Respiraci??
De Viquip??dia
El terme respiraci?? ve del llat?? respiratio que vol dir expirar i originalment definia l'intercanvi de gasos que realitza un ??sser viu amb el medi ambient, ??s a dir, feia refer??ncia al mecanisme respiratori global, que ??s f??cilment observable en els animals.
En el cas dels vertebrats aquest intercanvi es realitza principalment a nivell dels pulmons i les br??nquies per l'acci?? de l'anomenat sistema respiratori, prenent oxigen (O2) i alliberant di??xid de carboni (CO2).
Amb el desenvolupament de la ci??ncia es va descobrir que aquest mecanisme global est?? al servei d'una activitat a nivell cel??lular que ??s imprescindible per a obtenir l'energia necess??ria per viure. Aix??, la respiraci?? ??s un proc??s bioqu??mic que realitzen els ??ssers vius amb la finalitat d'obtenir energia per poder portar a terme les funcions vitals.
Per tant, cal diferenciar aquest mecanisme fonamental de la respiraci??, que es produeix dins de les c??l??lules (respiraci?? interna), de l'activitat respirat??ria general que est?? al servei d'aquest mecanisme cel??lular (respiraci?? externa).
Taula de continguts |
[edita] Intercanvi de gasos
Segons els diferents h??bitats, els organismes aer??bis han desenvolupat diferents sistemes d'intercanvi de gasos: cutani, tr??quea, br??nquial, pulmonar. Consisteix en un intercanvi gas??s osm??tic (o per difusi??) amb l'entorn en el qual es capta oxigen, necessari per a la respiraci?? cel??lular, i s'elimina di??xid de carboni, como a subproducte del metabolisme energ??tic.
[edita] Respiraci?? cel??lular
La respiraci?? cel??lular ??s una reacci?? qu??mica d'oxidaci??-reducci?? que fa possible que es subministri l'energia necess??ria perqu?? una c??l??lula funcioni. Per a qu?? aquesta reacci?? sigui possible, calen dos components b??sics:
- El combustible, que pot ser la glucosa, un ??cid gras o d'altres mol??cules org??niques com amino??cids o cossos cet??nics.
- En el cas dels ??ssers humans, i dels animals en general, el carburant s'obt?? mitjan??ant la digesti?? i arriba a les c??l??lules a trav??s del sistema circulatori. En el cas de les plantes, sovint prov?? de la degradaci?? de la glucosa, sacarosa i mid?? obtinguts al proc??s de la fotos??ntesi.
- En el cas dels ??ssers humans i en la majoria dels vertebrats, l'oxigen s'extreu de l'aire mitjan??ant l'acci?? dels pulmons o de les br??nquies i tamb?? arriba a les c??l??lules gr??cies al transport per la via sangu??nia, viatjant fixat en l'hemoglobina que hi ha en els eritr??cits (gl??buls vermells).
Aquesta reacci?? produeix dos subproductes:
- Di??xid de carboni (CO2), que ??s evacuat per la circulaci?? sangu??nia, per on viatja dissolt en el plasma.
- Aigua (H2O).
[edita] Tipus de respiraci?? cel??lular
[edita] Respiraci?? aer??bica
La respiraci?? aer??bica ??s un proc??s metab??lic en el qual els ??ssers vius extreuen energia de mol??cules org??niques, com la glucosa, per un proc??s complex en el qual el carboni queda oxidat i l'oxigen procedent de l'aire ??s la subst??ncia oxidant. L'oxigen, com molts gasos, travessa sense obstacles les membranes biol??giques; primer la membrana plasm??tica i despr??s les membranes mitocondrials.
La respiraci?? aer??bica ??s el proc??s actiu en la majoria dels ??ssers vius, i per aquest motiu se'ls anomena aerobis. En general, ??s pr??pia dels organismes eucarionts i d'alguns tipus de bacteris.
La glucosa ??s oxidada al citosol de la c??l??lula a ??cid pir??vic durant la glic??lisi; l'??cid pir??vic penetra a la matriu mitocondrial on ??s descarboxilat a acetil coenzim A; aquest ingressa al cilce de Krebs on ser?? totalment oxidat a CO2. Els electrons arrencats als substrats durant aquests processos s??n captat pels coenzims NAD+ i FAD que els conduiran a les crestes mitocondrials, on seran cedits a la cadena transportadora de electrons, que en ??ltim terme combinar??n dos electrons, dos protons i 1/2 O2 per formar una mol??cula d'aigua; simult??niament, l'enzim ATP sintasa generar?? ATP amb l'energia alliberada en el proc??s, fenomen conegut com a fosforilaci?? oxidativa.
??s aquesta s??rie de reaccions el que es coneix amb el nom de respiraci?? aer??bica. La reacci?? qu??mica global ??s la seg??ent:
[edita] Respiraci?? anaer??bica
En alguns casos, poc habituals, l'oxidant no ??s l'oxigen i llavors la respiraci?? s'anomena anaer??bica.
La respiraci?? anaer??bica ??s un proc??s biol??gic d'oxidaci??-reducci?? d'hidrat de carboni i altres compostos en el qual el receptor terminal d'electrons ??s una mol??cula, generalment inorg??nica, diferent de l'oxigen. Aquest tipus de respiraci?? la realitzen exclusivament alguns grups de bacteris.
En la respiraci?? anaer??bica, per tant, no s'usa oxigen i per a realitzar la mateixa funci?? cal una altra subst??ncia oxidant, com un sulfat o un nitrat.
En els bacteris amb respiraci?? anaer??bia interv?? tamb?? una cadena transportadora d'electrons en la qual es tornen a oxidar els coenzims redu??ts durant l'oxidaci?? dels substrats nutrients. ??s un proc??s an??leg al de la respiraci?? aer??bica, ja que es compon dels mateixos elements (citocroms, quinones, prote??nes ferro-sulf??riques, etc). L'??nica difer??ncia ??s que l'acceptor ??ltim d'electrons no ??s l'oxigen.
En la respiraci?? anaer??bica tots els possibles acceptors tenen un potencial de reducci?? menor que el de l'O2, per la qual cosa, partint dels mateixos substrats (glucosa, amino??cids, triglic??rids), es genera menys energia que en la respiraci?? aer??bia convencional.
No s'ha de confondre la respiraci?? anaer??bica amb la fermentaci??, en la qual no hi ha en absolut cadena de transport d'electrons, i l'acceptor final d'electrons ??s una mol??cula org??nica; aquests dos tipus de metabolisme tenen sol en com?? el no ser dependents de l'oxigen.
[edita] Respiraci?? i fotos??ntesi
La fotos??ntesi duta a terme per les plantes, i en un sentit m??s ampli en tots els organismes aut??trofs, s'ha mostrat sovint com la reacci?? inversa o antag??nica a la respiraci?? aer??bica, ja que l'equaci?? global ??s justament la inversa:
Les plantes realitzen exactament la mateixa respiraci?? aer??bica descrita anteriorment. Durant la nit, la fotos??ntesi queda en suspens i la respiraci?? s'activa produint-se l'oxidaci?? de gl??cids per part d'enzims que condueix a l'alliberament de di??xid de carboni al medi ambient. No obstant, la quantitat de di??xid de carboni que els aut??trofs desprenen ??s menor que la quantitat que absorbeixen per realitzar la fotos??ntesi, i l'oxigen que necessiten tamb?? ??s menor que el que arriben a desprendre. L'emissi?? neta de di??xid de carboni ??s relativament molt petita en comparaci?? amb la producci?? d'oxigen.
Com a resultat d'aquestes accions metab??liques les plantes afavoreixen l'equilibri que ha d'existir entre l'oxigen i el di??xid de carboni de l'atmosfera, i la pres??ncia de vegetaci??, per exemple a les ciutats, neteja l'atmosfera i la fa m??s respirable.
La respiraci?? ??s un proc??s de vida essencial en les plantes. ??s necessari per a la s??ntesi de metab??lits essencials incloent-hi carbohidrats, amino??cids i ??cids grassos, aix?? com per al transport de minerals i altres soluts entre les c??l??lules. Consumeix un entre 25 i 75% de tots els carbohidrats produ??ts en la fotos??ntesi.[1]
[edita] Vegeu tamb??
[edita] Refer??ncies
- ??? Lambers, Hans; Ribas-Carbo, Miquel (eds.) (2005): Plant Respiration: From Cell to Ecosystem (Advances in Photosynthesis & Respiration). Kluwer Academic Publishers
