Je lichaam bestaat uit tientallen biljoenen cellen, die elk brandstof nodig hebben om goed te kunnen functioneren en je gezond te houden. Je voedt je lichaam door lucht, water en voedsel tot je te nemen, maar het voedsel dat je eet kan niet meteen worden gebruikt om je cellen van energie te voorzien. In plaats daarvan, nadat je voedsel is verteerd en de vitamines en andere voedingsstoffen erin naar je cellen zijn gedistribueerd, moet er nog een stap worden gezet om voedingsstoffen om te zetten in celkracht. Dit proces staat bekend als cellulaire ademhaling (afgekort ademhaling): wanneer mensen het idee van aëroob versus anaëroob bespreken in biologie, verwijzen ze vaak naar de twee verschillende soorten cellulaire ademhaling - en de cellen die in staat zijn tot elk type ademhaling.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Om goed te kunnen functioneren, transformeren cellen voedingsstoffen in een brandstof die bekend staat als adenosinetrifosfaat (ATP) door het proces van cellulaire ademhaling. Dit proces begint met glycose, die glucose afbreekt tot ATP, maar de aanwezigheid van zuurstof verhoogt de hoeveelheid ATP die een cel kan produceren ten koste van de cel enigszins te beschadigen. Of een cel aerobe versus anaerobe ademhaling gebruikt, hangt af van de beschikbaarheid van zuurstof; aërobe ademhaling gebruikt zuurstof, terwijl anaërobe ademhaling dat niet doet.
Werken bij ATP
De cellen in elk levend organisme hebben energie nodig om hun werk te doen, of dat nu het lichaam beschermt tegen schadelijke stoffen bacteriën, die voedsel in de maag afbreken of ervoor zorgen dat de hersenen informatie kunnen oproepen en gebruiken efficiënt. Cellulaire energie wordt vervoerd in verpakkingen van adenosinetrifosfaat, een molecuul gevormd uit glucose (suiker). Adenosinetrifosfaat, ook bekend als ATP, functioneert als batterijpakketten voor de cellen in een organisme; pakketjes ATP kunnen door het lichaam worden gedragen en worden gebruikt om de functies van een cel aan te drijven, en als ATP-moleculen eenmaal zijn gemaakt en gebruikt, kunnen ze vrij gemakkelijk worden 'opgeladen'. Maar ATP kost wat moeite om te creëren. Om het te maken, is een cel nodig om door het proces van cellulaire ademhaling te gaan.
Basisprincipes van celademhaling
Alle cellen moeten cellulaire ademhaling ondergaan om te kunnen functioneren. Op zijn eenvoudigst is cellulaire ademhaling het proces dat een cel nodig heeft om de voedingsstoffen en suikers die het vervoert af te breken – voedingsstoffen en suikers die worden geleverd door het voedsel dat je eet - om ze om te zetten in pakjes ATP die kunnen worden gebruikt om de cel van stroom te voorzien terwijl deze bezig is werk. Hoewel de ademhaling op verschillende locaties zal plaatsvinden, afhankelijk van het type cel, beginnen alle cellen het ademhalingsproces met glycose, een reeks chemische reacties die glucose afbreken. Wat er na glycose gebeurt, hangt af van de relatie van de cel met zuurstof en of er zuurstof aanwezig is.
Zuurstofgebruik en glycose
In de biologie is zuurstof een vreemd iets. De meeste organismen hebben het nodig om te overleven en gebruiken het om energie efficiënter te verwerken. Tegelijkertijd kan zuurstof echter corrosief zijn; op dezelfde manier dat het metaal kan laten roesten, kan te veel zuurstof in een cel ervoor zorgen dat de cel degradeert en uit elkaar valt als de zuurstof niet snel genoeg wordt opgebruikt. Om deze reden worden cellen vaak geclassificeerd als aeroben en anaëroben. Of een cel een aëroob of anaëroob is, hangt af van het feit of die cel al dan niet zuurstof kan verwerken - en als resultaat, welk type ademhaling die cel gebruikt. Een cel met anaërobe biologie zal bijvoorbeeld anaërobe ademhaling gebruiken, terwijl een cel met aerobe biologie de zuurstofversterkte aerobe ademhaling zal gebruiken. Het grootste deel van de ademhaling zal plaatsvinden nadat de glycose begint, en het wordt onderscheiden door het al dan niet gebruiken van zuurstof om de glycoseproducten verder af te breken.
Aërobe versus anaërobe ademhaling
Nadat glycose heeft plaatsgevonden, wordt glucose in een cel opgesplitst in een handvol chemische bijproducten. Sommige hiervan zijn nuttig, andere niet. Bij anaërobe ademhaling wordt vervolgens ethanol of melkzuur gebruikt om deze bijproducten in tweeën te verwerken moleculen van ATP en sommige minder bruikbare producten - maar bij aerobe ademhaling wordt zuurstof gebruikt voor verwerking in plaats daarvan. Als gevolg hiervan kunnen de bijproducten die door glycose worden geproduceerd, verder worden afgebroken, wat leidt tot de vorming van vier ATP-moleculen. Dit maakt aerobe ademhaling efficiënter, maar het kan leiden tot het risico van celafbraak als gevolg van zuurstofophoping. Uiteindelijk wordt echter altijd ATP geproduceerd.