contração e relaxamento do diafragma e acessório músculos, bem como a taxa de respiração.

Os processos respiratórios externos explicam como o oxigênio é obtido, mas como o oxigênio chega células do corpo? A respiração interna envolve o transporte de gases entre os sangue e tecidos do corpo. Oxigênio dentro do pulmões difunde através da fina epitélio alvéolos pulmonares (bolsas de ar) nos capilares contendo sangue sem oxigênio. Ao mesmo tempo, o dióxido de carbono se difunde na direção oposta (do sangue para os alvéolos pulmonares) e é expulso. O sangue rico em oxigênio é transportado pelo sistema circulatório dos capilares pulmonares às células e tecidos do corpo. Enquanto o oxigênio é liberado nas células, o dióxido de carbono é coletado e transportado das células dos tecidos para os pulmões.

O oxigênio obtido da respiração interna é usado por células dentro respiração celular. Para acessar a energia armazenada nos alimentos que ingerimos, moléculas biológicas que compõem os alimentos (carboidratos, proteínas, etc)) devem ser divididos em formas que o corpo possa utilizar. Isso é realizado através do processo digestivo onde os alimentos são decompostos e os nutrientes são absorvidos pelo sangue. À medida que o sangue circula pelo corpo, os nutrientes são transportados para as células do corpo. Na respiração celular, a glicose obtida da digestão é dividida em suas partes constituintes para a produção de energia. Através de uma série de etapas, glicose e oxigênio são convertidos em dióxido de carbono (CO₂), água (H₂O) e a molécula de alta energia adenosina trifosfato (ATP). O dióxido de carbono e a água formados no processo se difundem no fluido intersticial que circunda as células. A partir daí, CO₂ difunde-se no plasma sanguíneo e glóbulos vermelhos. O ATP gerado no processo fornece a energia necessária para executar funções celulares normais, como síntese de macromoléculas, contração muscular, cílios e flagelos movimento e divisão celular.

No total, 38 moléculas de ATP são produzidas por procariontes na oxidação de uma única molécula de glicose. Esse número é reduzido para 36 moléculas de ATP em eucariotos, pois dois ATP são consumidos na transferência de NADH para mitocôndrias.

A respiração aeróbica ocorre apenas na presença de oxigênio. Quando o suprimento de oxigênio é baixo, apenas uma pequena quantidade de ATP pode ser gerada na célula citoplasma por glicólise. Embora o piruvato não possa entrar no ciclo de Krebs ou na cadeia de transporte de elétrons sem oxigênio, ele ainda pode ser usado para gerar ATP adicional por fermentação. Fermentação é outro tipo de respiração celular, um processo químico para a decomposição de carboidratos em compostos menores para a produção de ATP. Em comparação com a respiração aeróbica, apenas uma pequena quantidade de ATP é produzida na fermentação. Isso ocorre porque a glicose é apenas parcialmente decomposta. Alguns organismos são anaeróbios facultativos e podem utilizar a fermentação (quando o oxigênio está baixo ou não disponível) e a respiração aeróbica (quando o oxigênio está disponível). Dois tipos comuns de fermentação são a fermentação com ácido lático e a fermentação alcoólica (etanol). A glicólise é o primeiro estágio de cada processo.

Na fermentação com ácido lático, NADH, piruvato e ATP são produzidos por glicólise. NADH é então convertido em sua forma de baixa energia NAD⁺, enquanto o piruvato é convertido em lactato. NAD⁺ é reciclado novamente em glicólise para gerar mais piruvato e ATP. A fermentação com ácido láctico é comumente realizada por músculo células quando os níveis de oxigênio se esgotam. O lactato é convertido em ácido lático, que pode se acumular em altos níveis nas células musculares durante o exercício. O ácido lático aumenta a acidez muscular e causa uma sensação de queimação que ocorre durante o esforço extremo. Uma vez restaurados os níveis normais de oxigênio, o piruvato pode entrar na respiração aeróbica e muito mais energia pode ser gerada para ajudar na recuperação. O aumento do fluxo sanguíneo ajuda a fornecer oxigênio e remover o ácido lático das células musculares.

Na fermentação alcoólica, o piruvato é convertido em etanol e CO₂. NAD⁺ também é gerado na conversão e é reciclado novamente em glicólise para produzir mais moléculas de ATP. A fermentação alcoólica é realizada por plantas, fermento e algumas espécies de bactérias. Esse processo é usado na produção de bebidas alcoólicas, combustível e produtos de panificação.

Como extremófilos como alguns bactérias e arcaicos sobreviver em ambientes sem oxigênio? A resposta é pela respiração anaeróbica. Esse tipo de respiração ocorre sem oxigênio e envolve o consumo de outra molécula (nitrato, enxofre, ferro, dióxido de carbono etc.) em vez de oxigênio. Ao contrário da fermentação, a respiração anaeróbica envolve a formação de um gradiente eletroquímico por um sistema de transporte de elétrons que resulta na produção de várias moléculas de ATP. Ao contrário da respiração aeróbica, o receptor final de elétrons é outra molécula que não o oxigênio. Muitos organismos anaeróbicos são anaeróbios obrigatórios; eles não realizam fosforilação oxidativa e morrem na presença de oxigênio. Outros são anaeróbios facultativos e também podem realizar respiração aeróbica quando há oxigênio disponível.