Расщепление углеводов на энергию может происходить различными химическими путями. Некоторые из этих путей являются аэробными, а некоторые - нет. В то время как кислородные пути являются предпочтительным респираторным методом из-за их большей эффективности, во многих случаях анаэробное дыхание выполняет полезную функцию или даже преимущество.
Дыхание
Дыхание, не путать с дыханием, - это любой процесс, при котором клетка высвобождает энергию из химических связей сложных молекул, таких как глюкоза. Есть много химических путей, посредством которых происходит дыхание. Некоторые из этих путей требуют кислорода и называются аэробным дыханием. Пути, не требующие кислорода, называются анаэробным дыханием.
Гликолиз
И аэробное, и анаэробное дыхание начинаются с гликолиза, первой стадии распада глюкозы. В результате этого процесса образуются две молекулы АТФ, молекулы основного энергоносителя. Гликолиз - это анаэробный процесс, за которым может следовать аэробный или анаэробный процесс.
Аэробного дыхания
Аэробное дыхание является предпочтительным респираторным путем для кислородзависимых организмов из-за его большей эффективности. Одна молекула глюкозы может быть преобразована в до 32 молекул АТФ во время аэробного дыхания, но только две молекулы АТФ на молекулу глюкозы получают в результате анаэробного дыхания.
Анаэробное дыхание
Анаэробное дыхание также может следовать за гликолизом и генерировать две молекулы АТФ и производить молочную кислоту в качестве побочного продукта. Если молочная кислота накапливается в мышечной ткани, это может вызвать боль и спазмы.
Помощь при аэробном дыхании
Пировиноградная кислота - побочный продукт гликолиза. Анаэробное дыхание может метаболизировать пировиноградную кислоту и в процессе регенерировать ферменты, необходимые для гликолиза, облегчая дальнейшее аэробное дыхание.
Анаэробное происхождение жизни
Анаэробное дыхание - это прежде всего дыхательные процессы; 3,5 миллиарда лет назад атмосферного кислорода не хватало, и первые дыхательные химические пути были анаэробными. Хотя это точно не является преимуществом, это важно для анаэробного дыхания.
Анаэробное дыхание как безотказный механизм
В многоклеточных организмах, которым необходим кислород, таких как люди, анаэробное дыхание может действовать как резервная копия, когда клеточный кислород истощается. Когда мышечные клетки потребляют кислород быстрее, чем он может быть восполнен, клетки начинают выполнять анаэробное дыхание, чтобы поддерживать мышцы в движении, что может быть важно в чрезвычайной ситуации.
Скорость
Анаэробное дыхание происходит быстрее, чем аэробное.
Диапазон среды обитания
Анаэробный метаболизм позволяет микробам населять среду с низким или бескислородным содержанием, что позволяет им использовать пустую среду обитания. Ферментация - это бескислородный процесс, и многие полезные микробы, такие как дрожжи, являются анаэробами. Анаэробы также являются важными разложителями. Их способность разлагать отходы и производить горючий газ в качестве побочного продукта можно использовать в качестве источника возобновляемой энергии.