Тем не менее, такой непосредственный, даже детский вопрос при обдумывании уже кажется не совсем детским. Если в двух словах, мы дышим, чтобы производить энергию (в форме аденозинтрифосфата, АТФ) для жизнедеятельности всех клеток нашего тела. Чтобы синтезировать/запасти АТФ, надо что-нибудь окислить. Идеальным кандидатом для окисления оказалась глюкоза (хотя не одна она такая, бывают менее эффективные, но всё-таки варианты). Идеальным окислителем для неё - кислород (хотя и без него мы можем немножко протянуть).

АТФ - такая "энергетическая валюта" клетки. (Мы, кстати, и в социуме к этому придём, вероятно. Не золото, а энергия станет платёжным стандартом. Уже становится, имхо). Все процессы в организме (сокращение мышц, передача нервных импульсов, синтез веществ, деление клеток, поддержание температуры тела и мн. др.) требуют именно энергии, а не какого-то там золота. И вот эту энергию клетки получают при расщеплении АТФ.

Но напрямую взять АТФ из пищи мы не можем. Так уж заведено в нашем мире, что в пище у нас - питательные вещества. Те самые белки, жиры и углеводы. И вот из них-то, в первую очередь - из углеводов, клетка извлекает энергию и запасает её в молекулах АТФ. В этом сокрыт великий смысл: энергия клетке нужна всегда. Но не шквал энергии, который случается при окислении глюкозы, а дозированные и относительно небольшие энергетические "порции". Такие, какие получаются при расщеплении АТФ. Такая аналогия: молекула глюкозы - это пятитысячная купюра. А АТФ - сотенная денежка. И в клетке ежесекундно куча трат, но каждая из покупок - небольшая. 5000 продавец таких мелких товаров и не возьмёт - сдачи нет. Нужна денежка помельче - вот для этого АТФ и есть.

Кроме того, высвобождение энергии при помощи окисления молекулы глюкозы - эдакое одноразовое и крупномасштабное событие. С АТФ же мы получаем много мелких, энергетически ёмких "батареек". И, в конце концов, высвобождение энергии из АТФ - намного более быстрое, чем из глюкозы (доли секунды) и адресное (прямо по месту потребления эти порции энергии получаем). Всё это делает путь "Окислили глюкозу - Получили много энергии - Запасли её в АТФ - Разрушили АТФ, когда надо - Быстро получили немного энергии, дозировано и адресно" намного более предпочтительным, чем попытки утилизации энергии из глюкозы напрямую. Это - лучшая стратегия из возможных.

А ещё есть АТФ-зависимый механизм сигнализации "энергии много/мало, клетка не устала/устала". Если много АТФ расщеплено, то начинается торможение: клетка "понимает", что дело идёт к истощению и переходит в режим отдыха и накопления новых блоков АТФ. Расщепляя глюкозу, конечно.

Самый эффективный способ извлечения энергии из глюкозы - это её полное окисление. Процесс идёт до углекислого газа и воды и требует участия кислорода. Без кислорода схема гликолиза очень неэффективна. Такой даст в 18 раз меньше АТФ относительно одной молекулы глюкозы. Соответственно, можем не дышать? Можем, но очень недолго. Клетки в авральном режиме будут штамповать эту АТФ, но расход будет выше дохода. Дебет с кредитом не сойдутся (вопрос нескольких минут), и клетка в условиях нехватки энергии перестанет функционировать. Погибнет.

Для справки: мировой рекорд без дыхания - 29 минут. Это был какой-то эпически крутой ныряльщик, который ещё и считерствовал малость: перед задержкой дыхания он дышал чистым кислородом, чтобы насытить им кровь, насколько возможно. С другой стороны, рекорд есть рекорд. Попробуйте тоже подышать кислородом, а потом 29 минут не дышать, ага... Большинству людей удаётся обойтись без вдоха от нескольких секунд до пары минут максимум.

Есть у Вселенной определённая ирония в этом вопросе. Если кто не знает, кислород - не главный компонент воздуха. Его там всего-то 21%. А главный - азот, его 78% (и ещё 1% на всё остальное, мои дорогие любители математики). Воздух - это в первую очередь азот, да-с. Кислород по количеству там на втором месте. Но большинству живых существ нужен именно он, и именно такой, разбавленный. А вот вам ещё одна шуточка от мироздания: все помнят, что кислород получается на нашей планете при помощи фотосинтеза растений? Так вот, задача фотосинтеза - соорудить молекулу глюкозы из углекислого газа (CO2) и воды. Кислород там получается как побочный продукт этого процесса. И передовиком производства кислорода на Земле являются вовсе не леса нашей тайги или леса ихних тропиков, а, внезапно, цианобактерии и всякие микроскопические водоросли. Пруф (EN). От 50 до 80% кислорода делают нам именно они.

Итак, ответ на вопрос "Зачем/Почему" такой: мы дышим, чтобы доставить кислород в клетки, где он используется для производства АТФ. Теперь - вопрос "как?" Процесс можно разделить на три уровня: внешний (лёгочный), транспорт газов и внутренний (тканевой/клеточный). На первом уровне за счет сокращения диафрагмы и межреберных мышц объем грудной клетки увеличивается, и давление в легких падает ниже атмосферного. Это вдох. Воздух, содержащий около 21% кислорода, поступает в легкие. Далее в крошечных лёгочных пузырьках (альвеолах) кислород диффундирует в кровь, связываясь с гемоглобином эритроцитов. Одновременно углекислый газ (CO2) - продукт метаболизма - диффундирует из крови в альвеолы и удаляется с выдохом.

Этот альвеолярно-капиллярный барьер - это нечто потрясающее, на самом деле! Представьте себе, толщина этой мембраны - всего лишь от 0,2 до 0,5 мкм! Именно такая толщина слоя отделяет воздух, который мы вдохнули, от нашей крови. Для сравнения, толщина человеческого волоса около 80 мкм. Помните недавнюю эпидемию ковида? Этот вирус предпочитал многим клеткам организма именно эти, формирующие барьер. Представляете, какая сволочь? Бил чуть ли не по самому тонкому и беззащитному месту! Если с этими нежными клетками случается вирусная проблема - иммунитет настолько разъяряется, что может начаться тот самый печально известный "цитокиновый шторм". Хорошо, что от ковида быстро сделали несколько вакцин. Трудно даже примерно оценить, сколько жизней они спасли. Миллионы, без преувеличений.

Кислород, попав в кровь, связывается с гемоглобином и несётся эритроцитом к тканям. Там его транспорт выстроен в обратном порядке, от эритроцита к клетке. Далее начинается самое интересное для биохимика, процесс клеточного дыхания. В клетке происходит следующее: C6H12O6 (глюкоза) + 6 O2 (кислород) = 6 CO2 (углекислый газ) + 6 H2O (вода).

Ну, чего ты ругаешься по-химически? Нормально ж разговаривали!

Угу. Выделившаяся в ходе окисления энергия идёт на 30-32 штуки АТФ. Сперва в цитоплазме идёт гликолиз, расщепление глюкозы на пируват (остаток пировиноградной кислоты). Этот этап не требует кислорода, кстати. Дальше в матриксе митохондрии запускается цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Выглядит это примерно так:

Щуку ацетил лимонил,
Но нарцисса конь боялся,
Он над ним изолимонно
Альфа-кетоглутарался.

Сукцинился коэнзимом,
Янтарился фумарово,
Яблочек припас на зиму,
Обернулся щукой снова.

Того. Ну, или то же самое в виде простой картиночки.

Щука из стиха - ЩавелевоУКсусная кислотА, и так далее. Там ещё разных событий по мелочи (окислительное фосфорилирование). Вещества с кодовыми именами НАД*H и ФАД*H2 отдают электроны, те проходят по цепи переносчиков. Их энергия используется для "накачивания" протонов (H+) в межмембранное пространство. И обратный поток протонов через АТФ-синтазу приводит к синтезу основного количества АТФ (около 34 молекул из одной глюкозы). Тут-то и требуется кислород: он является конечным акцептором электронов и протонов, образуя воду: O2 + 4e(-) + 4H(+) = 2 H2O.

К слову, появление аэробного дыхания (около 2,5 млрд лет назад) стало феерической революцией жизни. Оно дало организмам на порядок больше энергии из того же количества пищи по сравнению с анаэробным брожением. Это позволило развиться сложным, многоклеточным, высокоактивным формам жизни, включая человека.

В общем, такие дела. Мы дышим затем и потому, что наши клетки нуждаются в постоянном притоке кислорода для эффективного производства АТФ, этого универсального источника энергии для жизни. Дыхание в традиционном разговорном смысле "вдох/выдох" - это внешнее проявление сложного биоэнергетического процесса, без которого существование сложных организмов невозможно.

Я - Злобный Биохимик. Ещё в Дзене присутствую)

Ага, вспомнила, наконец, что биохимик! А то какую-то ерунду пишешь...

Я и не забывала. Просто пишу о том, о чём хочется... Надеюсь, было интересно. За донаты - неизменное спасибо! Мне прямо душу согревает мысль, что кому-то настолько нравятся мои тексты, что он(а) не просто ставит плюсик, а заморачивается с донатом.

Читатель ТГ канала «Глубинная Книга Секретные Материалы» - N нам пишет. Вот цитата: «...В начале XX века физиологи из Германии, Франции и Японии опытным путём установили, что выспавшиеся животные, мгновенно засыпают опять, как только им перельют кровь собак, лишённых сна (явно что-то у них в крови). Спустя 100 лет, уже в наше время, был открыт Аденозин — продукт энергетических реакций в клетках организма. Он вызывает сонливость, процессы торможения в мозгу!».

Кот Учёный: Благодарю тебя N, ты просто супер! Очень классный, полезный текст!

Открытие Владимиром тайны комплекса А-ТФ, не как энэргии жизни, а Смерти, частично подтверждается этим материалом из цитаты! Аденозин заметьте, в материале показан как некий нейротоксин, как морфиноподобное вещество!

Заговор науки здесь налицо, или это полное непонимание проблемы. В прошлом биологи знали, что Аденозин совсем не часть энергии жизни, а чего-то совсем другого! А современные учёные, уже ничего не знают, и в их глазах нет сомнений!

Начало «Антимитохондриального проекта». Владимир Пятибрат с детства слышал, как вкусна и божественно важна энэргия жизни - АТФ! Детская идея использования этого Эликсира была проста, зачем что-то кушать, если можно выпить, кольнуть АТФ и всё! Это виделось очень важным, для спорта, для космоса, для обороны. Но сомнения в лживой митохондриальной доктрине, были слишком велики с начальных классов школы! Нефигасе! Учительница, на серьёзных щах сказала, что мол, митохондрии это бывшие бактерии, которые подружились со всеми живыми существами на планете. И мы теперь, живём с ними одной счастливой семьёй в наших теперь общих телах! Бывшие хищники микромира полюбили весь мир, и теперь, они кормят всех нас бесплатно!

Владимир Пятибрат, переживший сильнейший когнитивный диссонанс детства, решил подрасти, подучиться, разобраться в теме и вырвать из лап биологов - Главный Миф о Любви митохондрий ко всему живому. Чтоб потом рассказать людям свою правду об АТФ!

Представьте себе, вся мифология о добрых митохондриях альтруистках, так любящих жизнь, держится только на мифической силе, универсальной бесплатной энэргии, заключённой внутри АТФ! Вера людей держится на баснях, о том, что анаэробный гликолиз в цитоплазме клетки вообще неэффективен. Правдорубы доказывают нам, мол, просто посмотрите, не модный гликолиз, выделяет всего две молекулы АТФ, а красивые добрые митохондрии - целых 36 молекул АТФ. Да посмотрите, как же это божественно круто! И все люди на горе Сион, радуются этому счастью, они ликуют и танцуют! Даже Зевс - Тэлал весело играет на своей волосатой флейте.

Владимир, в конце 80-х годов, интересовался у качков в лаборатории Института Физкультуры в Краснодаре, как вам инъекции божественной АТФ? Спортсмены сказали Владимиру, мол, это «хрень какая-то, полная дичь, херабора». Этот ответ Владимир и желал получить. Позже, он спрашивал у женщин, мужчин, и детей - страдальцев в Онкоцентре, которым кололи АТФ. Мол, вас разрывает от Силы жизни, от АТФ, вы летаете от уколов, бегаете, вы излучаете свет?! Все рассказали почти одно и то же, что Владимир и так знал. Инъекции, давали эффект уникального, необычного отравления, люди от уколов сильно страдали, плакали... Но доктора, как заведённые, кололи людям АТФ, ведь официальная доктрина гласит – АТФ это Энергия жизни! Доктора убеждали, мол, вам скоро станет всем хорошо, надо с десяток ампул кольнуть и вот тогда, вы всё почувствуете и увидите! Вы все неучи, не понимаете, надо чтоб АТФ в клетку попала из крови, вот тогда будет эффект! Институтский бред, с биомантрами про митохи, сотрясал палату, а люди просто угасали от уколов! Но Владимир уже тогда понял, что эта ядовитая АТФ, даже просто не залезет через поры в оболочке клетки и в митохондрии тоже, просто не тот молекулярный размер! Эта ядовитая каракатица – молекула совсем не милая, а очень толстая.

Но Владимир всё же решил уколоться этой мифической хераборой. Эффект был предсказуем, всё тело стало ломать, плющить, это были сильные ощущения утраты, боли, слабости, мозги засыпали, проваливаясь в смертельный кошмар. Вот такая блин Энэргия Жизни!

Но вскоре Владимир подлечился, и дело дошло до пробы инфернального Аденозина. Один колдовской укол, и мозг Владимира забился в конвульсиях, как и всё тело. Было ощущение, будто твой компьютер гопники бьют ногами. Были потери мыслительных процессов, месево из образов, сбои, не мог даже говорить, слабость, сонливость, тяжко было и руку поднять. Общие ощущения не были похожи на что-то знакомое, это было новое измерение страданий.

Далее, были эксперименты с чистым Трифосфатом с городской биофабрики. Это, как потом оказалось, был просто эффективный «стиральный порошок» для митохондриальных «машин», который застирывает клетки до дыр. Оказалось, что Трифосфат тоже не Энергия Жизни. Он обезжиривает, разрывает оболочки клеток из жира, липидов, из полисахаридов и фосфолипидов! Вот такая вот Энергия Жизни! Из двух клеточных ядов - трифосфата и аденозина, ну никак не получить мифическую энергию двигающую цивилизацию людей! Вот так тяжело давалась Владимиру Пятибрату наука, про жизнь, смерть и безсмертие. Стать «повелителем жизни» на Земле, очень тяжело, даже «повелителем старости».

Поэтому, Пятибрату дальше было легче. Многотысячелетний морок, миф Митохондриона об АТФ Рухнул! Митохондрион, это смертельная Сила Пандоры, гасящая Прометев Огонь внутри наших душ, в ДНК.

Эксперименты Пятибрата по блокировке митохондрий, показали, что наша полуживая клетка - Источник Жизни, источник синтеза всего сущего. А паразитки митохондрии, захватившие клетки, редактируют наше ДНК, синтезируют лживые гормоны, лживые трансмиттеры для синапсов в нейронах! Так, митохи рисуют нам лживый мир в мозге, транслируют образы секса, преступлений, и прочего земного убожества.

Митохондрии, это центры распада, горения, гидролиза воды, синтеза водорода, перекиси, углекислоты... Это центры пожирания органелл, гибнущих клеток, в результате Апоптоза, который вызывают сами же митохондрии! Апоптоз, это не «самоубийство» клеток, это не «запрограммированная смерть», это убийство клетки - матриархальной группировкой митохондрий, прямо изнутри!

АТФ – это не Энергия Жизни, это Энергия Смерти!

Итак, для начала важно иметь представление об АТФ. Так что мы с этого и начнём...

Аденозинтрифосфат (АТФ) — энергонесущая молекула клеток всех живых организмов. Поставляет энергию для большинства биохимических реакций, происходящих в клетках. Расщепление этой молекулы ведет к большому выделению энергии, которая используется везде, начиная от синтеза белка (для соединения аминокислот нужна энергия), заканчивая мышечной работой.

Наши клетки генерируют АТФ посредством одной из трех энергосистем: фосфагенной, гликолитической или окислительной.
1. Фосфагенная система ресинтезирует АТФ благодаря креатинфосфату (КФ). Как только АТФ заканчивается, его запас должен быть восстановлен из кислорода и питательных веществ, поступающих в организм с едой.
В течение коротких и интенсивных упражнений (занятия с отягощениями или бег на малые дистанции) работающие мышцы исчерпывают весь доступный им кислород. С этого момента к работе подключается КФ — для обеспечения организма энергией на короткий (несколько секунд) промежуток времени. Когда запасы АТФ истощены, КФ может помочь восстановить их. При этом любые интенсивные упражнения, длящиеся от 3 до 15 секунд, быстро истощают запасы АТФ и КФ в мышце, после чего последние должны быть восстановлены. Но это — работа других энергетических систем организма.
2. Гликолитическая система позволяет мышцам усвоить глюкозу путем расщепления либо пищевых углеводов (в процессе пищеварения), либо мышечного и печеночного гликогена — особой формы отложенных про запас углеводов. В процессе так называемого гликолиза гликоген расщепляется до глюкозы и, пройдя серию химических реакций, в итоге преобразуется в дополнительное количество АТФ.
Запасов гликогена в ваших мышцах может хватить примерно на две-три минуты коротких и интенсивных упражнений. Если организму хватает кислорода, то большая часть АТФ будет синтезирована из глюкозы. Если же кислорода нет или его запас сильно ограничен, мышцы выработают молочную кислоту — продукт распада глюкозы. Увеличение количества молочной кислоты в работающей мышце создает ощущение жжения и приводит к утомлению последней и остановке ее сокращения. Молочная кислота уйдет из мышц тогда, когда для восстановления запасов КФ и АТФ снова будет достаточно кислорода. Короткий период отдыха позволит организму доставить кислород к мышцам, после чего вы снова сможете тренироваться.
3. Третья энергетическая система — окислительная. Она позволяет поддерживать интенсивность аэробных упражнений и других занятий, требующих выносливости. Несмотря на то что эта система способна и самостоятельно обеспечить организм энергией во время выполнения упражнений на выносливость, в процессе в той или иной мере участвуют все три системы. Однако фосфагенная и гликолитическая больше задействованы при силовых тренировках.
Во время занятий спортом кислород не является прямым «поставщиком» энергии — он используется в качестве ингредиента для производства большого количества АТФ из других источников.
Окислительная система работает следующим образом: вы вдыхаете кислород, доставляемый кровью из легких. Сердце качает обогащенную им кровь к различным тканям, включая мышечные. Гемоглобин — железосодержащий белок крови — переносит кислород к клеткам, что делает возможным процесс накопления энергии. Миоглобин — еще один вид железосодержащего белка — доставляет кислород преимущественно к мышечным клеткам, внутри которых углеводы и жиры, проходя через серию энергетических реакций, превращаются в энергию.