Solunum, canlı organizmaların vücut hücreleri ile çevre arasında gaz alışverişi yapma sürecidir. Prokaryotik bakteri ve arkelerden mantarlara, ökaryotik bitki ve hayvanlara kadar tüm canlılar nefes alır. Nefes alma, bir sürecin üç unsurundan herhangi birine atıfta bulunabilir.
İlk olarak, solunum, dış solunum veya havalandırma olarak da adlandırılan nefes alma sürecine (inhalasyon ve ekshalasyon) atıfta bulunabilir. İkincisi, solunum, vücut sıvıları (kan ve interstisyel sıvı) ve dokular arasındaki gazların difüzyonu olan iç solunum anlamına gelebilir. Son olarak, solunum, biyolojik moleküllerde depolanan enerjiyi ATP şeklinde kullanılabilir enerjiye dönüştürmek için metabolik süreçlere atıfta bulunabilir. Bu süreç, aerobik hücresel solunumda görüldüğü gibi oksijen tüketimini ve karbondioksit üretimini içerebilir veya anaerobik solunum durumunda olduğu gibi oksijen tüketimini içermeyebilir.
İçindekiler
Solunum türleri
Solunum, hava ile bir organizmanın hücreleri arasındaki gaz alışverişi sürecidir. Üç tür solunum vardır: iç solunum, dış solunum ve hücresel solunum. Dış solunum, nefes alma sürecidir. Gazların solunmasını ve solunmasını içerir. İç solunum, kan ve vücut hücreleri arasındaki gaz alışverişini içerir. Hücresel solunum, yiyeceğin enerjiye dönüştürülmesini içerir. Aerobik solunum, anaerobik solunum değil, oksijen gerektiren hücresel solunumdur.
Solunum türleri: dış ve iç
Nefes alırken diyafram kasılır ve akciğerler genişleyerek göğüs kafesini yukarı doğru iter. Soluk verme sırasında diyafram gevşer ve akciğerler kasılarak göğüs kafesini geriye doğru hareket ettirir.
dış solunum
Çevreden oksijen elde etmenin bir yolu, dış solunum veya solunumdur. Hayvan organizmalarında çeşitli dış solunum süreçleri meydana gelir. Solunum için özel organları olmayan hayvanlar, oksijen elde etmek için dış dokularının yüzeylerindeki difüzyona bağlıdır. Diğerleri ya gaz değişimi için özel organlara ya da tam bir solunum sistemine sahiptir. Nematodlar (yuvarlak kurtlar) gibi organizmalarda, gazlar ve besinler, bir hayvanın vücudunun yüzeyinde difüzyonla dış ortamla değiştirilir. Böceklerde ve örümceklerde trake adı verilen solunum organları bulunurken, balıklarda gaz alışverişi için solungaçlar bulunur.
İnsanlar ve diğer memeliler, özel solunum organları ve dokuları olan bir solunum sistemine sahiptir. İnsan vücudunda oksijen akciğerlere solunum yoluyla girer ve karbondioksit solunum yoluyla akciğerlerden atılır. Memelilerde dış solunum, solunumla ilgili mekanik süreçleri içerir. Bu, diyafram kaslarının ve eklerinin kasılması ve gevşemesinin yanı sıra nefes alma hızını da içerir.
iç solunum
Dış solunum, oksijenin nasıl elde edildiğini açıklar. tamam; Oksijen vücudun hücrelerine nasıl ulaşır? İç solunum, kan ve vücut dokuları arasında gazların transferini içerir. Akciğerlerdeki oksijen, hava keselerinin (alveoller) ince epiteli yoluyla oksijeni giderilmiş kan içeren çevredeki kılcal damarlara yayılır. Aynı zamanda, karbondioksit ters yönde (kandan akciğer alveollerine) yayılır ve atılır. Bu taşıma, pulmoner kılcal damarlardan vücudun hücre ve dokularına oksijen bakımından zengin dolaşım sistemi tarafından yapılır. Oksijen hücrelerden indirgenirken, karbondioksit emilerek doku hücrelerinden akciğerlere taşınır.
Hücresel solunum
Hücreler, hücresel solunumda iç solunumdan gelen oksijeni kullanır. Yenen gıdada depolanan enerjiye erişmek için, gıdayı oluşturan biyolojik moleküllerin (karbonhidratlar, proteinler vb.) vücudun kullanabileceği formlara parçalanması gerekir. Bu, yiyeceklerin parçalandığı ve besinlerin kana emildiği sindirim süreciyle gerçekleştirilir. Kan vücutta dolaşırken, besinler vücudun hücrelerine taşınır. Hücresel solunumda, sindirimle üretilen glikoz, enerji üretmek için bileşenlerine ayrılır. Bir dizi adımla glikoz ve oksijen, karbondioksit (CO2), su (H2O) ve yüksek enerjili molekül adenozin trifosfata (ATP) dönüştürülür. İşlemde oluşan karbondioksit ve su, interstisyel sıvıyı çevreleyen hücrelere yayılır. Oradan, karbondioksit kan plazmasına ve kırmızı kan hücrelerine yayılır. Bu süreçte üretilen ATP, makromoleküllerin sentezi, kas kasılması, kirpikler ve kamçıların hareketi ve hücre bölünmesi gibi normal hücresel işlevleri yerine getirmek için gereken enerjiyi sağlar.
Aerobik solunum
Bu, glikoliz, Krebs döngüsü (sitrik asit döngüsü) ve elektron taşıma zincirini içeren aerobik hücresel solunumun diyagramıdır. Aerobik hücresel solunum üç aşamadan oluşur: glikoliz, sitrik asit döngüsü (Krebs döngüsü) ve oksidatif fosforilasyon yoluyla elektron taşınması. Glikoliz, sitoplazmada meydana gelir ve glikozun oksidasyonunu veya piruvata bölünmesini içerir. İki ATP molekülü ve iki yüksek enerjili NADH molekülü de glikolizde üretilir. Oksijen varlığında piruvat, hücrenin mitokondrisinin iç matrisine girer ve Krebs döngüsünde daha fazla oksidasyona uğrar.
Krebs döngüsüATP’nin iki ekstra molekülü, bu döngüde üretilen ekstra protonlar ve elektronlar, karbondioksit ve yüksek enerjili moleküller NADH ve FADH’dir. Krebs döngüsünde üretilen elektronlar, mitokondriyal matrisi (iç oda) zarlar arası boşluktan (dış oda) ayıran iç zarın (cristae) kıvrımları boyunca hareket eder. Bu, elektron taşıma zincirinin hidrojen protonlarını matristen zarlar arası boşluğa pompalamasına yardımcı olan bir elektriksel gradyan yaratır.
Elektron taşıma zinciri, iç mitokondriyal zar içindeki bir dizi elektron taşıyan protein kompleksidir. Elektron taşıma zincirindeki enerji transferi, NADH ve FADH 2 arasındaki boşlukta protonları ve elektronları aktarmak için Krebs döngüsünü yaratır.Membranlar arası boşluktaki daha yüksek hidrojen proton konsantrasyonu, protonları matrise geri aktarmak için ATP sentaz kompleksi tarafından kullanılır. Bu, ADP’nin ATP’ye fosforilasyonu için enerji sağlar. Elektron taşınması ve oksidatif fosforilasyon, 34 ATP molekülünün oluşumunu açıklar. Toplamda 38 ATP molekülü, bir glikoz molekülünün oksidasyonunda prokaryotlar tarafından üretilir. NADH’nin mitokondriye taşınmasında iki ATP tüketildiği için ökaryotlarda bu sayı 36 ATP molekülüne düşer.
fermantasyon: Aerobik solunum sadece oksijen varlığında gerçekleşir. Oksijen kaynağı düşük olduğunda, hücrenin sitoplazmasında glikoliz ile sadece küçük bir miktar ATP üretilebilir. Piruvat, Krebs döngüsüne veya oksijensiz elektron taşıma zincirine giremese de, fermantasyon yoluyla ek ATP üretmek için kullanılabilir. Fermantasyon, karbonhidratları parçalayan kimyasal bir süreç olan başka bir hücresel solunum türüdür. ATP üretmek için daha küçük bileşiklere dönüştürülür. Aerobik solunumla karşılaştırıldığında, fermantasyonda sadece az miktarda ATP üretilir. Bunun nedeni glikozun sadece kısmen hidrolize olmasıdır. Bazı organizmalar fakültatif anaeroblardır ve hem fermantasyonu (oksijen düşük olduğunda veya mevcut olmadığında) hem de aerobik solunumu (oksijen mevcut olduğunda) kullanabilirler. İki yaygın fermantasyon türü, laktik asit fermantasyonu ve alkollü (etanol) fermantasyondur. Glikoliz, her süreçteki ilk adımdır.
Laktik asit fermantasyonu: Laktik asit fermantasyonunda glikoliz ile NADH, piruvat ve ATP üretilir. Daha sonra NADH daha düşük enerjili NAD+ formuna dönüştürülürken, piruvat laktata dönüştürülür. NAD+, daha fazla piruvat ve ATP üretmek için glikolizde geri dönüştürülür. Laktik asit normalde, hücreleri oksijen seviyelerini tükettiğinde kaslar tarafından fermente edilir. Laktat, egzersiz sırasında kas hücrelerinde yüksek seviyelerde birikebilen laktik aside dönüştürülür. Laktik asit, kas asitliğini arttırır ve aşırı efor sırasında yanma hissine neden olur. Normal oksijen seviyeleri geri yüklendiğinde, piruvat aerobik solunuma girebilir ve iyileşmeye yardımcı olmak için daha fazla enerji üretilebilir. Artan kan akışı, kas hücrelerinden laktik asidin oksijenlenmesine ve çıkarılmasına yardımcı olur.
Alkol fermantasyonu: Alkolik fermantasyonda piruvat etanol ve karbondioksite dönüştürülür. NAD+ ayrıca dönüşümde üretilir ve daha fazla ATP molekülü üretmek için glikolize geri dönüştürülür. Alkol fermantasyonu bitkiler, maya ve bazı bakteri türleri tarafından yapılır. Bu işlem alkollü içecekler, akaryakıt ve unlu mamullerin üretiminde kullanılmaktadır.
anaerobik solunum: Ekstremofiller belirli bakteri ve arkeleri nasıl severler ve oksijensiz bir ortamda nasıl hayatta kalırlar? Cevap anaerobik solunumdur. Bu tip solunum oksijensiz gerçekleşir ve oksijen yerine başka bir molekülün (nitrat, kükürt, demir, karbondioksit vb.) tüketimini içerir. Fermantasyonun aksine, anaerobik solunum, elektron taşıma sistemi tarafından bir dizi ATP molekülünün üretimine yol açan bir elektrokimyasal gradyan oluşumunu içerir. Aerobik solunumdan farklı olarak, son elektron alıcısı oksijenden başka bir moleküldür. Birçok zorunlu anaerobik organizma zorunludur. Oksidatif fosforilasyon yapmazlar ve oksijen varlığında ölürler.
Diğerleri fakültatif anaeroblardır ve oksijen mevcut olduğunda aerobik solunum yapabilirler.
kaynak:
https://www. Reasontco.com/respiration-definition-and-types-4132422
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]