แอโรบิกกับอะไร ไม่ใช้ออกซิเจนในชีววิทยา?

ร่างกายของคุณประกอบด้วยเซลล์หลายสิบล้านล้านเซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์ต้องการเชื้อเพลิงเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้องและทำให้คุณมีสุขภาพแข็งแรง คุณเติมพลังงานให้ร่างกายโดยรับอากาศ น้ำ และอาหาร แต่อาหารที่คุณกินไม่สามารถนำไปใช้สร้างพลังงานให้กับเซลล์ได้ในทันที แต่หลังจากที่อาหารของคุณถูกย่อยแล้ว วิตามินและสารอาหารอื่นๆ ในนั้นได้กระจายไปยังเซลล์ของคุณแล้ว จะต้องดำเนินการอีกขั้นตอนหนึ่งเพื่อเปลี่ยนสารอาหารให้เป็นพลังงานของเซลล์ กระบวนการนี้เรียกว่าการหายใจระดับเซลล์ (เรียกสั้นๆ ว่าการหายใจ): เมื่อผู้คนพูดถึงแนวคิดเรื่องแอโรบิกกับแอโรบิกใน ชีววิทยา พวกเขามักจะหมายถึงการหายใจของเซลล์สองประเภทที่แตกต่างกัน – และเซลล์ที่มีความสามารถของแต่ละประเภท การหายใจ

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง เซลล์จะเปลี่ยนสารอาหารให้เป็นเชื้อเพลิงที่เรียกว่าอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ผ่านกระบวนการหายใจระดับเซลล์ กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยไกลโคซิส ซึ่งจะสลายกลูโคสเป็นเอทีพี แต่การมีออกซิเจนจะเพิ่มปริมาณเอทีพีที่เซลล์สามารถผลิตได้โดยมีต้นทุนในการทำลายเซลล์เล็กน้อย การที่เซลล์ใช้การหายใจแบบแอโรบิกกับการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะขึ้นอยู่กับว่าออกซิเจนมีหรือไม่ การหายใจแบบใช้ออกซิเจนใช้ออกซิเจน ในขณะที่การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนไม่ใช้

เซลล์ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการพลังงานในการทำงาน ไม่ว่าจะเป็นการปกป้องร่างกายจากอันตราย from แบคทีเรีย สลายอาหารในกระเพาะ หรือทำให้สมองจำและใช้ข้อมูลได้ อย่างมีประสิทธิภาพ พลังงานเซลลูลาร์ถูกขนส่งภายในบรรจุภัณฑ์ของอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เกิดจากกลูโคส (น้ำตาล) Adenosine triphosphate หรือที่เรียกว่า ATP ทำหน้าที่เหมือนชุดแบตเตอรี่สำหรับเซลล์ภายในสิ่งมีชีวิต บรรจุภัณฑ์ของเอทีพีสามารถพกพาไปรอบ ๆ ร่างกายและใช้เพื่อขับเคลื่อนการทำงานของเซลล์ และเมื่อโมเลกุลเอทีพีถูกสร้างขึ้นและใช้งานแล้ว ก็สามารถ "ชาร์จ" ใหม่ได้ค่อนข้างง่าย แต่เอทีพีใช้ความพยายามในการสร้าง ในการสร้างมัน เซลล์จะต้องผ่านกระบวนการหายใจของเซลล์

เซลล์ทั้งหมดต้องผ่านการหายใจระดับเซลล์จึงจะสามารถทำงานได้ การหายใจระดับเซลล์ที่ง่ายที่สุดคือกระบวนการที่เซลล์ใช้ในการสลายสารอาหารและน้ำตาลที่มันมีอยู่ – สารอาหารและ น้ำตาลที่ได้จากอาหารที่คุณกิน – เพื่อเปลี่ยนเป็นบรรจุภัณฑ์ของ ATP ที่สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานให้กับเซลล์ได้ งาน. แม้ว่าการหายใจจะเกิดขึ้นในสถานที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ เซลล์ทั้งหมดเริ่มกระบวนการหายใจด้วยไกลโคซิส ซึ่งเป็นปฏิกิริยาเคมีหลายชุดที่สลายกลูโคส สิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากไกลโคซิสจะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของเซลล์กับออกซิเจน และว่ามีออกซิเจนอยู่หรือไม่

ในทางชีววิทยา ออกซิเจนเป็นสิ่งแปลก สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ต้องการมันเพื่อความอยู่รอด และใช้มันเพื่อประมวลผลพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ในขณะเดียวกัน ออกซิเจนก็สามารถกัดกร่อนได้ ออกซิเจนในเซลล์มากเกินไปอาจทำให้เซลล์เสื่อมโทรมและแตกเป็นเสี่ยงในลักษณะเดียวกับที่อาจทำให้โลหะขึ้นสนิมได้ หากออกซิเจนไม่ได้ใช้จนหมดเร็วพอ ด้วยเหตุนี้ เซลล์จึงมักถูกจำแนกเป็นแอโรบและไม่ใช้ออกซิเจน ไม่ว่าเซลล์จะเป็น aerobe หรือ anaerobe หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าเซลล์นั้นสามารถประมวลผลออกซิเจนได้หรือไม่ และด้วยเหตุนี้ เซลล์จะใช้การหายใจแบบใด ตัวอย่างเช่น เซลล์ที่มีชีววิทยาแบบไม่ใช้ออกซิเจน จะใช้การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน ในขณะที่เซลล์ที่มีชีววิทยาแบบแอโรบิกจะใช้การหายใจแบบแอโรบิกที่เสริมออกซิเจน การหายใจจำนวนมากจะเกิดขึ้นหลังจากไกลโคซิสเริ่มต้น และมีความโดดเด่นว่ามีการใช้ออกซิเจนเพื่อทำให้ผลิตภัณฑ์ของไกลโคซิสแตกตัวออกไปอีกหรือไม่

หลังจากเกิดไกลโคซิส กลูโคสในเซลล์จะแตกตัวเป็นผลพลอยได้ทางเคมีจำนวนหนึ่ง สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์ในขณะที่บางอย่างไม่มีประโยชน์ ในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน เอทานอลหรือกรดแลคติคจะถูกนำมาใช้เพื่อประมวลผลผลพลอยได้เหล่านี้ออกเป็นสองส่วน โมเลกุลของ ATP และผลิตภัณฑ์ที่ไม่มีประโยชน์บางอย่าง – แต่ในการหายใจแบบใช้ออกซิเจน ออกซิเจนถูกใช้สำหรับการประมวลผล แทน. ด้วยเหตุนี้ ผลพลอยได้ที่เกิดจากไกลโคซิสสามารถแตกตัวออกไปได้อีก ซึ่งนำไปสู่การสร้างโมเลกุล ATP สี่ตัว ทำให้การหายใจแบบใช้ออกซิเจนมีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่อาจนำไปสู่ความเสี่ยงที่เซลล์จะสลายตัวอันเป็นผลมาจากการสะสมของออกซิเจน อย่างไรก็ตามในท้ายที่สุด ATP ก็ถูกสร้างขึ้นมาเสมอ