Аэробный способ дыхания это

При аэробном дыхании образующаяся в процессе гликолиза пировиноградная кислота в конечном итоге полностью окисляется кислородом до СО₂ и воды. В первой фазе пировиноградная кислота расщепляется с образованием СO₂ и водорода. Этот процесс протекает в матриксе митохондрий и включает в себя последовательность реакций, называемую циклом Кребса. Во второй фазе отщепившийся водород через ряд окислительно-восстановительных реакций — в так называемой дыхательной цепи — окисляется в конечном счете молекулярным кислородом до воды. Это происходит на так называемых кристах (гребневидных складках внутренней мембраны митохондрий).

Начальные этапы аэробного дыхания представлены на рисунке.

Переходный этап между гликолизом и циклом Кребса

Каждая молекула пировиноградной кислоты поступает в матрикс митохондрий и здесь — в виде ацетильной группы (СН₃СОО—) — соединяется с веществом, которое называется коферментом А (или сокращенно КоА), в результате чего образуется ацетилкофермент А (ацетил-КоА). Ацетильная группа содержит два атома углерода (2С), поэтому для того чтобы она могла образоваться, пировиноградная кислота (ЗС) должна угратить атом углерода.

Отщепление атома углерода в виде С0₂ называется реакцией декарбоксилирования. Это — окислительное декарбоксилирование, поскольку оно сопровождается окислением путем дегидрирования, в результате чего образуется восстановленный НАД.

Цикл Кребса

Этот цикл назван так в честь открывшего его в 1930-х годах исследователя — сэра Ганса Кребса. Его называют также «циклом трикарбоновых кислот» и «циклом лимонной кислоты», поскольку именно эти кислоты в нем участвуют.

Цикл Кребса протекает в матриксе митохондрий. Ацетильные группы (2С) вовлекаются в цикл, присоединяясь к 4С-соединению — щавелевоуксусной кислоте, в результате чего образуется лимонная кислота (6С). Далее следует цикл реакций, в которых поступившие в цикл ацетильные группы декарбоксилируются с образованием двух молекул СO₂ и дегидрируются с высвобождением четырех пар атомов водорода, присоединяющихся к переносчикам, в результате чего образуются три молекулы восстановленного НАД и одна молекула восстановленного ФАД. Каждый оборот цикла дает также одну молекулу АТФ. (Напомним, что из одной молекулы глюкозы образуются две ацетильные группы, и значит, для окисления каждой молекулы глюкозы требуются два оборота цикла.) В конце цикла щавеле-воуксусная кислота регенерирует и может теперь присоединить к себе новую ацетильную группу.

Общий баланс аэробного дыхания на этом этапе приведен в таблице.

Суммарное уравнение может быть записано в следующем виде:

Весь водород из молекулы глюкозы оказывается в конечном счете у переносчиков (НАД и ФАД). Весь углерод теряется в виде С02. (Может вызвать удивление присутствие в этом уравнении шести молекул воды. Вода нужна в качестве источника кислорода в реакциях декарбоксили-рования — именно такое происхождение имеет часть кислорода в СO₂. Это, впрочем, деталь, которую можно и не учитывать.)

Источник

Аэробное дыхание

14.05.2021, 19:20 Бактерии
Автор: Дарья Куликова

Аэробное дыхание Аэробное дыхание – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма). – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма) многих прокариот. При аэробном дыхании Аэробное дыхание – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма). донором водорода или других электронов являются обычно органические (реже неорганические) вещества, а конечным акцептором электронов – молекулярный кислород.

Аэробное дыхание Аэробное дыхание – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма). характерно тем, что основное количество энергии при этом процессе образуется в электротранспортной цепи, то есть в результате мембранного фосфорилирования.

Все организмы можно разделить на аэробные (способные жить при высоких концентрациях кислорода) и анаэробные (живут в бескислородных условиях, для них кислород является ядом). Для облигатных анаэробов кислород смертелен даже в очень низких концентрациях. Факультативные анаэробы способны жить как в присутствии, так и в отсутствие кислорода, переключаясь между двумя разными типами метаболизма.

Молекулярный кислород — очень активный окислитель, способный повреждать практически все биомолекулы — ДНК, РНК, белки, липиды мембран и т.д. Поэтому клетки аэробов Аэробы – организмы, в том числе микроорганизмы,в том числе бактерии, для жизнеде. и факультативных анаэробов Анаэробы – это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс. имеют специальные системы защиты от токсического действия кислорода (особые ферменты, а также вещества-антиоксиданты, “принимающие на себя удар” кислородного окисления). Клетки облигатных анаэробов Анаэробы – это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс. таких систем лишены.

Почему же, несмотря на токсическое действие кислорода, аэробный метаболизм выгоден и дает эволюционные преимущества?

В процессах анаэробного метаболизма полное окисление органики до СО₂ и Н₂О невозможно, так как для этого нет достаточно хорошего окислителя. Поэтому в результате анаэробных процессов катаболизма — брожений Брожение – одна из основных форм катаболизма, представляющая собой окислитель. — всегда получаются какие-то недоокисленные органические продукты (молочная кислота, масляная кислота, этиловый спирт и т.д.). Наличие же в окружающей среде кислорода позволяет разорвать все С-С-связи в органическом субстрате, окислить его до СО₂ и Н₂О и получить максимальное количество энергии.

В присутствии кислорода НАД∙Н не отдаёт атомы водорода на продукты гликолиза, как это происходит при брожении Брожение – одна из основных форм катаболизма, представляющая собой окислитель. . Вместо этого имеет место дальнейшее окисление пировиноградной кислоты до СО₂ и Н₂О (полное окисление органики). При этом выделяется гораздо больше энергии, чем в процессе анаэробного (бескислородного) окисления. Так происходит потому, что молекулярный кислород является хорошим окислителем, поэтому в реакциях кислородного окисления выделяется много энергии. Это известно вам из бытового опыта — реакцией кислородного окисления органики является и реакция горения. При этом выделяется энергия в виде тепла и света.

Зависимость микробов от аэробного дыхания

Аэробное дыхание Аэробное дыхание – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма). присуще широкому кругу микроорганизмов. Однако различают микроорганизмы – строгие аэробы и факультативные анаэробы Анаэробы – это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс. . Последние, способны расти как в присутствии, так и в отсутствии кислорода. Факультативные анаэробы способны синтезировать АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту) при брожении Брожение – одна из основных форм катаболизма, представляющая собой окислитель. , но при наличии молекулярного кислорода способ получения АТФ меняется и начинается осуществляться процесс дыхания.

К факультативным анаэробам относят микробы, у которых анаэробное дыхание происходит при использовании в качестве акцепторов электронов нитратов.

Строгими анаэробами считаются микробы, осуществляющее анаэробное дыхание Анаэробное дыхание – это такое дыхание микробов, при котором для окисления орган. , при котором акцепторами электронов служат карбонаты и сульфаты.

Фазы аэробного дыхания

Процесс аэробного дыхания Аэробное дыхание – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма). подразделяется на две фазы:

Серия реакций, благодаря которым органический субстрат окисляется до CO₂ , а освобождающиеся атомы водорода перемещаются к акцепторам. Эта фаза состоит из цикла реакций гликолиза, приводящих к образованию пирувата (пировиноградной кислоты) и цикла реакций Кребса (цикла трикарбоновых кислот – ЦТК).
Окисление освобождающихся атомов водорода кислородом с образованием аденозинтрифосфорной кислоты(АТФ).

Обе фазы приводят к окислению субстрата до углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O), и образованию биологически полезной энергии в виде различных соединений: аденозинтрифосфата (АТФ); цитозинтрифосфата (ЦТФ); уридинтрифосфата (УТФ); гуанозинтрифосфата (ГТФ); креатинфосфата; ацетилфосфата.

Источник

Аэробное дыхание

Аэробное дыхание – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма) многих прокариот. При аэробном дыхании донором водорода или других электронов являются обычно органические (реже неорганические) вещества, а конечным акцептором электронов – молекулярный кислород [2] .

Аэробное дыхание характерно тем, что основное количество энергии при этом процессе образуется в электротранспортной цепи, то ест в результате мембранного фосфорилирования [2] .

Зависимость микробов от аэробного дыхания

Аэробное дыхание присуще широкому кругу микроорганизмов. Однако различают микроорганизмы – строгие аэробы и факультативные анаэробы. Последние, способны расти как в присутствии, так и в отсутствии кислорода. Факультативные анаэробы способны синтезировать АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту) при брожении, но при наличии молекулярного кислорода способ получения АТФ меняется и начинается осуществляться процесс дыхания [1] .

К факультативным анаэробам относят микробы, у которых анаэробное дыхание происходит при использовании в качестве акцепторов электронов нитратов [1] .

Строгими анаэробами считаются микробы, осуществляющее анаэробное дыхание, при котором акцепторами электронов служат карбонаты и сульфаты [1] .

Фазы аэробного дыхания

Процесс аэробного дыхания подразделяется на две фазы:

Серия реакций, благодаря которым органический субстрат окисляется до CO₂ , а освобождающиеся атомы водорода перемещаются к акцепторам. Эта фаза состоит из цикла реакций гликолиза, приводящих к образованию пирувата (пировиноградной кислоты) и цикла реакций Кребса (цикла трикарбоновых кислот – ЦТК) [1] .
Окисление освобождающихся атомов водорода кислородом с образованием аденозинтрифосфорной кислоты(АТФ) [1] .

Источник

Аэробный способ дыхания это

Мы все неоднократно слышали из самых разных источников, и большинство научных исследований указывают на то, что дыхание через нос является правильным и наиболее оптимальным способом дыхания.

Наш нос — это специальный орган, который являются частью дыхательной системы. Тот факт, что мы можем вдыхать и выдыхать воздух ртом, точно не делает нос лишним!

Знаете ли вы, что наш организм предназначен именно для дыхания через нос? Правильное и постоянное дыхание через нос имеет много преимуществ для нашего здоровья.

Во-первых, носовое дыхание помогает нам бороться с инфекциями.

Ноздри и пазухи фильтруют и нагревают воздух, поступающий в легкие. Также в пазухах носа образуется оксид азота, который в небольших дозах вреден для бактерий. Когда мы вдыхаем воздух через нос, он нагревается, увлажняется, кондиционируется и смешивается с оксидом азота, который выполняет две важные функции: убивает опасные бактерии и действует как сосудорасширяющее средство в дыхательных путях, артериях и капиллярах.

Во-вторых, носовое дыхание обеспечивает лучший кровоток в легких. Расширение сосудов оксидом азота увеличивает площадь поверхности альвеол, которые поглощают кислород, что означает, что кислород усваивается лучше, когда мы дышим через нос.

Носовое дыхание (в отличие от дыхания через рот) повышает циркуляцию крови, благотворно влияет на уровень кислорода и углекислого газа в крови, замедляет частоту дыхания и увеличивает общий объем легких.

В-третьих, носовое дыхание помогает поддерживать температуру тела.

Через нос обеспечивается выделение около 33% выдыхаемого тепла и влаги, таким образом, поддерживается нормальная температура тела.

В-четвертых, дыхание через нос помогает улучшить функции мозга. Гипоталамус отвечает за многие функции в нашем организме, особенно те, которые мы считаем автоматическими: сердцебиение, поддержание кровяного давления, чувство жажды и голода, циклы сна и бодрствования. Гипоталамус также отвечает за выработку химических веществ, которые влияют на память и эмоции. Увеличение воздушного потока через правую ноздрю коррелирует с повышенной активностью левого полушария мозга и улучшением вербальной функции, тогда как увеличение воздушного потока через левую ноздрю связано с повышенной активностью правого полушария мозга и улучшенными пространственными характеристиками.

Дыхание через нос ограничивает потребление воздуха и заставляет замедляться сердцебиение. Правильное дыхание через нос уменьшает артериальное давление и уровень стресса у большинства людей.

В-пятых, носовое дыхание помогает во время тренировок.

Легкие извлекают кислород из воздуха, которым мы дышим, прежде всего, на выдохе. Когда мы выдыхаем через ноздри, довольно маленькие по сравнению со ртом, создается обратное давление, что приводит к замедлению движения выдыхаемого воздуха и позволяет легким поглотить большего количества кислорода. Носовое дыхание создает примерно на 50 % больше сопротивления потоку воздуха у здоровых людей, чем дыхание через рот, что приводит к увеличению поглощения кислорода на 10-20 %.

При правильном обмене кислорода и углекислого газа наша кровь поддерживает сбалансированный уровень pH. Если углекислый газ выделяется из организма слишком быстро, как при дыхании через рот, поглощение легкими кислорода уменьшается. Если вы хотите улучшить свои показатели во время тренировок, вам следует исключить гипервентиляцию, то есть дыхание через рот.

Если вы дышите через рот, вы пропускаете много важных этапов в процессе дыхания, и это может привести к различным проблемам со здоровьем, например к храпу и апноэ во сне. Дыхание через нос помогает замедлить дыхательный цикл, чтобы обеспечить надлежащее накопление СО2 и лучшее поглощение кислорода.

Наш нос — единственный орган, который способен правильно «подготовить» воздух, которым мы дышим. В нашем носу обитает более 50 видов бактерий, как полезных, так и, к сожалению, болезнетворных. Хорошая новость заключается в том, что нормальная микрофлора носа может довольно легко справиться с условно-патогенными и патогенными микроорганизмами при носовом дыхании, значительно снижая количества вредных бактерий на первой стадии дыхательного цикла. Если же вы дышите через рот, то для проникновения вредных бактерий нет никаких препятствий.

Также следует помнить, что слизистая оболочка, выстилающая нос, простирается до бронхов. Микробы, попадающие в слизь, секретируемую слизистой оболочкой, в большинстве своем погибают. Дыхание через рот делает нас более восприимчивыми к простуде и другим инфекциям.

Дыхание через рот также плохо влияет на легкие, сердце и другие органы и системы нашего организма. Некоторые исследования показывают, что дыхание через рот и связанная с ним гипервентиляция усугубляют астму, артериальную гипертонию, болезни сердца и другие проблемы, связанные со здоровьем.

Дыхание через рот приводит к снижению уровня углекислого газа, что замедляет деятельность мозга и рефлексы, а также может вызвать приступы головокружения, и, иногда, потери сознания. Хроническое дыхание через рот также вызывает сужение дыхательных путей.

Когда мы вдыхаем или выдыхаем через рот, дыхательные пути остаются недостаточно увлаженными, сосуды сужаются, что приводит к снижению количества кислорода, которое фактически абсорбируется через альвеолы в легких.

Дыша через рот, вы отказываете своему сердцу, мозгу и всем другим органам в оптимальном количестве кислорода. Даже если у вас нет симптомов сердечных заболеваний, у вас могут развиться аритмии и другие нарушения.

Дыхание через рот может привести к храпу или апноэ во сне.

Когда вдыхаемый воздух проходит через нос, слизистая оболочка носа рефлекторно отправляет сигналы через нервные окончания в область мозга, которая контролирует дыхание. При дыхании через рот слизистая оболочка носа остается не задействованной, что может привести к нерегулярному дыханию. Храп является предшественником апноэ во сне, а апноэ — предшественником низкого уровня внутриклеточного кислорода, что с течением времени может привести к сердечному приступу и смерти во сне.

Апноэ во сне — это разновидность нарушения дыхания во сне, при котором дыхание у спящего прерывается более чем на 10 секунд, а чаще – на 20-30 секунд. В тяжёлых случаях дыхание во сне может прерываться на 2-3 минуты и такие перерывы могут занимать до 60 % общего времени ночного сна.

Храп не только является серьезной проблемой для здоровья, но и социально неприемлем. Другие люди могут жаловаться на шум, который раздражает и не позволяет выспаться, находясь в одной комнате с храпящим.

Дыхание через рот приводит к сужению кровеносных сосудов.

Можно подумать, что при дыхании через рот мы вдыхаем больше воздуха, но на самом деле наше дыхание просто замедляется. При дыхании через рот наш мозг думает, что углекислый газ теряется слишком быстро, и стимулирует бокаловидные клетки, которые вырабатывают слизь, замедляют дыхание и вызывают сужение кровеносных сосудов.

Дыхание ртом лишает нас многих радостей жизни. Все эти прекрасные запахи, которыми мы наслаждаемся, влияют на наше поведение, воспоминания и многие функции вегетативной нервной системы.

Это происходит потому, что рецепторы в носу (обонятельные луковицы) являются прямыми расширениями части головного мозга — гипоталамуса. Каждая из наших ноздрей иннервируется пятью черепными нервами с противоположной стороны мозга.

Каждая ноздря функционирует независимо и синергетически в отношении фильтрации, нагревания, увлажнения, осушения и обоняния воздуха. Дыхание через рот может повлиять на внешний вид, привести к изменению прикуса, удлинению лица, и, из-за плохого качества сна, образованию мешков под глазами. Дыхание через рот также ускоряет потерю воды, увеличивая возможное обезвоживание.

Как избавиться от привычки дышать ртом?

Первый шаг — осознать, как вы дышите, когда не спите. Тренируйте себя дышать носом во время бодрствования, это поможет дышать носом и во время сна. Простая истина заключается в том, что дыхание через рот — верный способ помешать правильному дыханию и заполучить всевозможные проблемы со здоровьем. Если мы хотим прожить долгую и здоровую жизнь, мы никогда не должны дышать через рот, даже во сне.

Дыхание через нос — это ключ к долгой и здоровой жизни.

Источник