Respirácia (biochémia)

Pod pojmom respirácia sa v biochémii označuje proces, v ktorom bunky získavajú energiu rozkladom cukrov. Rozklad cukrov zahrňuje glykolýzu a Krebsov (Citrátový) cyklus. Dýchanie všetkých eukaryotických organizmov prebieha na to určených organelách, mitochondriách. Energia elektrónov z Krebsovho cyklu sa v mitochondriách využíva v tvz. (mitochondiálnom) dýchacom reťazci na tvorbu ATP a NADH. 

Proces rozkladu cukrov v glykolýze, Krebsovom cykle a následná premena energie v mitochondriálnom dýchacom reťazci je v živočíšnych a rastlinných bunkách veľmi podobný. Respirácia v biológii človeka je dýchanie, vdychovanie.

 Respirácia v rastlinách 
Respirácia je pri rastlinách súbor procesov premien organickej hmoty za účasti voľného kyslíka, ktoré je sprevádzané uvoľňovaním chemickej energie obsiahnutej v molekule organickej látky. Energiu uvoľnenú pri dýchaní rastlina využíva na rôzne fyziologické a biochemické pochody, napríklad pri syntéze sacharidov, bielkovín, pri príjme a transporte živín, pri raste a pod. Dýchanie je vlastne systém oxidoredukčných reakcií, ktoré uvoľňujú energiu z predýchavaného substrátu. Nie všetka energia vytvorená dýchaním sa však využije – časť odchádza do priestoru ako teplo. Využiteľná časť sa viaže do prechodných produktov, ktoré slúžia ako substrát pre tvorbu protoplazmy.

Pri aeróbnom dýchaní je nevyhnutný kyslík, ktorý sa do rastliny dostáva prieduchami, lenticelami a pokožkou. Bunkové dýchanie prebieha v mitochondriách. Hlavným respiračným materiálom sú sacharidy a konečným produktom sa stáva oxid uhličitý a voda. Druh substrátu, ktorý rastlina predýchava, možno zistiť vďaka respiračnému kvocientu (skratka RQ) – pomeru vytvoreného oxidu uhličitého a objemu spotrebovaného kyslíka. Pri predýchavaní sacharidov je respiračný kvocient rovný 1. Látky chudobnejšie na kyslík a bohatšie na vodík, ako sacharidy, majú RQ nižší ako 1 a produktami dýchania sú organické kyseliny, ktoré sa hromadia v tele rastliny. Pri tukoch sa táto hodnota napríklad pohybuje okolo 0,34, pri bielkovinách 0,7 – 0,8. Pri klíčení olejnatých semien sa kyslík najskôr spotrebuváva na premenu tukov na cukry a až potom na vlastné dýchanie, preto je ich RQ menší než 1. Pokiaľ slúži ako respiračný substrát organická kyselina, je hodnota RQ vyššia ako 1 a súbežne sa syntetizujú tuky. Zvýšenú hodnotu respiračného kvocientu možno pozorovať aj vtedy, keď je dýchanie spojené s kvasením. Ďalšie faktory, ktoré môžu túto hodnotu ovplyvňovať, sú vonkajšie podmienky a vývojové štádium rastliny.

Okrem dýchacieho reťazca existuje v rastlinných mitochondriách aj tvz. alternatívna cesta (pre ktorú, na rozdiel od dýchacieho reťazca, nie je CO toxický). Alternatívnou cestou sa uvoľňuje značná časť energie vo forme tepla. Slúži hlavne na ochranu pred oxidačných stresom, prípadne pri niektorých druhoch môže zahrievať rozmnožovacie orgány.

V rastlinách existuje aj tvz. fotorespirácia, čo je proces rozkladu cukrov na svetle, ktorá prebieha v peroxyzómoch. V širšom zmysle ide o súčasť fotosyntetických procesov. Z hľadiska získavania energie môže v rastlinách fotorespirácia prevládať nad mitochondriálnou respiráciou.

Kategória:Biochémia
Kategória:Fyziológia