Druhy dýchání: jaké jsou a kolik jich je

Dýchání je biologický proces prováděný všemi živými věcmi, které využívají k energii plyny. Obecně platí, že dýchání poskytuje buňkám kyslík a odstraňuje oxid uhličitý, který se v nich vytváří.

Existují různé typy dýchání v závislosti na tom, jak živé bytosti přijímají kyslík, jak se dostává do buněk a jak buňka získává energii z tohoto kyslíku.

Vnější dýchání

Vnější dýchání je výměna plynů mezi zvířaty a prostředím. Všechna zvířata, od červů až po savce, potřebují mechanismus, který může poskytnout kyslík pro fungování jejich těl.

Vnější dýchání může být různých typů v závislosti na orgánech podílejících se na zachycování kyslíku z prostředí.

Plicní dýchání

Plicní dýchání, také nazývané plicní ventilace, se týká vstupu a výstupu vzduchu dýchacími cestami do plic. Vyskytuje se u všech savčích zvířat, jako jsou lidé a králíci, u ptáků, plazů a dospělých obojživelníků.

Plíce jsou orgány, kde se kyslík ve vzduchu vyměňuje za oxid uhličitý produkovaný buněčným metabolismem.

Plicní dýchání zahrnuje dva procesy: inspiraci a výdech. Inspirací je, když vzduch vstupuje a prochází nosem, průdušnicí a průduškami, dokud nedosáhne plic. Exspirace je, když je oxid uhličitý obsažený v plicích vypuzen ven.

Také by vás mohlo zajímat Dýchání, inspirace a výdech.

Kožní dýchání

Tegumentární nebo kožní dýchání se provádí povrchovou vrstvou, která obklopuje zvíře a která by se stala jeho kůží. Takto přijímají kyslík ropuchy, mloky, hvězdice a žížaly.

Červi mají kapilární sítě pod kůží, odkud dochází k výměně plynů se vzduchovými mezerami mezi půdními částicemi.

U těchto zvířat je důležité zůstat ve vlhkých obyvatelích, aby kyslík ze vzduchu mohl pronikat dovnitř těla, zatímco kysličník uhličitý odchází.

Tracheální dýchání

K tracheálnímu dýchání dochází prostřednictvím sítě hadiček známých jako průdušnice, které se otevírají na povrchu zvířete. To by nemělo být zaměňováno s průdušnicí lidského dýchacího systému.

Průdušnice je otevřena ven z těla pomocí průduchů, které obvykle mají určité uzavírací zařízení, aby se zabránilo ztrátě vody.

Zvířata, která dýchají tímto způsobem, jsou hmyz, roztoči, pavouci, klíšťata a stonožky.

Branchiální dýchání

Žábrové dýchání je způsob, jakým ryby přijímají rozpuštěný kyslík ve vodě a vylučují oxid uhličitý. K tomu dochází ve žábrách, struktuře nalezené na hlavě ryby. Krevety, humři a další korýši také dýchají žábry.

Když ryba otevře tlamu, otevře se žaberní čepice a pustí vodu dovnitř. Kyslík z vody difunduje do kapilár žáber a současně oxid uhličitý difunduje z krve do vody.

Larvy obojživelníků a některé dospělé obojživelníky dýchají pomocí žáber.

Bimodální dýchání

Bimodální dýchání je schopnost organismu vyměňovat plyny současně ze vzduchu nebo vody. Bimodální organismus, jako jsou mloci, kraby, korýše, škeble, slávky a plicní ryby, používají své žábry k dýchání vody a plíce k dýchání vzduchu.

Bimodální dýchání bylo klíčovou adaptací umožňující přechod od vodního života k suchozemským stanovištím.

Vnitřní dýchání

Vnitřní nebo tkáňové dýchání je výměna plynů, ke které dochází uvnitř organismů. K tomuto procesu dochází v mnohobuněčných organismech a je produkován difúzí plynů kapalinami mezi buňkami nebo spojen s molekulami nosiče.

Kyslík, který se získává zevním dýcháním, je transportován vnitřně spolu s organickými sloučeninami zvanými respirační pigmenty. Tyto pigmenty obsahují měď nebo železo, které slouží k vázání kyslíku. Čtyři respirační pigmenty jsou: hemoglobin, hemocyanin, hemeritrin a chlorocruorin

Buněčné dýchání

Buněčné dýchání je proces, při kterém buňky získávají energii z organických sloučenin, jako je glukóza. Buňky potřebují k výkonu svých činností energii. Tato energie je uložena v molekule známé jako ATP nebo adenosintrifosfát.

Buněčné dýchání probíhá v eukaryotických i prokaryotických buňkách. V závislosti na výrobním procesu ATP může být buněčné dýchání aerobní nebo anaerobní.

Aerobní dýchání

Jedná se o buněčné dýchání, kde se kyslík používá k metabolizaci cukru. Výsledkem je voda, oxid uhličitý a ATP. Zvířata a rostliny provádějí aerobní dýchání v mitochondriích. V prokaryotických buňkách se vyskytuje v plazmatické membráně.

Pokud je v buňce kyslík, může glukóza uvolnit mnohem větší množství energie než v buněčném dýchání bez kyslíku.

Anaerobní dýchání

Při anaerobním dýchání dochází k rozkladu cukru bez použití kyslíku. To je užitečné pro bytosti, které žijí v prostředí s nízkým obsahem kyslíku nebo když buňka vyčerpá hladinu kyslíku a rychle potřebuje ATP.

U lidí a zvířat se glukóza transformuje na kyselinu mléčnou. U kvasinek a rostlin se glukóza transformuje na ethanol a oxid uhličitý.

U některých bakterií nebo archea závisí výsledek anaerobního dýchání na použité sloučenině. Například pokud je akceptorem síran, tvoří se vodíková síra; pokud je akceptorem oxid uhličitý, vzniká metan.

Také by vás mohlo zajímat Živočišná a rostlinná buňka.

Lidské dýchání

Lidské vnější dýchání je plicního typu dýchacím systémem, který je odpovědný za zavádění kyslíku do plic a vypouštění oxidu uhličitého.

Lidské vnitřní dýchání podporuje oběhový systém a krev. Červené krvinky jsou buňky odpovědné za transport kyslíku zachyceného v plicích a jeho distribuci ve všech tkáních. Uvolňováním kyslíku červené krvinky zachycují oxid uhličitý a uvolňují jej při vnějším dýchání.

Aerobní buněčné dýchání převládá u lidí, kde glukóza produkuje mezi 36 a 38 molekulami ATP v mitochondriích.

Někdy se my lidé musíme uchýlit k anaerobnímu buněčnému dýchání v našich svalech. Například, když chcete dělat namáhavé cvičení, jako je zvedání závaží nebo běh velmi rychle, anaerobní dýchání dodává ATP rychle a okamžitě. To však funguje jen velmi krátkou dobu, protože se v tomto procesu hromadí kyselina mléčná.

Dýchání v rostlinách

Rostliny také provádějí dýchání, absorbují kyslík ze vzduchu a uvolňují oxid uhličitý do životního prostředí. V tomto případě by dýchání bylo obráceným procesem fotosyntézy. To jim umožňuje získávat energii, když není k dispozici sluneční světlo, nebo v zimě.

Dýchání v rostlinách je také důležité pro získání stavebních bloků dalších molekul z glukózy. Semena také získávají svoji energii dýcháním, anaerobním nebo aerobním v závislosti na dostupnosti kyslíku.

Kyslík a oxid uhličitý vstupují nebo opouštějí listy přes průduchy. Tyto struktury tvoří póry na povrchu rubu listů.

Také by vás mohlo zajímat fotosyntéza a dýchání.

Reference

Allot, A., Mindorff, D., Azcue, J. (2015) Biology. Oxford University Press.

Mauseth, J.D. (2017) Botanika Úvod do biologie rostlin. 6. vyd. Jones & Bartlett se učí. Burlington, MA.

Miller, S.A., Harley, J.P. (2001) Zoologie. 5. vyd. McGraw-Hill.