Oddychanie jest procesem katabolicznym, polegającym na biologicznym utlenianiu związków chemicznych. Jego zewnętrznym przejawem jest wymiana gazowa.

  1. Rodzaje oddychania:
    • aerobowe (tlenowe),
    • anaerobowe (beztlenowe):
      • fermentacja (zachodzi głównie u mikroorganizmów w cytoplazmie komórek), nazwa fermentacji pochodzi od produktu końcowego, wyróżnia się m. in.:
        • alkoholową

C6H12O6 + 2ADP + 2Pi ® 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP (energia)

        • mlekową

C6H12O6 + 2ADP +2Pi ® 2CH3CHOHCOOH + 2ATP (energia)

  1. Wymiana gazowa jest zewnętrznym przejawem procesu oddychania, a jej istota sprowadza się do dostarczenia komórkom tlenu, a odebraniu od nich dwutlenku węgla. W wymianie gazowej uczestniczą układy oddechowy oraz krwionośny.
  2. Oddychanie tlenowe wewnątrzkomórkowe jest wieloetapowym procesem, którego istotą jest spalanie glukozy do dwutlenku węgla i wody. procesowi temu towarzyszy wydzielanie energii. Na proces oddychania wewnątrzkomórkowego składają się trzy etapy:

a. glikoliza - zachodząca w cytoplazmie komórki i polegająca na przekształceniu glukozy do kwasu pirogronowego,

b. cykl Krebsa (cykl cytrynianowy) - przebiega w matrix mitochondrialnym, podczas reakcji składających się na cykl Krebsa zachodzi dwukrotna dekarboksylacja z wydzieleniem cząsteczek dwutlenku węgla oraz czterokrotna dehydrogenacja w wyniku której wydzielane są trzy cząsteczki NADH2 oraz jedna FADH2,

c. łańcuch oddechowy - zachodzi na grzebieniach mitochondrialnych, składa się na niego kilka ogniw, przeprowadzających procesy utleniania i redukcji, umożliwiające przeniesienie wodoru (powstającego w dwóch poprzednich etapach) na tlen atmosferyczny.

Fazą pośrednią między glikolizą, cyklem Krebsa jest tlenowa dekarboksylacja kwasu pirogronowego do dwuwęglowego acetylo-koenzymu. Związek ten przechodzi z cytoplazmy do mitochondrium i jest włączany do cyklu Krebsa. Spalenie jednej cząsteczki glukozy dostarcza organizmowi 36 cząsteczek ATP.

4. Substraty dla reakcji oddychania:

    • glukoza: spalenie jednego grama dostarcza organizmowi 17,2 kcal,
    • tłuszcze (po uprzednie beta-oksydacji): spalenie jednego grama dostarcza organizmowi 38 kcal,
    • białka: spalenie jednego grama dostarcza organizmowi 17,3 kcal.
  1. Znaczenie dróg oddechowych:
    • wstępne ogrzewanie powietrza
    • częściowe oczyszczanie powietrza z zanieczyszczeń fizycznych i mikrobiologicznych (włoski oraz rzęski),
    • nawilżanie powietrza (śluz pokrywający nabłonek dróg oddechowych).
  1. Budowa dróg oddechowych:
    • jama nosowa,
    • gardziel,
    • krtań na jej szkielet składa się dziewięć chrząstek, w tym nieparzyste (tarczowata, pierścieniowata i nagłośniowa) oraz parzyste (nalewkowate, różkowate i klinowate),
    • głośnia jest właściwie najniższą częścią krtani zawierającą fałdy głosowe, czyli struny głosowe (wysokość głosu jest zależna od wielkości krtani i napięcia strun głosowych, natomiast siła głosu zależy od tempa, z jakim powietrze przechodzi przez głośnię),
    • tchawica stanowi sprężystą, spłaszczoną od tyłu rurkę o długości około 12 cm, zbudowaną z podkowiastych chrząstek,
    • oskrzela główne,
    • oskrzela płatowe,
    • oskrzela segmentowe,
    • oskrzeliki,
    • płuca (gąbczaste, podzielone szczelinami na płaty - prawe na trzy, a lewe na dwa; otoczone są błoną opłucnową).
  1. Budowa płuc:

Płuca są narządem parzystym. Do każdego z nich prowadzi jedno z oskrzeli głównych. W płatach płucnych oskrzela dzielą się na oskrzela płatowe. Pojedynczy płat płucny zbudowany jest z segmentów oskrzelowo - płucnych, do których prowadzą oskrzela segmentowe. Oskrzela te rozdzielają się na coraz mniejsze gałązki. Te najmniejsze nie mają już w swoich ścianach chrząstek i są nazywane oskrzelikami końcowymi. Każdy z nich jest zamknięty przez, rozdzielający się na dwa oskrzeliki oddechowe, woreczek. Ściany tego woreczka uwypuklają się na zewnątrz, tworząc pęcherzyki płucne. Grupa pęcherzyków płucnych, zamykających pojedynczy oskrzelik końcowy tworzy grono. Ściany pęcherzyków płucnych są bardzo cienkie i oplecione gęstą siateczką włosowatych naczyń krwionośnych, co umożliwia zachodzenie wymiany oddechowej.

  1. Mechanizm wentylacji płuc u człowieka.
  1. wdech: skurcz mięśni międzyżebrowych zewnętrznych, podnoszenie żeber, skurcz mięśni przepony i opadnięcie jej ku dołowi, w rezultacie zwiększa się objętość klatki, a we wnętrzu płuc wytwarza się podciśnienie zasysające powietrze do ich wnętrza; wdech jest aktem czynnym, wymaga więc nakładów energii,
  2. wydech: rozkurcz przepony, przepona podnosi się do góry, rozkurcz mięśni międzyżebrowych zewnętrznych, opadnięcie żeber, skurcz mięśni międzyżebrowych wewnętrznych (podczas wydechu głębokiego), w rezultacie objętość klatki piersiowej zmniejsza się, a wypełniające płuca powietrze jest z nich wypychane na zewnątrz; wydech spokojny jest aktem biernym, nie wymaga, więc nakładów energii, natomiast do skurczu mięśni odpowiadających za wydech głęboki energia jest potrzebna.
  1. Pojemność płuc:
    • objętość zalegająca - około 1200 ml,
    • objętość zapasowa wydechowa - około 1000 ml,
    • objętość zapasowa wdechowa - około 2500 ml,
    • objętość oddechowa - około 500 ml,
    • pojemność życiowa - około 4000 ml,
    • pojemność całkowita - około 5200 ml.

Na pojemność życiową składają się: objętość oddechowa, objętość zapasowa wdechowa i objętość zapasowa wydechowa.