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Atmung ist ein kataboler biochemischer Prozess, der die Freisetzung von Energie als Folge des Abbaus komplexer Materialien wie Proteine und Lipide innerhalb des Organismus beinhaltet. Alle Tiere hängen von Nahrung für ihr Überleben ab. Diese Nahrung wird unter Zuhilfenahme von Sauerstoff durch aerobe Atmung in Energie umgewandelt, und die gewonnene Energie wird für mehrere Körperfunktionen genutzt, einschließlich der Reparatur geschädigter Gewebe und des Zellaufbaus.
Die meisten Tiere atmen aerob, was bedeutet, dass sie Sauerstoff aufnehmen und durch Oxidation Kohlendioxid produzieren. Im Gegensatz dazu atmen auch einige Mikroorganismen ohne freien Sauerstoff. Dies wird als anaerobe Atmung oder Gärung bezeichnet.
Nachdem Nahrung aufgenommen wurde, wird sie durch Enzyme aus der Bauchspeicheldrüse in kleinere Moleküle zerlegt. Das Blut transportiert diese kleinen Nahrungspartikel zu jeder Zelle, um sie für die aerobe Atmung zu nutzen, um Energie freizusetzen, die die Zellen antreibt. Tiere bekommen Sauerstoff durch Atmung, was für die aerobe Atmung unerlässlich ist. Atembewegungen gibt es in zwei Arten – Einziehen von Luft in die Lunge oder Inspiration und Freisetzen von Luft aus der Lunge durch Nase oder Mund oder Expiration. Atemgase werden über Membranen ausgetauscht, zum Beispiel tauschen die Lungen Gase zwischen Lunge und Blutgefäßen aus, während in Geweben Gase zwischen den Zellen und dem Blutkreislauf ausgetauscht werden.
Während die aerobe Atmung für die Energiegewinnung in Organismen unerlässlich ist, führt sie zu zwei Arten von Gärung: alkoholische Gärung und Milchsäuregärung. Alkoholische Gärung tritt bei Pilzen wie Hefe auf, während Milchsäuregärung aufgrund der Milchsäureansammlung kein Kohlendioxid freisetzt.
Die Glykolyse ist der erste Schritt der aeroben Atmung. Es ist der enzymatische Abbau von Kohlenhydraten (wie Glukose). Bei der anaeroben Atmung wird auch Pyruvsäure gebildet, die dann zu Milchsäure oder Ethanol vergoren wird. Die aerobe Atmung ist ein effizienter physiologischer Prozess, und es gibt einen theoretischen Ertrag von 38 ATP-Molekülen aus einem Zuckermolekül.
Die aerobe Atmung spielt eine wichtige Rolle in lebendigen Prozessen. Pflanzen fangen Solarenergie ein und wandeln sie in chemische Energie für ihr Wachstum um. Bei Tieren hilft die aerobe Atmung, organische Verbindungen abzubauen, um Energie freizusetzen. Auf diese Weise freigesetzte Energie wird in Form von ATP gespeichert, die später von allen energieverbrauchenden Aktivitäten der Zelle genutzt wird.
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