Sisu
Hingamine muudab organismi söödud toitudes talletatud energia energiaks, mida saab kasutada organismide elu toetavates ainevahetusprotsessides. Hingamissüsteemi tähtsus on kriitiline; organismid võivad mitu päeva ilma toiduta ja mõnikord ka ilma veeta vastu pidada, kuid hingamise lõppedes ei suuda nad ellu jääda kauem kui mõni minut.
Taimed elavad küll, kuid valdavalt osalevad nad protsessis, mida nimetatakse fotosünteesiks. Sellel on hingamise omadused, välja arvatud juhul, kui vastavad keemilised reaktsioonid toimuvad vastupidises suunas. Kuna hingamine ja fotosüntees täiendavad üksteist kogu planeedi ökosüsteemides, on hingamine taimedele kaudselt sama oluline kui organismidele, kes otseselt hingamisele toetuvad.
Hingamiselundite organid
Inimestel ja teistel selgroogsetel liigub hapnikku ja süsinikdioksiidi sisaldav õhk kehasse ja sealt välja nina ja suu kaudu. Pärast neelu või suuõõnde sisenemist liigub õhk mööda epiglotti, kõri ja lõpuks hingetorusse või tuulikusse. Hingetoru jaguneb kaheks peamiseks bronhiks, mis sisenevad paremasse ja vasakusse kopsu. Lõpuks jõuab õhk kopsu funktsionaalsesse üksusesse: alveoolidesse. Need on väikesed õhukeseseinalised kotikesed, mille süsinikdioksiid ja hapnik võivad hajuda kogu pinnal. Süsihappegaas liigub kopsude kaudu voolavast verest alveoolidesse, hapnik aga vereringesse.
Vähem spetsialiseerunud organismides nagu ussid on hingamissüsteemi funktsioon lihtsam. Gaasid võivad hajuda lihtsalt kogu keha välispindadel. Hingamissüsteemi osad varieeruvad loomadel. Vee-olenditel on nahka lõhestavad gaasid veega, samas kui putukad sisaldavad lihtsate hingetoruvõrku, mis kannavad gaasid keha pinnalt otse üksikutele rakkudele.
Hingamise sammud
Rakutasandil lagundatakse valgud, süsivesikud ja rasvad väikesteks molekulideks nagu glükoos, mis läbib glükolüüsi. Selles protsessis jaotatakse iga kuue süsiniku glükoosi molekul etappide kaupa kaheks kolme süsiniku püruvaadi molekuliks, mis annab väikese koguse energiat kahe ATP molekuli ja kahe NADH molekuli kujul. See reaktsioonide seeria ei vaja hapnikku ja seetõttu nimetatakse seda anaeroobseks hingamiseks.
Kaks püruvaatmolekuli võivad hapniku juuresolekul läbi viia veel ühe rea reaktsioonide seeria ja selle tulemuseks on elektronide transpordiahela kaudu oluliselt suurema ATP eraldumine. Selle aeroobse hingamise tulemusel eraldub süsinikdioksiid ja veeaur, mis mõlemad hingatakse välja või juhitakse muul viisil keskkonda. Need protsessid toimuvad kogu organismi kehas pidevalt, et hoida neid elus ja võimaldada metaboolsetel protsessidel normaalselt toimuda.
Hingamine ja fotosüntees
Hingamine võtab hapniku ja glükoosi ning muundab need veeks ja süsinikdioksiidiks; fotosüntees kasutab taimede vajadusteks glükoosi sünteesimiseks vett ja vabastab hapniku. Arvestades nii taimede kui ka loomade elukvaliteeti kogu maailmas, on kindel, et kui kõik taimed tänapäeval kaoksid, surevad loomad peagi ära ja vastupidi.
Taimed saavad hingata ja teha seda pimedas, kui fotosüntees on seisma jäänud. Nendel aegadel lagundavad taimed osa glükoosist, mis nad on teinud kasvu ja muude protsesside edendamiseks. Siis, kui päikesevalgus on taas saadaval, naaseb taim taas glükoosi kogunemiseni ja vabastab hapniku fotosünteesi teel.