Wat is anaërobe ademhaling?
In de biologie is anaërobe ademhaling het metabole proces waardoor cellen chemische energie produceren zonder zuurstof te gebruiken. Het is een soort cellulaire ademhaling, een essentieel onderdeel van het metabolisme en de bron van alle groei, reproductie en reparatie die in cellen plaatsvindt. Glycolyse, die suiker omzet in energiemoleculen, is het belangrijkste type anaërobe route die in de meeste organismen voorkomt. Anaëroob metabolisme vergemakkelijkt belangrijke chemische uitwisselingen tussen organismen en de omgeving, zoals de stikstofcyclus.
Alle levende organismen gebruiken energie om hun groei en voortplanting te stimuleren. Cellulaire ademhaling is een type cellulair metabolisme dat biochemische energie uit verschillende voedingschemicaliën extraheert en omzet in ATP, het universele energieoverdrachtsmolecuul. Anaërobe ademhaling is het soort cellulaire ademhaling dat voorkomt in cellen die geen zuurstofmoleculen gebruiken in hun metabolisme. Het primaire chemische pad van anaërobe ademhaling - afgezien van extreme metaal-innemende bacteriën - is glycolyse, die een molecuul van de eenvoudige suikerglucose verdeelt in twee moleculen pyruvinezuur, waarbij twee ATP-moleculen worden geproduceerd.
Aerobe ademhaling - met behulp van zuurstof - komt vaker voor dan anaërobe in de meeste hogere organismen, die efficiënt op zuurstof vertrouwen voor ademhaling. Het produceert veel meer ATP - 38 moleculen - dan glycolyse, wat slechts twee oplevert. In de vroegste perioden van de evolutie van het leven op aarde was er echter onvoldoende zuurstof in de atmosfeer om cellen te metaboliseren, dus vertrouwden ze op verschillende andere moleculen om anaëroob energie te produceren. Primitieve organismen, waaronder de oudste overlevende bacteriën en wezens die in hete bronnen en op de oceaanbodem leven, vertrouwen hierop nog steeds; veel van deze zullen sterven als ze worden blootgesteld aan zuurstof.
Mensen en andere dieren gebruiken zowel aërobe als anaërobe ademhaling. Dit laatste is belangrijk tijdens korte uitbarstingen van spieractiviteit, die beweging stimuleert met behulp van glycolyse en melkzuur produceert. Als dit zuur zich ophoopt, ontstaat spierpijn en kramp. Sommige gisten nemen een speciaal soort anaërobe ademhaling - gisting - op in hun metabolisme. Gisting verteert suikers en levert ethylalcohol en sommige gassen als bijproduct; dit is de reden waarom brood rijst, omdat biochemische processen in gist de chemische reacties in het deeg veranderen.
De elementaire uitwisselingen van stikstof, zwavel en koolstof op het aardoppervlak en in de atmosfeer worden gemodereerd door anaërobe ademhaling. Eiwitten en andere biologisch essentiële verbindingen bevatten bijvoorbeeld veel stikstof, die door bacterieel anaëroob metabolisme in de atmosfeer wordt vrijgegeven. Wanneer sommige bacteriën brandstoffen zonder zuurstof metaboliseren, geven ze ook methaangas af. Hoewel deze functie nuttig is in de microbiologie en de aardolie-industrie, is de overmatige productie van methaan een probleem omdat het evenveel broeikasgassen is als koolstofdioxide, gekoppeld aan klimaatverandering.