Дыхание

, физиол. Процесс, обеспечивающий поступление в организм кислорода и выделение из него углекислого газа (внешнее Д.) и использование кислорода клетками и тканями для окисления органич. В-в с освобождением содержащейся в них энергии (тканевое, или клеточное, Д.) для роста, развития и др. Процессов жизнедеятельности. Д. Животных. У простейших и нек-рых др. Организмов O2 диффундирует непосредственно через поверхность тела. С усложнением организации и увеличением размеров тела появляются спец. Органы дыхания (у млекопитающих — лёгкие [легкие], у птиц — лёгкие [легкие] и воздухоносные мешки, у рыб — жабры), а также система кровообращения, в к-рой циркулирует жидкость — кровь или гемолимфа содержащая в-ва, способные связывать и переносить О2 и СО2 (см.

Гемоглобины ). Внеш. Дыхание у млекопитающих и птиц обеспечивается ритмич. Работой дыхат. Мышц (дыхат. Движениями), приводящей к вентиляции лёгких [легких] (периодич. Смене вдоха и выдоха) и относительному постоянству кислорода и углекислоты в альвеолах лёгких [легких]. Частота дыхат. Движений в покое у здоровых ж-ных (в 1 мин). У кр. Рог. Скота 10 — 30, лошади 8 — 16, свиньи 8 — 18, овцы 10 — 20, курицы 22 — 25. Газообмен между альвеолярным воздухом и венозной кровью, поступающей в капилляры лёгких [легких], осуществляется через альвеолярно-капиллярную мембрану благодаря разности парциального давления О2 (60 — 70 мм рт. Ст.) и СО2 (7 мм рт. Ст.), а транспорт O2 кровью — в осн. За счёт [счет] обратимого присоединения его к молекуле гемоглобина.

Интенсивность газообмена характеризуется величиной дыхат. Коэффициента. В основе тканевого Д. Лежит биол. Окисление. Освобождаемая при окислении энергия запасается в живых клетках в форме высокоэнергетич. Соединений, гл. Обр. В форме аденозинтрифосфата (АТФ). Д. У ж-ных регулируется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. К нарушениям дыхания относятся асфиксия, одышка и др. Типы дыхат. Недостаточности. Д. Растений — процесс окислительного распада углеводов (или др. Дыхательных субстратов) до СО2 и воды, идущий с поглощением кислорода. При этом освобождается энергия (ранее запасённая [запасенная] при фотосинтезе), используемая на образование богатых энергией соединений (чаще в форме АТФ). Д. Р-ний включает неск. Мегаболич.

Систем. Анаэробный распад глюкозы — гликолиз, осуществляемый в цитоплазме. Окисление конечных продуктов гликолиза до СО2, сопряжённое [сопряженное] с синтезом АТФ и воды (этот процесс локализован в митохондриях). Окисление глюкозы через промежуточные углеводные продукты. Д. Р-ний — осн. Энергетич. Функция гетеротрофных растит. Тканей и хлорофиллоносных тканей в темноте. Кроме энергетич. Процесс Д. Выполняет метаболич. Функцию, поставляя мн. Соединения, занимающие ключевое положение в клеточном метаболизме. Отношение объемов выделенного р-нием СО2 и поглощённого [поглощенного] О2 наз. Дыхательным коэффициентом. Его величина зависит от степени восстановленности дыхательных субстратов. При окислении углеводов он равен 1,0, жиров или белков — меньше 1,0 (напр., при прорастании семян подсолнечника, сои, люпина), органич.

К-т — больше 1,0. При длительном пребывании в бескислородной среде р-ния гибнут от отравления тканей образующимися продуктами обмена. Однако нек-рые р-ния (напр., рис) способны нормально развиваться в условиях постоянного кислородного голодания. Интенсивность Д. Р-ний (кол-во поглощённого [поглощенного] O2 и выделенного СО2) зависит от вида р-ния, органа, типа ткани, этапа онтогенеза, а также от мн. Факторов окружающей среды. Наиб. Высокой интенсивностью Д. Отличаются молодые, растущие органы и ткани р-ний (напр., клетки камбия, характеризующиеся высокой жизнедеятельностью). Активно дышат репролуктивные органы, затем листья, слабее — стебли и корни. Повышенная интенсивность Д. Присуща светолюбивым р-ниям (по сравнению с тенелюбивыми), а также высокогорным р-ниям, адаптированным к пониженному парциальному давлению О2 в атмосфере.

Д. Р-ний усиливается с повышением темп-ры окружающей среды, возрастая в 2 — 3 раза при потеплении на каждые 10 0С. Однако достигнув определ. Максимума, Д. Начинает ослабевать и при темп-ре 45 — 50 °С практически прекращается. При низких темп-pax Д. Р-ний резко снижается, но в зимующих органах (почках, хвое) слабое Д. Обнаруживается и при значит. Морозах. Интенсивность Д. Р-ний закономерно изменяется в ходе онтогенеза. Сухие (покоящиеся) семена дышат очень слабо. При набухании и последующем прорастании их Д. Усиливается в сотни и тысячи раз. С окончанием периода активного роста Д. Р-ний и их тканей ослабевает, что связано с процессами старения. У плодов наблюдается резкое повышение интенсивности Д. В конце их созревания, т. Н. Климактерий.

В это же время происходит наиб. Выделение гормона созревания — этилена (исключение — цитрусовые). В хранящихся зёрнах [зернах], плодах, корне- и клубнеплодах также протекают процессы Д., в результате чего происходит потеря сухого в-ва. Последнее является одной из осн. Причин естеств. Убыли этих продуктов при хранении. • Рубин Б. А., Ладыгина М. Е. Энзимология и биология дыхания растении М., 1966. Физиология и биохимия покоя и прорастания семян, пер. С англ., М., 1982 Гэлстон А., Девис П., Саттер Р. Жизнь зеленого растения, пер. С англ. М. 1983..