Что такое аэробный способ дыхания

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:

1. 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] .
2. Окисление освобождающихся атомов водорода кислородом с образованием аденозинтрифосфорной кислоты(АТФ) [1] .

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 [1] .

Источник

Что такое аэробный способ дыхания

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

Анаэробное и аэробное дыхание – особенности процесса. Клеточное дыхание

Анаэробное дыхание – это особый процесс, направленный на выработку энергии в организме, осуществляемый без участия кислорода извне. В основном, оно характерно для микроорганизмов . При определенных условиях клетки человеческого тела также могут дышать анаэробно. В чем состоят особенности данного процесса?

Обычное аэробное дыхание осуществляется при обязательном участии кислорода. Этот газ необходим для окисления липидов и углеводов. В результате реакции появляется энергия, необходимая для поддержания нормальной работы организма, а также углекислый газ и вода. При анаэробном дыхании роль окислителя выполняет кислород неорганических веществ – сульфатов, нитратов или других. То есть, для поддержания жизнедеятельности организма не требуется внешняя подпитка.

Клеточное дыхание является гораздо более медленным процессом, чем аэробное. Именно поэтому последнее для организма считается предпочтительным. Однако, в условиях нехватки О2, анаэробное дыхание отлично помогает человеку сохранять свое здоровье, поддерживать молодость.

Можно констатировать, что кислородное голодание для современного человека, не редкость. Из-за гиподинамии, загрязненности воздуха, различных нарушений здоровья О2 не поступает в организм в нужных количествах. Но даже при нормальном транспорте он может не усваиваться достаточно эффективно. Поэтому организм теряет возможность вырабатывать энергию в нужных количествах. Из-за этого человек быстро утомляется, его преследуют депрессии, стрессы и другие нарушения здоровья. В такой ситуации анаэробное дыхание становится настоящим спасением.

Благодаря умению клеток дышать без кислорода, организм получает недостающую энергию для поддержания своей жизнедеятельности. А значит, человек может не беспокоиться из-за болезней.

Однако, клеточное дыхание требует запуска некоторых внутренних механизмов оздоровления. Открыть резервы можно либо при помощи йоги, либо более бережно и быстро – с использованием ТДИ-01 «Третье дыхание». Благодаря занятиям на аппарате организм лучше усваивает кислород, поступающий в процессе аэробного дыхания. Клетки становятся здоровыми, их резервы раскрываются, и они научаются дышать без кислорода.

Тренажер достаточно использовать всего 15-20 минут в день и уже через несколько недель можно почувствовать значительное улучшение самочувствия.

Анаэробное дыхание на ТДИ-поможет восполнить недостаток энергии и вернет здоровье вам и вашей семье!

Источник

Правильное дыхание во время тренировки: как и зачем?

Опытные спортсмены знают, что правильное дыхание во время тренировки играет большую роль: эффективность упражнений повышается, а усталость в конце только приятная.

Поэтому технике дыхания непременно уделяется время – эти правила нужно освоить в самом начале тренировочного процесса.

Как правильно дышать?

В каждом виде спорта техники дыхания отличаются, объединяет их простое правило – не забывайте дышать! Если вы бежите или делаете растяжку, занимаетесь йогой или приседаете с весом — дыхание должно быть ровным. Не задерживайте воздух, ведь тогда кислород не будет поступать в организм, и силы быстро покинут вас.

При выполнении упражнений важно помнить, что вдох делается в момент расслабления мышц, а выдох – в момент их напряжения, когда прилагается максимальное усилие. Например, при поднятии штанги, выдох совершается в момент ее подъема, а вдох – когда штанга возвращается на землю. При выполнении упражнений на пресс выдох делается при поднятии ног или корпуса, а вдох – при опускании.

Дыхание должно быть глубоким (диафрагмальным), но комфортным. При вдохе живот должен надуваться. Это может показаться неудобным, но именно при таком дыхании организм получает максимум кислорода и не расходует энергию, как при поверхностном частом дыхании.

Имеет значение и то, как дышит спортсмен – через рот или нос. Вдох рекомендуется совершать через нос, потому что воздух, проходя через носовые ходы, согревается, увлажняется и очищается от пыли и микроорганизмов. Выдыхать лучше через рот, потому что так воздух выйдет быстрее.

Почему важно следить за дыханием?

На выдохе появляется максимальное количество энергии, которое необходимо для эффективного выполнения упражнений. Кроме того, при выдыхании воздуха напрягаются пресс и диафрагма, что придает дополнительную устойчивость и помогает перенести нагрузку, не навредив организму. В момент вдоха мышцы тела напрягаются неравномерно, поэтому человек не может вложить все силы в упражнение и физическая нагрузка дается тяжелее.

Последствия неправильной техники дыхания

Как мы уже сказали, во время тренировок важна техника дыхания: глубина вдоха и выдоха, частота, правильность чередования фаз. Если на эти правила не обращать внимания, то могут быть следующие последствия:

1. Головная боль, головокружение, слабость – эти симптомы появляются вследствие кислородного голодания клеток мозга – они очень чувствительны к гипоксии. Поэтому дышать нужно ровно. В первое время делать это тяжело, нужно постоянно следить за дыханием.
2. Повышение артериального и внутрибрюшного давления – обычно возникает из-за слишком глубокого вдоха и выдоха, либо вследствие быстрого чередования этих фаз.
3. Низкая эффективность проведенной тренировки – этого стоит ожидать, так как организм вынужден бороться с гипоксией и дополнительной нагрузкой на протяжении всего тренировочного процесса. Результат от занятий будет достигаться гораздо дольше, а нагрузка на организм может отразиться в дальнейшем на состоянии здоровья.

Источник

Что такое аэробный способ дыхания

В предыдущем материале мы говорили о необходимости «перепрограммировать» себя на носовое дыхание для улучшения качества жизни и оздоровления организма.

В данной статье мы рассмотрим некоторые техники, позволяющие контролировать дыхание.

Но первое, с чего следует начать при обучении различным дыхательным техникам – научиться дышать носом.

Как это сделать? Первый шаг – необходимо осознать, как вы дышите, когда не спите. Тренируясь дышать носом во время бодрствования, вы обеспечиваете носовое дыхание и во время сна.
Клинические исследования показывают, что дыхание через рот во время сна приводит к храпу и ночному апноэ. Для формирования привычки дышать носом ночью можно использовать специальные приспособления, например наклейки на крылья носа, носовые трубки-расширители, повязки на нижнюю челюсть, каппы.

На самом деле, если вы дышите ртом в часы бодрствования, вы можете быть уверены на 100 %, что и во время сна вы дышите также.

Также следует оценить свою толерантность к углекислому газу.

Простой способ самооценки толерантности к углекислому газу был предложен советским ученым К.П. Бутейко. Константин Павлович обнаружил, что уровень углекислого газа в легких напрямую соотносится со способностью человека задерживать дыхание после нормального выдоха.

Как правильно проводится этот тест? Сядьте прямо, не скрещивая ноги, и дышите спокойно и ровно. Сделайте небольшой, тихий вдох и выдох через нос. После выдоха зажмите нос, чтобы не допустить попадания воздуха.
Запустите секундомер и задержите дыхание, пока не почувствуете первое определенное желание вздохнуть. Когда вы почувствуете первое желание сделать вдох, возобновите дыхание и отметьте время. При этом первый вдох должен быть спокойным и контролируемым через нос. Если у вас возникает ощущение, что необходимо сделать большой вдох, значит, задержка дыхания была для вас слишком долгий. Время, которое получается в результате, называется «контрольной паузой» и отражает чувствительность вашего тела к углекислому газу. Одновременно с контрольной паузой измеряется пульс.

Критерии для оценки следующие:

— контрольная пауза от 40 до 60 секунд и пульс меньше 70 ударов в минуту указывают на нормальный, здоровый характер дыхания и отличную физическую выносливость;

— контрольная пауза от 20 до 40 секунд и пульс 80 ударов в минуту указывают на легкое нарушение дыхания, умеренную толерантность к физическим нагрузкам и возможность возникновения проблем со здоровьем в будущем (большинство людей попадают в эту категорию). В этом случае для увеличения контрольной паузы необходимы физические упражнения. Можно начать с простой ходьбы с закрытой ноздрей. По мере того, как ваше время контрольной паузы будет увеличивается, можно начинать повышать нагрузки – бегать трусцой, ездить на велосипеде, плавать, заниматься тяжелой атлетикой или чем-то еще;

— контрольная пауза от 10 до 20 секунд и пульс 90 ударов в минуту указывают на значительное нарушение дыхания и плохую переносимость физических упражнений. При таких показателях рекомендуется тренировка носового дыхания и изменение образа жизни. Если контрольная пауза составляет менее 20 с, никогда не открывайте рот во время упражнений, так как ваше дыхание слишком нестабильно. Это особенно важно, если у вас астма;

— контрольная пауза менее 10 с — серьезное нарушение дыхания, очень плохая переносимость физической нагрузки и хронические проблемы со здоровьем. Такие показатели коррелируют с низкой терпимостью к углекислому газу. Чем короче контрольная пауза, тем легче вы будете задыхаться. Хорошей новостью является то, что вы будете чувствовать себя лучше и повышать свою выносливость с каждым пятисекундным увеличением контрольной паузы.

Метод Бутейко — метод волевой ликвидации глубокого дыхания, ВЛГД — методика дыхательных упражнений, исправляющих дыхание, в сторону его уменьшения, за счет мышечного расслабления. Дыхание должно быть плавным и медленным, без глубоких и частых вдохов. Сядете на стул и полностью расслабьтесь, взгляд поднимите немого выше линии глаз; расслабьте диафрагму и неглубоко дышите до появления чувства недостаточности воздуха в грудной клетке; продолжите дыхательные движения в таком темпе и не увеличивайте его в течение 10-14 минут; если появилось желание вдохнуть по глубже, то можно лишь немного увеличить глубину дыхания, но ни в коем случае всей грудью; при правильной тренировке вы ощутите в начале тепло по всему телу, потом появится чувство жара и непреодолимого желания вдохнуть глубже, с этим бороться нужно лишь путем расслабления диафрагмы; выходить из тренировки нужно постепенно, увеличивая глубину дыхания. Тренироваться таким образом необходимо не менее 3 часов в день, сначала в покое, затем в движении. В результате тренировки усилием воли уменьшается глубина вдоха, дыхание становится поверхностным.

Совет «дышать реже и поверхностнее» звучит как ужасная рекомендация. Однако следует учитывать, что большинство людей хронически перегружают свою дыхательную систему, дышат чаще и глубже, чем необходимо, что приводит к истощению запасов углекислого газа и хронической гипоксии.

Типичные характеристики чрезмерного дыхания включают в себя дыхание ртом, дыхание верхней частью грудной клетки (с поднятием плеч), периодические вздохи, заметное дыхание во время отдыха и большие вдохи перед разговором.

Клинические испытания с участием людей, страдающих бронхиальной астмой, показывают, что объем выдыхаемого ими воздуха составляет от 10 до 15 л/мин, у людей с хроническими сердечными заболеваниями этот объем составляет от 15 до 18 л/мин, при норме у здорового человека 4-7 л/мин (то есть 12-14 дыхательных движений в минуту).

Это позволяет сделать вывод, что более редкое дыхание можно рассматривать как признак лучшего здоровья. И наоборот, чем чаще вы дышите, тем больше вероятность того, что у вас возникнут серьезные проблемы со здоровьем.

Более того, если вы дышите через рот днем, то вероятность, что вы делаете это и ночью, чрезвычайно высока. Дыхание во сне через рот может привести к обезвоживанию, храпу и ночному апноэ.

Дыхание ртом связано также и с рядом других проблем со здоровьем, такими как бронхиальная астма и астма физического напряжения; неправильное развитие лица (дети, которые дышат ртом, имеют тенденцию к развитию более длинных лиц с измененными структурами челюсти, то есть нарушается и прикус); изменения в ротовой полости из-за высушивания и недостатка слюны (это приводит к увеличению количества болезнетворных бактерий в ротовой полости и снижению защитной функции); обезвоживание (в результате происходит сужение дыхательных путей и затрудняется носовое дыхание, создавая порочный круг).

Чтобы минимизировать эти и другие возможные проблемы, связанные с дыханием, необходимо стараться дышать более поверхностно, и это происходит автоматически, когда вы переходите от дыхания через рот к носовому.

Помните, что чем глубже и быстрее вы дышите, тем сильнее будут сужаться кровеносные сосуды и тем меньше кислорода будет поступать к органам и тканям.
Дыхание через нос замедляет и нормализует число дыхательных движений, тем самым улучшая насыщение кислородом. Носовое дыхание также оказывает успокаивающее действие, поскольку при таком дыхании активизируется парасимпатическая нервная система.

Вот один из методов, который поможет вам регулировать свое дыхание, что позволит снизить уровень стресса, понизить артериальное давление, уменьшить заложенность носа. Сначала вы можете ощутить небольшую нехватку воздуха, но это ощущение не должно быть чрезмерным. Если вам становится некомфортно, сделайте перерыв на 15 секунд, а затем продолжайте.

Положите одну руку на грудь, а другую на живот; почувствуйте движение живота при каждом вдохе, в то время грудь остается неподвижной.
Закройте рот и вдохните и выдохните через нос. Сосредоточьте свое внимание на дыхании. Медленно уменьшайте громкость каждого вдоха до такой степени, чтобы создалось ощущение, что вы почти не дышите (вы заметите, что ваше дыхание становится очень тихим в этот момент). Главное здесь — развить у себя легкую гипоксию. Это означает, что в вашей крови будет происходить накопление углекислого газа, что подаст сигнал мозгу о необходимости дышать.

После трех или четырех минут в таком режиме можно почувствовать положительные эффекты накопления углекислого газа, такие как повышение температуры тела (признак улучшения кровообращения) и увеличение слюноотделения (признак активации парасимпатической системы, что важно для снижения стресса).

Довольно часто встречается такой неправильный тип дыхания, как грудное (или вертикальное) дыхание. При таком типе дыхания на вдохе вверх поднимаются грудь и плечи. Этот вид дыхания фактически активизирует симпатический отдел нервной системы, сигнализируя, что человек находится в состоянии стресса.

При правильном дыхании плечи остаются неподвижными, верхняя часть грудной клетки не расширяется, дыхательные движения происходят на уровне живота. Это горизонтальное дыхание. Сначала может быть довольно трудно сделать правильный вдох, так как живот и диафрагма могут находиться в напряжении. Однако необходимо стараться научиться использовать диафрагму и межреберные мышцы для дыхания, ведь это позволит делать более полные вдохи и выдохи. Также можно научиться более полному выдоху (когда выдох немного длиннее вдоха), используя диафрагму, чтобы «выдавить» воздух из легких. При этом живот «прилипает» к спине.

Еще один метод («4-7-8») можно использовать для снижения уровня стресса. При дыхании по этому методу происходит активация парасимпатической нервной системы, что приводит к расслаблению.

Сядьте прямо, приложите кончик языка к задней части верхних зубов и держите язык в таком положении в течение всего процесса. Начинайте считать, на счете 4 сделайте спокойный тихий вдох через нос. На счет 7 задержите дыхание. Выдохните через рот до счета 8, издав слышимый звук. Это завершает один полный вдох. Ваш выдох должен быть вдове длиннее вдоха. Повторите цикл еще три раза, всего четыре вдоха. Это упражнение можно выполнять так часто, как хотите в течение дня, но рекомендуется не делать более четырех полных вдохов в течение первого месяца практики. Такое дыхание работает как естественное успокоительное для нервной системы.

Терапевты рекомендуют делать дыхательные упражнения регулярно в течение дня, в перерывах или между разными видами деятельности. Это может быть просто спокойное дыхание или «метод 365»: трижды в день дышать с ритмом шести циклов в минуту (пять секунд вдох, пять секунд выдох) в течение пяти минут. Делать это необходимо ежедневно, 365 дней в году.
Помимо уже упомянутых методов, есть и другие. Вот несколько дополнительных техник дыхания, которые благотворно влияют на здоровье.

Нади Шуддхи (альтернативное дыхание через ноздрю) — большим пальцем правой руки закройте правую ноздрю и вдохните через левую ноздрю. Закрыв левую ноздрю, выдохните через правую, после чего следует сделать вдох через правую ноздрю. Закрыв правую ноздрю, выдохните через левую ноздрю. Это один цикл. Таких циклов можно сделать столько, сколько вы хотите.

Surya Anuloma Viloma (дыхание через правую ноздрю). В этой технике левая ноздря закрывается, вдох и выдох выполняются через правую ноздрю. Темп дыхания обычный.

Chandra Anuloma Viloma (дыхание через левую ноздрю). Аналогична предыдущей технике, но вдох и выдох происходят через левую ноздрю, правая ноздря закрыта.

Сурья Бхедана. При этом методе закрываем левую ноздрю, вдыхаем воздух через правую ноздрю. В конце вдоха закрываем правую ноздрю и выдыхаем воздух через левую ноздрю. Это один цикл. Повторять можно по своему желанию.

Бхрамари. При этом методе после полного вдоха, закрыв уши указательными пальцами, необходимо выдохнуть, издав мягкий жужжащий звук, похожий на звук пчелы.

Техники контролируемого дыхания не только улучшают здоровье, повышают устойчивость к стрессу, но и препятствуют накоплению физического напряжения.

Следите за своим дыханием и будьте здоровы!

Источник