נשימה אירובית לעומת נשימה אנאירובית
נשימה היא בדרך כלל היווצרות אנרגיה בצורה של אדנוזין טריפוספט (ATP) על ידי שריפת מזון עם חמצן, אך קיים סוג נוסף של נשימה המתרחשת בהיעדר חמצן הנקרא נשימה אנאירובית. ישנם הבדלים רבים בין שני סוגי הנשימה העיקריים הללו, כולל המסלולים הביוכימיים וכן נפח האנרגיה המופקת.
מהי נשימה אירובית?
לפי ההגדרה, נשימה אירובית היא קבוצה של אירועים המתרחשים בתוך תאי האורגניזמים, לייצור ATP על ידי שריפת מזון בנוכחות חמצן. ATP היא הצורה הטובה ביותר לאחסון אנרגיה בתוך תאים. לאחר כל תהליך הנשימה האירובית, נוצר פחמן דו חמצני כתוצר פסולת. סוכרים (גלוקוז), חומצות אמינו וחומצות שומן הם בין מצעי הנשימה הנצרכים ביותר בנשימה. תהליך הנשימה האירובית משתמש בחמצן כמקבל האלקטרונים הסופי. כל תהליך הנשימה כולל ארבעה שלבים עיקריים הידועים כגליקוליזה, דקרבוקסילציה חמצונית של פירובט, מחזור חומצת לימון (מחזור קרבס) וזרחון חמצוני. לאחר התרחשות כל התהליכים, תהיה כמות נטו של 38 מולקולות ATP המופקות ממולקולת גלוקוז אחת (C6H12O 6). עם זאת, עקב ממברנות דולפות ומאמצים שהושקעו בהזזת מולקולות מסוימות במהלך התהליך, הייצור הנקי מגביל לסביבות 30 מולקולות ATP ממולקולת גלוקוז אחת. גודלו של המסלול הזה הוא עצום; יש טריליונים של מולקולות ATP המיוצרות באמצעות נשימה אירובית בכל המספר האין-ספור של תאים בגוף, ונדרשת כמות עצומה של חמצן בעוד אותה כמות של פחמן דו חמצני נוצרת.כל הדרישות והייצור הללו מתקיימים באמצעות נשימה חיצונית של שאיפה ונשיפה תוך הקלה על מערכת הדם להעביר חמצן ופחמן דו חמצני מעלה ומטה.
מהי נשימה אנאירובית?
הנשימה חשובה כדי לצבור אנרגיה; עם זאת, לא בכל המקומות בעולם יש חמצן, וזה דורש מהאורגניזמים להסתגל בטכניקות שונות כדי לחיות בסביבות כאלה. נשימה אנאירובית היא אחת מהשיטות להפקת אנרגיה מחומרים אורגניים באמצעות כימיקלים אחרים, כלומר. תרכובות סולפט או חנקה כמקבל האלקטרונים הסופי בתהליך. בנוסף, מקבלי האלקטרונים הסופיים הללו פחות יעילים בפוטנציאל ההפחתה שלהם ויכולים לייצר רק כמה מולקולות ATP לכל מולקולת גלוקוז. בדרך כלל, תוצרי הפסולת הם סולפידים, ניטריטים או מתאן ואלו ריחות לא נעימים לבני אדם ולרוב בעלי החיים האחרים. חומצה לקטית היא פסולת נוספת שנוצרת דרך הנשימה האנאירובית.מעניין לדעת שנשימה אנאירובית יכולה להתרחש גם בגוף האדם, במיוחד כאשר יש דרישה גבוהה לחמצן להפעלת תנועות שרירים מהירות. במקרים כאלה נוצרת חומצת חלב, וזה גורם להתכווצויות שרירים. נשימה אנאירובית היא שם נרדף לתסיסה, במיוחד במסלול הגליקוליטי, אך אתנול ופחמן דו חמצני נוצרים כתוצרי פסולת בתסיסה.
מה ההבדל בין נשימה אירובית לנשימה אנאירובית?
• חמצן מעורב בנשימה האירובית אבל לא בנשימה אנאירובית.
• יעילות מניב אנרגיה גבוהה בהרבה בנשימה אירובית מאשר בנשימה אנאירובית.
• בקרב אורגניזמים, נשימה אירובית שכיחה יותר מנשמה אנאירובית.
• תוצרי הפסולת שונים בהתאם לסוג מקבל האלקטרונים הסופי בנשימה אנאירובית, בעוד שפחמן דו חמצני הוא הפסולת העיקרית בנשימה אירובית.
• נשימה אירובית עוזרת לשמור על רמת החמצן האטמוספרי בעוד נשימה אנאירובית מסייעת לשמור על מחזור הפחמן, מחזור החנקן ועוד רבים אחרים.
