Hiilihydraatit hajoavat energiaksi useilla kemiallisilla reiteillä. Jotkut näistä reiteistä ovat aerobisia ja jotkut eivät. Happipohjaiset reitit ovat hengitysmenetelmäksi valittu niiden suurempien takia tehokkuuden vuoksi on monia tapauksia, joissa anaerobisella hengityksellä on hyödyllinen tehtävä tai jopa etu.
Hengitys
Hengitys, jota ei pidä sekoittaa hengitykseen, on mikä tahansa prosessi, jolla solu vapauttaa energiaa monimutkaisten molekyylien, kuten glukoosin, kemiallisista sidoksista. Hengitystä tapahtuu monilla kemiallisilla reiteillä. Jotkut näistä reiteistä vaativat happea ja niitä kutsutaan aerobiseksi hengitykseksi. Polkuja, jotka eivät vaadi happea, kutsutaan anaerobiseksi hengitykseksi.
Glykolyysi
Aerobinen ja anaerobinen hengitys alkavat molemmat glykolyysistä, joka on ensimmäinen vaihe glukoosin hajoamisessa. Tämä prosessi tuottaa kaksi ATP-molekyyliä, tärkein energian kantajamolekyyli. Glykolyysi on anaerobinen prosessi, jota voidaan sitten seurata aerobisella tai anaerobisella prosessilla.
Aerobinen hengitys
Aerobinen hengitys on hengitysteiden valinta happiriippuvaisille organismeille sen suuremman tehokkuuden vuoksi. Yksi glukoosimolekyyli voidaan muuntaa jopa 32 ATP-molekyyliksi aerobisen hengityksen aikana, mutta vain kaksi ATP-molekyyliä glukoosimolekyyliä kohti saadaan anaerobisesta hengityksestä.
Anaerobinen hengitys
Anaerobinen hengitys voi myös seurata glykolyysiä ja tuottaa kaksi ATP-molekyyliä ja tuottaa maitohappoa sivutuotteena. Jos maitohappoa kertyy lihaskudokseen, se voi aiheuttaa kipua ja kouristuksia.
Aerobisen hengityksen avustaminen
Pyruviinihappo on glykolyysin sivutuote. Anaerobinen hengitys voi metaboloida pyruviinihapon, ja prosessissa regeneroida glykolyysin kannalta välttämättömiä entsyymejä, mikä helpottaa edelleen aerobista hengitystä.
Anaerobiset elämän alkuperät
Anaerobinen hengitys on ensimmäinen kaikista hengitysprosesseista; 3,5 miljardia vuotta sitten ilmakehän hapesta puuttui ja ensimmäiset hengitysteiden kemialliset reitit olivat anaerobisia. Vaikka tämä ei ole etu tarkalleen, se on anaerobisen hengityksen merkitys.
Anaerobinen hengitys vikaturvallisena mekanismina
Happea tarvitsevissa monisoluisissa organismeissa, kuten ihmisissä, anaerobinen hengitys voi toimia varmuuskopiona, kun solun happi on ehtynyt. Kun lihassolut kuluttavat happea nopeammin kuin sitä voidaan täydentää, solut alkavat suorittaa anaerobista hengitystä pitääkseen lihakset liikkeessä, mikä voi olla tärkeää hätätilanteessa.
Nopeus
Anaerobinen hengitys on nopeampi kuin aerobinen hengitys.
Elinympäristön alue
Anaerobisen aineenvaihdunnan avulla mikrobit voivat elää vähän happea tai happittomissa ympäristöissä, mikä antaa heille mahdollisuuden hyödyntää muuten tyhjää elinympäristöä. Fermentointi on hapeton prosessi, ja monet hyödylliset mikrobit, kuten hiiva, ovat anaerobeja. Anaerobit ovat myös tärkeitä hajottajia. Niiden kykyä hajottaa jätettä ja tuottaa palavaa kaasua sivutuotteena voidaan hyödyntää uusiutuvan energian lähteenä.