La scomposizione dei carboidrati in energia può avvenire attraverso una varietà di vie chimiche. Alcuni di questi percorsi sono aerobici e altri no. Mentre le vie a base di ossigeno sono il metodo respiratorio di scelta a causa della loro maggiore efficienza, ci sono molti casi in cui la respirazione anaerobica ha una funzione utile, o addirittura un vantaggio.
Respirazione
La respirazione, da non confondere con la respirazione, è qualsiasi processo mediante il quale una cellula rilascia energia dai legami chimici di molecole complesse, come il glucosio. Esistono molte vie chimiche attraverso le quali avviene la respirazione. Alcuni di questi percorsi richiedono ossigeno e sono chiamati respirazione aerobica. Le vie che non richiedono ossigeno sono chiamate respirazione anaerobica.
glicolisi
La respirazione aerobica e anaerobica iniziano entrambe con la glicolisi, il primo stadio nella scomposizione del glucosio. Questo processo genera due molecole di ATP, una delle principali molecole di trasporto di energia. La glicolisi è un processo anaerobico e può quindi essere seguito da un processo aerobico o anaerobico.
Respirazione aerobica
La respirazione aerobica è la via respiratoria di scelta per gli organismi dipendenti dall'ossigeno a causa della sua maggiore efficienza. Una molecola di glucosio può essere convertita in un massimo di 32 molecole di ATP durante la respirazione aerobica, ma dalla respirazione anaerobica si ottengono solo due molecole di ATP per molecola di glucosio.
Respirazione anaerobica
La respirazione anaerobica può anche seguire la glicolisi e genera due molecole di ATP e produce acido lattico come sottoprodotto. Se l'acido lattico si accumula nel tessuto muscolare, può causare dolore e crampi.
Aiutare la respirazione aerobica
L'acido piruvico è un sottoprodotto della glicolisi. La respirazione anaerobica può metabolizzare l'acido piruvico e, nel processo, rigenerare gli enzimi necessari per la glicolisi, facilitando l'ulteriore respirazione aerobica.
Origini anaerobiche della vita
La respirazione anaerobica è il primo di tutti i processi respiratori; 3,5 miliardi di anni fa mancava l'ossigeno atmosferico e le prime vie chimiche respiratorie erano anaerobiche. Anche se questo non è precisamente un vantaggio, è un'importanza della respirazione anaerobica.
La respirazione anaerobica come meccanismo di sicurezza
Negli organismi multicellulari che richiedono ossigeno, come gli esseri umani, la respirazione anaerobica può fungere da backup quando l'ossigeno cellulare è esaurito. Quando le cellule muscolari consumano ossigeno più velocemente di quanto possa essere reintegrato, le cellule iniziano a eseguire la respirazione anaerobica per mantenere i muscoli in movimento, il che può essere importante in una situazione di emergenza.
Velocità
La respirazione anaerobica è più rapida della respirazione aerobica.
Gamma di Habitat
Il metabolismo anaerobico consente ai microbi di abitare in ambienti poveri di ossigeno o privi di ossigeno, il che consente loro di sfruttare un habitat altrimenti vuoto. La fermentazione è un processo privo di ossigeno e molti microbi utili, come il lievito, sono anaerobi. Gli anaerobi sono anche importanti decompositori. La loro capacità di decomporre i rifiuti e produrre gas combustibile come sottoprodotto può essere sfruttata per una fonte di energia rinnovabile.
