المحتوى
- تنفس
- تحلل
- التنفس الهوائي
- التنفس اللاهوائي
- مساعدة التنفس الهوائية
- أصول اللاهوائية للحياة
- التنفس اللاهوائي كآلية آمنة من الفشل
- سرعة
- مجموعة من الموائل
يمكن أن يحدث انهيار الكربوهيدرات في الطاقة عن طريق مجموعة متنوعة من المسارات الكيميائية. بعض هذه المسارات الهوائية والبعض الآخر لا. في حين أن المسارات المعتمدة على الأكسجين هي الطريقة التنفسية المفضلة بسبب كفاءتها الأكبر ، فهناك العديد من الحالات التي يكون فيها التنفس اللاهوائي وظيفة مفيدة ، أو حتى ميزة.
تنفس
التنفس ، الذي يجب عدم الخلط بينه وبين التنفس ، هو أي عملية تطلق بها الخلية الطاقة من الروابط الكيميائية للجزيئات المعقدة ، مثل الجلوكوز. هناك العديد من المسارات الكيميائية التي يحدث بها التنفس. بعض هذه المسارات تتطلب الأكسجين وتسمى التنفس الهوائية. تسمى المسارات التي لا تتطلب الأكسجين التنفس اللاهوائي.
تحلل
يبدأ التنفس الهوائي واللاهوائي بتحلل السكر ، وهي المرحلة الأولى من انهيار الجلوكوز. تولد هذه العملية جزيئين من ATP ، وهو جزيء حامل طاقة رئيسي. تحلل السكر هو عملية لاهوائية ويمكن بعد ذلك اتباعها في العملية الهوائية أو اللاهوائية.
التنفس الهوائي
التنفس الهوائي هو المسار التنفسي المفضل للكائنات التي تعتمد على الأكسجين بسبب كفاءتها الأكبر. يمكن تحويل جزيء واحد من الجلوكوز إلى 32 جزيء من ATP أثناء التنفس الهوائي ، ولكن يتم الحصول على جزيئين فقط من ATP لكل جزيء جلوكوز من التنفس اللاهوائي.
التنفس اللاهوائي
يمكن أن يتبع التنفس اللاهوائي أيضًا تحلل السكر ويولد جزيئين من ATP وينتج حمض اللاكتيك كمنتج ثانوي. إذا تراكم حمض اللبنيك في الأنسجة العضلية ، فقد يتسبب ذلك في الألم والتشنج.
مساعدة التنفس الهوائية
حمض البيروفيك هو نتيجة ثانوية لتحلل السكر. يمكن أن يتسبب التنفس اللاهوائي في استقلاب حمض البيروفيك ، وفي نفس الوقت يتم تجديد الإنزيمات الضرورية لتحلل السكر ، مما يسهل التنفس الهوائي.
أصول اللاهوائية للحياة
التنفس اللاهوائي هو أول العمليات التنفسية. منذ 3.5 مليار سنة ، كان الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي مفقودًا وكانت أول طرق التنفس الكيميائي في اللاهوائية. على الرغم من أن هذه ليست ميزة على وجه التحديد ، فإنها تشكل أهمية في التنفس اللاهوائي.
التنفس اللاهوائي كآلية آمنة من الفشل
في الكائنات متعددة الخلايا التي تتطلب الأكسجين ، مثل البشر ، يمكن أن يعمل التنفس اللاهوائي كنسخة احتياطية عند نفاد الأكسجين الخلوي. عندما تستخدم خلايا العضلات الأكسجين بشكل أسرع مما يمكن تجديده ، تبدأ الخلايا في أداء التنفس اللاهوائي من أجل الحفاظ على حركة العضلات ، والتي يمكن أن تكون مهمة في حالات الطوارئ.
سرعة
التنفس اللاهوائي هو أسرع من التنفس الهوائي.
مجموعة من الموائل
الأيض اللاهوائي يسمح للميكروبات أن تعيش في بيئات منخفضة الأكسجين أو خالية من الأكسجين مما يسمح لها باستغلال الموائل الخالية. التخمير عملية خالية من الأكسجين والعديد من الميكروبات المفيدة ، مثل الخميرة ، هي اللاهوائية. اللاهوائية هي أيضا التحلل مهم. يمكن تسخير قدرتها على تحلل النفايات وإنتاج الغاز القابل للاشتعال كمنتج ثانوي للحصول على مصدر للطاقة المتجددة.