De chemische reactie die ademhaling wordt genoemd, is van vitaal belang voor de groei, reparatie en overleving van alle levende wezens. Ademhaling vindt plaats in de cellen van planten, dieren en mensen, voornamelijk in mitochondria, die zich bevinden in het cytoplasma van een cel. De energie die vrijkomt tijdens de ademhaling wordt door planten gebruikt om aminozuren te maken en door dieren en mensen om hun spieren samen te trekken om ze te laten bewegen. Verwar ademhaling niet met ademhalen. Ademhaling releases energie, terwijl ademhaling is de stroom van lucht in en uit onze longen.

Cellulaire energie fabrieken

Het meeste werk achter de ademhaling gebeurt in de mitochondriën van cellen. Het energierijke molecuul adenosine trifosfaat (ATP) wordt gemaakt in de mitochondriën met behulp van energie uit de zon (voor planten) of voedsel (voor dieren en mensen). Alle levende cellen hebben mitochondriën, sommige meer dan andere. Vetcellen hebben veel mitochondriën omdat ze grote hoeveelheden energie opslaan. Spiercellen hebben ook veel mitochondriën omdat ze snel moeten reageren om energie vrij te geven wanneer het lichaam het nodig heeft.

Fotosynthese en ademhaling

Ademhaling in planten vindt plaats naast een andere chemische reactie, fotosynthese. Planten zijn autotrofen, wat betekent dat ze hun eigen voedsel maken met behulp van koolstofdioxide, water en energie uit de zon. Tijdens de fotosynthese neemt een plant kooldioxide op uit de lucht en het water uit de omgeving door kleine gaatjes in de bladeren, bloemen, stengels, wortels en takken. Energie uit de zon veroorzaakt een chemische reactie in de mitochondriën die de koolstofdioxide- en watermoleculen afbreekt en ze opnieuw samenvoegt om suiker (glucose) en zuurstofgas te maken. Ademhaling heeft glucose als uitgangspunt. Het gebruikt de glucose gecreëerd door fotosynthese en haalt zuurstof uit de lucht om energie vrij te maken.

Aerobe vs Anaërobe ademhaling

Aërobe ademhaling gebeurt de hele tijd in alle levende wezens. Dit type ademhaling maakt gebruik van zuurstof en glucose om kooldioxide en water als afvalproducten te produceren en grote hoeveelheden energie vrij te maken. Planten slaan glucose op als zetmeel, maar mensen en dieren slaan het op als glycogeen, dat weer wordt omgezet in glucose voor gebruik tijdens inspanning wanneer de spiercellen meer ademen dan in rust.

Tijdens oefeningen met hoge intensiteit, mensen en dieren vertrouwen op anaerobe ademhaling om kleine hoeveelheden energie te krijgen om de spierbeweging te voeden. Net als aerobe ademhaling, vindt anaërobe ademhaling plaats in cellen, maar glucose wordt niet volledig afgebroken. Het afvalproduct is melkzuur, geen kooldioxide en water. Bloed dat door de spieren stroomt, verwijdert het melkzuur. Sommige plantencellen en micro-organismen gebruiken ook anaerobe ademhaling. Bijvoorbeeld, brouwen en brood maken gebruik anaërobe ademhaling in gist. De cellen nemen glucose op en produceren ethanol (alcohol) en koolstofdioxide. De meeste aërobe ademhaling vindt plaats in de mitochondria, maar anaerobe ademhaling vindt plaats in het vloeibare gedeelte van het cytoplasma.