مزايا التنفس اللاهوائي

يمكن أن يحدث تكسير الكربوهيدرات إلى طاقة من خلال مجموعة متنوعة من المسارات الكيميائية. بعض هذه المسارات هوائية والبعض الآخر ليس كذلك. في حين أن المسارات القائمة على الأكسجين هي الطريقة التنفسية المفضلة بسبب حجمها الأكبر الكفاءة ، هناك العديد من الحالات التي يكون فيها للتنفس اللاهوائي وظيفة مفيدة ، أو حتى أفضلية.

التنفس ، لا ينبغي الخلط بينه وبين التنفس ، هو أي عملية تطلق بها الخلية الطاقة من الروابط الكيميائية للجزيئات المعقدة ، مثل الجلوكوز. هناك العديد من المسارات الكيميائية التي يتم من خلالها التنفس. تتطلب بعض هذه المسارات الأكسجين وتسمى التنفس الهوائي. تسمى المسارات التي لا تتطلب الأكسجين التنفس اللاهوائي.

يبدأ كل من التنفس الهوائي واللاهوائي بتحلل السكر ، وهي المرحلة الأولى في انهيار الجلوكوز. تولد هذه العملية جزيئين من ATP ، وهو جزيء ناقل رئيسي للطاقة. التحلل الجلدي هو عملية لا هوائية ويمكن بعد ذلك أن يتبعها عملية هوائية أو لا هوائية.

التنفس الهوائي هو المسار التنفسي المفضل للكائنات التي تعتمد على الأكسجين بسبب كفاءته الأكبر. يمكن تحويل جزيء واحد من الجلوكوز إلى ما يصل إلى 32 جزيءًا من ATP أثناء التنفس الهوائي ، ولكن يتم الحصول على جزيئين فقط من جزيء ATP لكل جزيء جلوكوز من التنفس اللاهوائي.

يمكن أن يتبع التنفس اللاهوائي أيضًا تحلل السكر ويولد جزيئين من ATP وينتج حمض اللاكتيك كمنتج ثانوي. إذا تراكم حمض اللاكتيك في الأنسجة العضلية ، فقد يسبب الألم والتشنج.

حمض البيروفيك هو منتج ثانوي لتحلل السكر. يمكن للتنفس اللاهوائي أن يستقلب حمض البيروفيك ، وفي هذه العملية ، يجدد الإنزيمات اللازمة لتحلل السكر ، مما يسهل التنفس الهوائي.

التنفس اللاهوائي هو أول عمليات التنفس ؛ منذ 3.5 مليار سنة ، كان الأكسجين في الغلاف الجوي غير موجود وكانت المسارات الكيميائية التنفسية الأولى لاهوائية. في حين أن هذه ليست ميزة على وجه التحديد ، فهي من أهمية التنفس اللاهوائي.

في الكائنات متعددة الخلايا التي تتطلب الأكسجين ، مثل البشر ، يمكن أن يعمل التنفس اللاهوائي كنسخة احتياطية عند استنفاد الأكسجين الخلوي. عندما تستهلك خلايا العضلات الأكسجين بشكل أسرع مما يمكن تجديده ، تبدأ الخلايا في إجراء التنفس اللاهوائي من أجل الحفاظ على حركة العضلات ، وهو أمر يمكن أن يكون مهمًا في حالة الطوارئ.

التنفس اللاهوائي أسرع من التنفس الهوائي.

يسمح التمثيل الغذائي اللاهوائي للميكروبات بالعيش في بيئات منخفضة الأكسجين أو خالية من الأكسجين مما يسمح لها باستغلال موطن فارغ. التخمير عملية خالية من الأكسجين والعديد من الميكروبات المفيدة ، مثل الخميرة ، هي كائنات لاهوائية. اللاهوائية هي أيضًا مُحلِّلات مهمة. يمكن تسخير قدرتها على تحلل النفايات وإنتاج غاز قابل للاحتراق كمنتج ثانوي كمصدر للطاقة المتجددة.