Что такое анаэробное дыхание?

В биологии анаэробное дыхание - это метаболический процесс, посредством которого клетки производят химическую энергию без использования кислорода. Это тип клеточного дыхания, неотъемлемая часть метаболизма и источник всего роста, размножения и восстановления в клетках. Гликолиз, который превращает сахар в энергетические молекулы, является основным типом анаэробного пути, обнаруживаемого в большинстве организмов. Анаэробный метаболизм облегчает важные химические обмены между организмами и окружающей средой, такие как азотный цикл.

Все живые организмы используют энергию для своего роста и размножения. Клеточное дыхание - это тип клеточного метаболизма, который извлекает биохимическую энергию из различных питательных веществ и превращает ее в АТФ, универсальную молекулу переноса энергии. Анаэробное дыхание - это клеточное дыхание, возникающее в клетках, которые не используют молекулы кислорода в своем метаболизме. Основным химическим путем анаэробного дыхания - помимо экстремально поглощающих металлы бактерий - является гликолиз, который разделяет молекулу простой сахара глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты, образуя при этом две молекулы АТФ.

Аэробное дыхание - с использованием кислорода - чаще встречается, чем анаэробное, у большинства высших организмов, которые эффективно используют кислород для дыхания. Он производит намного больше молекул АТФ - 38 - чем гликолиз, который дает только две. Однако в самые ранние периоды эволюции жизни на Земле в атмосфере было недостаточно кислорода для метаболизма клеток, поэтому они полагались на различные другие молекулы для получения энергии анаэробно. Примитивные организмы, в том числе древнейшие выживающие бактерии и существа, живущие в горячих источниках и на дне океана, все еще полагаются на это; многие из них умрут при воздействии кислорода.

Люди и другие животные используют как аэробное, так и анаэробное дыхание. Последнее важно во время коротких всплесков мышечной активности, которая стимулирует движение с помощью гликолиза и вырабатывает молочную кислоту. Если эта кислота накапливается, мышечные боли и спазмы. Некоторые дрожжи включают в свой метаболизм особый вид анаэробного дыхания - брожение. Ферментация переваривает сахара и дает этиловый спирт и некоторые газы в качестве побочного продукта; Именно поэтому хлеб растет, так как биохимические процессы в дрожжах меняют химические реакции в тесте.

Элементный обмен азота, серы и углерода на земной поверхности и в атмосфере замедляется анаэробным дыханием. Например, белки и другие биологически важные соединения содержат большое количество азота, который выделяется обратно в атмосферу в результате бактериального анаэробного метаболизма. Когда некоторые бактерии метаболизируют топливо без кислорода, они также выделяют газообразный метан. Хотя эта функция полезна в микробиологии и нефтяной промышленности, избыточное производство метана является проблемой, поскольку он является такой же парниковой газой, как и углекислый газ, связанный с изменением климата.