נשימה היא שם כולל למספר תהליכים ביולוגיים הקשורים לפירוק גלוקוז או תרכובת אורגנית אחרת לצורך הפקת אנרגיה .
נשימה נחלקת לנשימה פיזיולוגית ולנשימה תאית. נשימה פיזיולוגית היא הדרך שבה יצורים חיים קולטים חמצן. האדם, בעלי-החיים והצמחים נושמים אוויר דרך איברים מיוחדים (ריאות,זימים, פיוניות בצמחים) או אפילו דרך העור בכדי לקיים את התהליכים יוצרי האנרגיה שבגופם.
האויר אותו אנו נושמים נכנס אל הריאות ומשם נספג החמצן אל זרם הדם ונקשר אל כדוריות הדם האדומות אשר מביאות אותו לכל תאי גופנו. בתהליך הנשימה תאי הגוף משתמשים בחמצן להפקת אנרגיה תוך כדי הפיכתו לפחמן דו חמצני אותו אנו פולטים בנשיפה.
בעוד שנשימה פיזיולוגית מתייחסת בהכרח לקליטת חמצן מהסביבה, בתהליך הנשימה התאית לא תמיד מעורב חמצן. נשימה תאית היא הדרך בה התאים משתמשים באנרגיה, שאגורה בקשרים הכימיים של הגלוקוז ותוצריו, כדי ליצור מולקולות של Adenosine triphosphate (ATP) אשר משמשות לייצור חומרים אחרים (חומרי הבניין של התא, למשל) ולהנעת תהליכים אחרים בתא.
הנשימה התאית נחלקת לשני סוגים:
- נשימה אירובית- תהליך הפקת אנרגיה בו משתתף חמצן ומופקת אנרגיה רבה יחסית.
- נשימה אנאירובית- תהליך הפקת אנרגיה בו אין שימוש בחמצן ומופקת מעט אנרגיה יחסית.
השלב הראשון של הנשימה התאית (הגליקוליזה) הוא אנארובי והוא מתקיים בכל סוגי האורגניזמים. זהו תהליך אנזימטי שמתרחש בציטופלסמה של התא ללא נוכחות חמצן. בתהליך נוצרות שתי מולקולות ATP והגלוקוז הופך למולקולות של חומצה פירובית.
ניתן להמשיך ולהפיק אנרגיה מהחומצה הפירובית בתהליך של נשימה אארובית שמתרחש באברונים של התא הנקראים מיטוכונדריה (Mitochondria). שם החמצן משתתף בתהליך אנזימטי רב שלבי של חמצון החומצה הפירובית ליצירת מולקולות ATP רבות נוספות. בעת התהליך הופך החמצן לפחמן דו חמצני שנפלט מהגוף ונוצרים מים שמנוצלים בתא לתהליכים שונים.
בתאים חסרי מיטוכונדריה או ללא נוכחות חמצן החומצה הפירובית עוברת גלגולים נוספים בהתאם לאורגניזם בו מתרחשת הנשימה התאית אולם לא יופקו ממנה מולקולות ATP נוספות. לדוגמא במהלך תסיסה כהלית שמתרחשת בשמרים תהפוך החומצה לכהל הנקרא אתנול ולפחמן דו חמצני. בשרירים בעת מאמץ אין אספקת חמצן מספקת לתאים ועל כן מתרחשת נשימה אנארובית שמביאה ליצירת חומצת חלב בתאי השריר.
לעיון וקריאה נוספת באינטרנט: