Τα πλεονεκτήματα της αναερόβιας αναπνοής

Η διάσπαση των υδατανθράκων σε ενέργεια μπορεί να συμβεί από μια ποικιλία χημικών οδών. Μερικά από αυτά τα μονοπάτια είναι αερόβια και μερικά όχι. Ενώ τα μονοπάτια με βάση το οξυγόνο είναι η αναπνευστική μέθοδος επιλογής λόγω της μεγαλύτερης τους αποτελεσματικότητα, υπάρχουν πολλές περιπτώσεις στις οποίες η αναερόβια αναπνοή έχει μια χρήσιμη λειτουργία ή ακόμα και μια πλεονέκτημα.

Η αναπνοή, που δεν πρέπει να συγχέεται με την αναπνοή, είναι οποιαδήποτε διαδικασία με την οποία ένα κύτταρο απελευθερώνει ενέργεια από τους χημικούς δεσμούς σύνθετων μορίων, όπως η γλυκόζη. Υπάρχουν πολλές χημικές οδοί με τις οποίες συμβαίνει η αναπνοή. Μερικές από αυτές τις οδούς απαιτούν οξυγόνο και ονομάζονται αερόβια αναπνοή. Διαδρομές που δεν χρειάζονται οξυγόνο ονομάζονται αναερόβια αναπνοή.

Η αερόβια και η αναερόβια αναπνοή ξεκινούν με τη γλυκόλυση, το πρώτο στάδιο της διάσπασης της γλυκόζης. Αυτή η διαδικασία παράγει δύο μόρια ΑΤΡ, ένα σημαντικό μόριο φορέα ενέργειας. Η γλυκόλυση είναι μια αναερόβια διαδικασία και μπορεί στη συνέχεια να ακολουθηθεί από μια αερόβια ή αναερόβια διαδικασία.

Η αερόβια αναπνοή είναι η αναπνευστική οδός επιλογής για οργανισμούς που εξαρτώνται από οξυγόνο λόγω της μεγαλύτερης αποτελεσματικότητάς του. Ένα μόριο γλυκόζης μπορεί να μετατραπεί σε έως και 32 μόρια ΑΤΡ κατά την αερόβια αναπνοή, αλλά μόνο δύο μόρια ΑΤΡ ανά μόριο γλυκόζης αποκτώνται από την αναερόβια αναπνοή.

Η αναερόβια αναπνοή μπορεί επίσης να ακολουθήσει τη γλυκόλυση και παράγει δύο μόρια ΑΤΡ και παράγει γαλακτικό οξύ ως υποπροϊόν. Εάν το γαλακτικό οξύ συσσωρεύεται στον μυϊκό ιστό, μπορεί να προκαλέσει πόνο και κράμπες.

Το πυρουβικό οξύ είναι ένα υποπροϊόν της γλυκόλυσης. Η αναερόβια αναπνοή μπορεί να μεταβολίσει το πυρουβικό οξύ, και στη διαδικασία, να αναγεννήσει τα ένζυμα που είναι απαραίτητα για τη γλυκόλυση, διευκολύνοντας την περαιτέρω αερόβια αναπνοή.

Η αναερόβια αναπνοή είναι η πρώτη από όλες τις αναπνευστικές διαδικασίες. Πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, το ατμοσφαιρικό οξυγόνο έλειπε και τα πρώτα αναπνευστικά χημικά μονοπάτια ήταν αναερόβια. Αν και αυτό δεν είναι ακριβώς πλεονέκτημα, είναι σημαντική η αναερόβια αναπνοή.

Σε πολυκυτταρικούς οργανισμούς που απαιτούν οξυγόνο, όπως τα ανθρώπινα όντα, η αναερόβια αναπνοή μπορεί να λειτουργήσει ως εφεδρική όταν εξαντλείται το κυτταρικό οξυγόνο. Όταν τα μυϊκά κύτταρα καταναλώνουν οξυγόνο γρηγορότερα από ό, τι μπορεί να αναπληρωθεί, τα κύτταρα αρχίζουν να εκτελούν αναερόβια αναπνοή προκειμένου να διατηρήσουν τους μυς κινούμενους, κάτι που μπορεί να είναι σημαντικό σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.

Η αναερόβια αναπνοή είναι πιο γρήγορη από την αερόβια αναπνοή.

Ο αναερόβιος μεταβολισμός επιτρέπει στα μικρόβια να κατοικούν σε περιβάλλοντα χαμηλού οξυγόνου ή χωρίς οξυγόνο, γεγονός που τους επιτρέπει να εκμεταλλεύονται έναν κατά τα άλλα κενό χώρο. Η ζύμωση είναι μια διαδικασία χωρίς οξυγόνο και πολλά χρήσιμα μικρόβια, όπως η μαγιά, είναι αναερόβια. Τα αναερόβια είναι επίσης σημαντικοί αποσυνθέτες. Η ικανότητά τους να αποσυνθέτουν τα απόβλητα και να παράγουν καύσιμο αέριο ως υποπροϊόν μπορεί να αξιοποιηθεί για μια πηγή ανανεώσιμης ενέργειας.