Respiració
De Viquipèdia
El terme respiració ve del llatí respiratio que vol dir expirar i originalment definia l'intercanvi de gasos que realitza un ésser viu amb el medi ambient, és a dir, feia referència al mecanisme respiratori global, que és fàcilment observable en els animals.
En el cas dels vertebrats aquest intercanvi es realitza principalment a nivell dels pulmons i les brànquies per l'acció de l'anomenat sistema respiratori, prenent oxigen (O2) i alliberant diòxid de carboni (CO2).
Amb el desenvolupament de la ciència es va descobrir que aquest mecanisme global està al servei d'una activitat a nivell cel·lular que és imprescindible per a obtenir l'energia necessària per viure. Així, la respiració és un procés bioquímic que realitzen els éssers vius amb la finalitat d'obtenir energia per poder portar a terme les funcions vitals.
Per tant, cal diferenciar aquest mecanisme fonamental de la respiració, que es produeix dins de les cèl·lules (respiració interna), de l'activitat respiratòria general que està al servei d'aquest mecanisme cel·lular (respiració externa).
Taula de continguts |
[edita] Intercanvi de gasos
Segons els diferents hàbitats, els organismes aeròbis han desenvolupat diferents sistemes d'intercanvi de gasos: cutani, tràquea, brànquial, pulmonar. Consisteix en un intercanvi gasós osmòtic (o per difusió) amb l'entorn en el qual es capta oxigen, necessari per a la respiració cel·lular, i s'elimina diòxid de carboni, como a subproducte del metabolisme energètic.
[edita] Respiració cel·lular
La respiració cel·lular és una reacció química d'oxidació-reducció que fa possible que es subministri l'energia necessària perquè una cèl·lula funcioni. Per a què aquesta reacció sigui possible, calen dos components bàsics:
- El combustible, que pot ser la glucosa, un àcid gras o d'altres molècules orgàniques com aminoàcids o cossos cetònics.
- En el cas dels éssers humans, i dels animals en general, el carburant s'obté mitjançant la digestió i arriba a les cèl·lules a través del sistema circulatori. En el cas de les plantes, sovint prové de la degradació de la glucosa, sacarosa i midó obtinguts al procés de la fotosíntesi.
- En el cas dels éssers humans i en la majoria dels vertebrats, l'oxigen s'extreu de l'aire mitjançant l'acció dels pulmons o de les brànquies i també arriba a les cèl·lules gràcies al transport per la via sanguínia, viatjant fixat en l'hemoglobina que hi ha en els eritròcits (glòbuls vermells).
Aquesta reacció produeix dos subproductes:
- Diòxid de carboni (CO2), que és evacuat per la circulació sanguínia, per on viatja dissolt en el plasma.
- Aigua (H2O).
[edita] Tipus de respiració cel·lular
[edita] Respiració aeròbica
La respiració aeròbica és un procés metabòlic en el qual els éssers vius extreuen energia de molècules orgàniques, com la glucosa, per un procés complex en el qual el carboni queda oxidat i l'oxigen procedent de l'aire és la substància oxidant. L'oxigen, com molts gasos, travessa sense obstacles les membranes biològiques; primer la membrana plasmàtica i després les membranes mitocondrials.
La respiració aeròbica és el procés actiu en la majoria dels éssers vius, i per aquest motiu se'ls anomena aerobis. En general, és pròpia dels organismes eucarionts i d'alguns tipus de bacteris.
La glucosa és oxidada al citosol de la cèl·lula a àcid pirúvic durant la glicòlisi; l'àcid pirúvic penetra a la matriu mitocondrial on és descarboxilat a acetil coenzim A; aquest ingressa al cilce de Krebs on serà totalment oxidat a CO2. Els electrons arrencats als substrats durant aquests processos són captat pels coenzims NAD+ i FAD que els conduiran a les crestes mitocondrials, on seran cedits a la cadena transportadora de electrons, que en últim terme combinarán dos electrons, dos protons i 1/2 O2 per formar una molècula d'aigua; simultàniament, l'enzim ATP sintasa generarà ATP amb l'energia alliberada en el procés, fenomen conegut com a fosforilació oxidativa.
És aquesta sèrie de reaccions el que es coneix amb el nom de respiració aeròbica. La reacció química global és la següent:
[edita] Respiració anaeròbica
En alguns casos, poc habituals, l'oxidant no és l'oxigen i llavors la respiració s'anomena anaeròbica.
La respiració anaeròbica és un procés biològic d'oxidació-reducció d'hidrat de carboni i altres compostos en el qual el receptor terminal d'electrons és una molècula, generalment inorgànica, diferent de l'oxigen. Aquest tipus de respiració la realitzen exclusivament alguns grups de bacteris.
En la respiració anaeròbica, per tant, no s'usa oxigen i per a realitzar la mateixa funció cal una altra substància oxidant, com un sulfat o un nitrat.
En els bacteris amb respiració anaeròbia intervé també una cadena transportadora d'electrons en la qual es tornen a oxidar els coenzims reduïts durant l'oxidació dels substrats nutrients. És un procés anàleg al de la respiració aeròbica, ja que es compon dels mateixos elements (citocroms, quinones, proteïnes ferro-sulfúriques, etc). L'única diferència és que l'acceptor últim d'electrons no és l'oxigen.
En la respiració anaeròbica tots els possibles acceptors tenen un potencial de reducció menor que el de l'O2, per la qual cosa, partint dels mateixos substrats (glucosa, aminoàcids, triglicèrids), es genera menys energia que en la respiració aeròbia convencional.
No s'ha de confondre la respiració anaeròbica amb la fermentació, en la qual no hi ha en absolut cadena de transport d'electrons, i l'acceptor final d'electrons és una molècula orgànica; aquests dos tipus de metabolisme tenen sol en comú el no ser dependents de l'oxigen.
[edita] Respiració i fotosíntesi
La fotosíntesi duta a terme per les plantes, i en un sentit més ampli en tots els organismes autòtrofs, s'ha mostrat sovint com la reacció inversa o antagònica a la respiració aeròbica, ja que l'equació global és justament la inversa:
Les plantes realitzen exactament la mateixa respiració aeròbica descrita anteriorment. Durant la nit, la fotosíntesi queda en suspens i la respiració s'activa produint-se l'oxidació de glúcids per part d'enzims que condueix a l'alliberament de diòxid de carboni al medi ambient. No obstant, la quantitat de diòxid de carboni que els autòtrofs desprenen és menor que la quantitat que absorbeixen per realitzar la fotosíntesi, i l'oxigen que necessiten també és menor que el que arriben a desprendre. L'emissió neta de diòxid de carboni és relativament molt petita en comparació amb la producció d'oxigen.
Com a resultat d'aquestes accions metabòliques les plantes afavoreixen l'equilibri que ha d'existir entre l'oxigen i el diòxid de carboni de l'atmosfera, i la presència de vegetació, per exemple a les ciutats, neteja l'atmosfera i la fa més respirable.
La respiració és un procés de vida essencial en les plantes. És necessari per a la síntesi de metabòlits essencials incloent-hi carbohidrats, aminoàcids i àcids grassos, així com per al transport de minerals i altres soluts entre les cèl·lules. Consumeix un entre 25 i 75% de tots els carbohidrats produïts en la fotosíntesi.[1]
[edita] Vegeu també
[edita] Referències
- ↑ Lambers, Hans; Ribas-Carbo, Miquel (eds.) (2005): Plant Respiration: From Cell to Ecosystem (Advances in Photosynthesis & Respiration). Kluwer Academic Publishers
