זכוכית מגדלת

מבט חטוף למדעי החיים

מדוע אנו נושמים

ד"ר ספי זרגריאן

ד"ר ספי זרגריאן: מדוע אנו נושמים
הרצאות שש הממלכות: מדוע אנו נושמים

מה אנו צריכים לעשות בכדי לשרוד כל יום שלנו בכדור הארץ? חשוב יותר מאכילה. וחשוב יותר משתייה: נשימה.  אנחנו עושים את זה כל הזמן ובכל מיני מקצבים גם אם אנחנו לא מודעים לזה. אנחנו יכולים לשרוד ימים ללא אוכל ושתייה, אך לא נחזיק מעמד דקות ללא נשימה. מדוע?

איזו מטרה משרתת הנשימה?

החשיבות של נשימה קשורה ישירות לאלמנט ספציפי אחד לו הגוף שלנו זקוק: חמצן. בכל נשימה, האוויר (ובו חמצן) מגיע לריאות (אחד האיברים הגדולים ביותר שלנו) והריאות בעזרת יתר מערכת הנשימה מספקים חמצן לכל תאי הגוף.

אם נניח יד על החזה נוכל להרגיש כיצד הוא (הריאות) מתרחב ומתכווץ בכל נשימה ונשיפה.

תאי גופינו צריכים חמצן כדי להמיר את חומרי המזון שאנו אוכלים לאנרגיה זמינה לגופינו. בתהליך זה של יצירת האנרגיה ישנם תוצרי פסולת שאחד מהם הוא פחמן דו חמצני. גופינו צריך להיפטר מהפחמן הדו חמצני, ומבצע זאת בכל נשיפה ונשיפה. כך, הנשימה היום יומית שלנו לא רק אחראית לספק לנו חמצן, אלא אחראית גם לסילוק תוצרי פסולת כגון פחמן דו חמצני.

בעקבות הזרמת החמצן ובעזרתו, מופק בכל תא בגוף "מטבע אנרגיה" (אנרגיה זמינה מיידית) הנקרא אדנוזין תלת- זרחתי (ATP). מטבע אנרגיה זה משרת את הרוב המוחלט של הפעילויות בתוך התאים והרקמות שלנו. 

לתהליך הפקת מטבעות אנרגיה אלה (מולקולות ATP) בעזרת חמצן קוראים: נשימה תאית. את הנשימה התאית ניתן לחלק לארבעה שלבים:

1. גליקוליזה.

2. סינתזה של אצטיל CoA.

3. מעגל קרבס.

4. שרשרת העברת אלקטרונים.

לחמצן יש תפקיד קריטי בשלב האחרון של "שרשרת העברת האלקטרונים". החמצן הוא זה שקולט את האלקטרונים בסוף התהליך.

מפעלי ייצור האנרגיה בתאים: המיטוכונדרייה (ראה גם: הורשה אימהית)

תהליכי הפקת הרוב המוחלט של האנרגיה בתאינו, נעשים במיטוכונדריון (ברבים: מיטוכונדריה) - מפעל ייצור האנרגיה בעזרת חמצן. בנוסף לזאת, המיטוכונדריון מכיל כ- 0.15% מכלל הגנים (37 גנים) אשר אמונים על משק האנרגיה של התא.

המיטוכונדריה הם אברונים הנמצאים כמעט בכל תא (מכל ממלכה) בעל גרעין, אך אינם נמצאים בתאי חיידקים כלל: לא ממלכת החיידקים הקדומים ולא ממלכת החיידקים האמיתיים.