Angliavandeniai gali būti suskaidomi į energiją įvairiais cheminiais būdais. Kai kurie iš šių būdų yra aerobiniai, o kiti - ne. Deguonies pagrindu veikiantys keliai yra kvėpavimo būdas, nes jie yra didesni efektyvumas, yra daug atvejų, kai anaerobinis kvėpavimas atlieka naudingą funkciją ar net pranašumas.
Kvėpavimas
Kvėpavimas, kurio negalima painioti su kvėpavimu, yra bet koks procesas, kurio metu ląstelė išskiria energiją iš sudėtingų molekulių, tokių kaip gliukozė, cheminių ryšių. Yra daugybė cheminių būdų, kuriais vyksta kvėpavimas. Kai kuriems iš šių būdų reikia deguonies ir jie vadinami aerobiniu kvėpavimu. Keliai, kuriems nereikia deguonies, vadinami anaerobiniu kvėpavimu.
Glikolizė
Aerobinis ir anaerobinis kvėpavimas prasideda glikolize - pirmuoju gliukozės skaidymo etapu. Šis procesas generuoja dvi ATP, pagrindinės energijos nešiklio, molekules. Glikolizė yra anaerobinis procesas, vėliau gali būti atliekamas aerobinis arba anaerobinis procesas.
Aerobinis kvėpavimas
Aerobinis kvėpavimas yra pasirenkamas kvėpavimo kelias nuo deguonies priklausomiems organizmams dėl didesnio efektyvumo. Aerobinio kvėpavimo metu viena gliukozės molekulė gali būti paversta iki 32 ATP molekulių, tačiau iš anaerobinio kvėpavimo gaunamos tik dvi ATP molekulės vienoje gliukozės molekulėje.
Anaerobinis kvėpavimas
Anaerobinis kvėpavimas taip pat gali sekti glikolizę, generuoja dvi ATP molekules ir gamina pieno rūgštį kaip šalutinį produktą. Jei pieno rūgštis kaupiasi raumenų audinyje, tai gali sukelti skausmą ir mėšlungį.
Pagalba aerobiniam kvėpavimui
Piruvino rūgštis yra šalutinis glikolizės produktas. Anaerobinis kvėpavimas gali metabolizuoti piruvino rūgštį ir proceso metu regeneruoti fermentus, reikalingus glikolizei, palengvinantį tolesnį aerobinį kvėpavimą.
Anaerobinės gyvenimo ištakos
Anaerobinis kvėpavimas yra pirmasis iš visų kvėpavimo procesų; Prieš 3,5 milijardo metų trūko deguonies atmosferoje, o pirmieji kvėpavimo takų cheminiai keliai buvo anaerobiniai. Nors tai nėra pranašumas, tačiau tai yra anaerobinio kvėpavimo svarba.
Anaerobinis kvėpavimas kaip patikimas mechanizmas
Daugelio ląstelių organizmuose, kuriems reikalingas deguonis, pvz., Žmonėms, anaerobinis kvėpavimas gali būti atsarginis, kai išsenka deguonies kiekis. Kai raumenų ląstelės sunaudoja deguonį greičiau, nei jo galima papildyti, ląstelės pradeda atlikti anaerobinį kvėpavimą, kad raumenys judėtų, o tai gali būti svarbu esant kritinei situacijai.
Greitis
Anaerobinis kvėpavimas yra greitesnis nei aerobinis kvėpavimas.
Buveinės diapazonas
Anaerobinis metabolizmas leidžia mikrobams apsigyventi mažai deguonies turinčioje ar be deguonies aplinkoje, o tai leidžia išnaudoti kitaip tuščią buveinę. Fermentacija yra procesas be deguonies ir daugelis naudingų mikrobų, tokių kaip mielės, yra anaerobai. Anaerobai taip pat yra svarbūs skaidytojai. Jų gebėjimą skaidyti atliekas ir gaminti degias dujas kaip šalutinį produktą galima panaudoti atsinaujinančios energijos šaltiniu.