Pemecahan karbohidrat menjadi energi dapat terjadi melalui berbagai jalur kimia. Beberapa jalur ini aerobik dan beberapa tidak. Sementara jalur berbasis oksigen adalah metode pernapasan pilihan karena lebih besar efisiensi, ada banyak contoh di mana respirasi anaerobik memiliki fungsi yang berguna, atau bahkan keuntungan.
Pernafasan
Respirasi, jangan bingung dengan pernapasan, adalah setiap proses di mana sel melepaskan energi dari ikatan kimia molekul kompleks, seperti glukosa. Ada banyak jalur kimia dimana respirasi terjadi. Beberapa jalur ini membutuhkan oksigen dan disebut respirasi aerobik. Jalur yang tidak memerlukan oksigen disebut respirasi anaerob.
Glikolisis
Respirasi aerobik dan anaerobik keduanya dimulai dengan glikolisis, tahap pertama dalam pemecahan glukosa. Proses ini menghasilkan dua molekul ATP, molekul pembawa energi utama. Glikolisis adalah proses anaerobik dan kemudian dapat diikuti oleh proses aerobik atau anaerobik.
Pernapasan aerobik
Respirasi aerobik adalah jalur pernapasan pilihan untuk organisme yang bergantung pada oksigen karena efisiensinya yang lebih besar. Satu molekul glukosa dapat diubah menjadi hingga 32 molekul ATP selama respirasi aerob, tetapi hanya dua molekul ATP per molekul glukosa yang diperoleh dari respirasi anaerob.
Respirasi Anaerob
Respirasi anaerobik juga dapat mengikuti glikolisis dan menghasilkan dua molekul ATP dan menghasilkan asam laktat sebagai produk sampingan. Jika asam laktat menumpuk di jaringan otot, dapat menyebabkan rasa sakit dan kram.
Membantu Respirasi Aerobik
Asam piruvat adalah produk sampingan dari glikolisis. Respirasi anaerobik dapat memetabolisme asam piruvat, dan dalam prosesnya, meregenerasi enzim yang diperlukan untuk glikolisis, memfasilitasi respirasi aerob lebih lanjut.
Asal Usul Kehidupan Anaerobik
Respirasi anaerob adalah yang pertama dari semua proses pernapasan; 3,5 miliar tahun yang lalu, oksigen di atmosfer kurang dan jalur kimia pernapasan pertama adalah anaerobik. Meskipun ini bukan keuntungan yang tepat, ini adalah pentingnya respirasi anaerobik.
Respirasi Anaerobik sebagai Mekanisme Gagal-Aman
Pada organisme multiseluler yang membutuhkan oksigen, seperti manusia, respirasi anaerobik dapat bertindak sebagai cadangan ketika oksigen seluler habis. Ketika sel-sel otot menggunakan oksigen lebih cepat daripada yang dapat diisi ulang, sel-sel mulai melakukan respirasi anaerob untuk menjaga otot tetap bergerak, yang dapat menjadi penting dalam situasi darurat.
Kecepatan
Respirasi anaerobik lebih cepat daripada respirasi aerob.
Rentang Habitat
Metabolisme anaerobik memungkinkan mikroba untuk menghuni lingkungan rendah oksigen atau bebas oksigen yang memungkinkan mereka untuk mengeksploitasi habitat yang kosong. Fermentasi adalah proses bebas oksigen dan banyak mikroba yang berguna, seperti ragi, adalah anaerob. Anaerob juga merupakan pengurai penting. Kemampuan mereka untuk menguraikan limbah dan menghasilkan gas yang mudah terbakar sebagai produk sampingan dapat dimanfaatkan untuk sumber energi terbarukan.