נשימה אירובית לעומת נשימה אנאירובית

נשימה היא בדרך כלל היווצרות של אנרגיה בצורה של אדנוזין טריפוספט (ATP) על ידי שריפת מזון עם חמצן, אך יש סוג אחר של נשימה שמתרחשת בהיעדר חמצן הנקרא נשימה אנאירובית. ישנם הבדלים רבים בין שני סוגי הנשימה העיקריים הללו, כולל המסלולים הביוכימיים כמו גם נפח האנרגיה המיוצר.

מהי נשימה אירובית?

על פי ההגדרה, הנשימה אירובית היא מערכת אירועים המתרחשת בתאי האורגניזמים, לייצור ATP על ידי שריפת מזון בנוכחות חמצן. ATP הוא הצורה הטובה ביותר לאחסון אנרגיה בתאים. לאחר כל התהליך של הנשימה אירובית, נוצר פחמן דו חמצני כמוצר פסולת. סוכרים (גלוקוזה), חומצות אמינו וחומצות שומן הן בין מצעי הנשימה הנאכלים ביותר בהנשמה. תהליך הנשימה אירובי משתמש בחמצן כמקבל האלקטרונים הסופי. כל תהליך הנשימה כולל ארבעה צעדים עיקריים הידועים כגליקוליזה, דיקרבוקסילציה חמצונית של פירובט, מחזור חומצות לימון (מחזור קרבס) וזרחן חמצוני. לאחר שכל התהליכים היו מבוצעים, תהיה כמות נטו של 38 מולקולות ATP המופקות ממולקולת גלוקוז אחת (C6H12O6). עם זאת, בגלל ממברנות דולפות ומאמצים שהושקעו בהעברת מולקולות במהלך התהליך, ייצור הרשת מגביל לכ- 30 מולקולות ATP ממולקולת גלוקוז אחת. גודל הנתיב הזה הוא עצום; ישנם טריליונים של מולקולות ATP המיוצרות דרך הנשימה אירובית בכל מספר האינספור של תאים בגוף, ונדרשת כמות עצומה של חמצן בזמן שמייצרת אותה כמות של פחמן דו חמצני. כל הדרישות וההפקות הללו מתקיימות באמצעות נשימה חיצונית של שאיפה ונשיפה בעזרת הקלה של מערכת הדם להובלת חמצן ופחמן דו חמצני למעלה ולמטה.

מהי נשימה אנאירובית?

נשימה חשובה כדי להשיג אנרגיה; עם זאת, לא לכל המקומות בעולם יש חמצן, וזה דורש מהאורגניזמים להסתגל בטכניקות שונות כדי לחיות בסביבות כאלה. נשימה אנאירובית היא שיטה כזו להפקת אנרגיה מחומרים אורגניים באמצעות כימיקלים אחרים, דהיינו. תרכובות סולפט או ניטראט כמקבל האלקטרונים הסופי בתהליך. בנוסף, מקבלי אלקטרונים סופניים אלו יעילים פחות בפוטנציאל הפחתה שלהם ויכולים רק לייצר כמה מולקולות ATP לכל מולקולת גלוקוז. בדרך כלל, מוצרי הפסולת הם סולפידים, ניטריטים או מתאן ואלו ריחות לא נעימים לבני אדם ולרוב בעלי החיים האחרים. חומצה לקטית היא פסולת נוספת הנוצרת דרך הנשימה האנאירובית. מעניין לדעת כי נשימה אנאירובית יכולה להתרחש גם בגופי אדם, במיוחד כאשר יש דרישה גבוהה של חמצן להפעלת תנועות שרירים מהירות. במקרים כאלה נוצרת חומצה לקטית וזה גורם להתכווצויות שרירים. נשימה אנאירובית היא שם נרדף לתסיסה, בעיקר במסלול הגליקוליטי, אך אתנול ופחמן דו חמצני נוצרים כמוצרי פסולת בתסיסה.