Аеробна против анаеробне респирације

Аеробик дисање, процес који користи кисеоник и анаеробно дисање, процес који не користе кисеоник, два су облика ћелијског дисања. Иако се неке ћелије могу укључити у само једну врсту дисања, већина ћелија користи обе врсте, зависно од потреба организма. Ћелијско дисање се дешава и изван макроорганизама, као хемијски процеси - на пример, у ферментацији. У принципу, дисање се користи за елиминацију отпадних производа и стварање енергије.

Упоредни графикон

Разлике - Сличности - Аеробна респирација насупрот Анаеробној Респирацијској табели

	Аеробик дисање	Анаеробна респирација
Дефиниција	Аеробно дисање користи кисеоник.	Анаеробно дисање је дисање без кисеоника; у процесу се користи респираторни транспортни ланац електрона, али не користи кисеоник као акцептори електрона.
Ћелије које га користе	Аеробно дисање се јавља у већини ћелија.	Анаеробно дисање се јавља углавном код прокариота
Количина ослобођене енергије	Висок (36-38 молекула АТП)	Доња (између 36-2 АТП молекула)
Фазе	Гликолиза, Кребсов циклус, транспортни ланац електрона	Гликолиза, Кребсов циклус, транспортни ланац електрона
Производи	Угљен диоксид, вода, АТП	Угљен-диксоид, редуциране врсте, АТП
Место реакција	Цитоплазма и митохондрија	Цитоплазма и митохондрија
Реатанти	глукоза, кисеоник	глукоза, акцептор електрона (не кисеоник)
сагоревање	комплетан	непотпун
Производња етанола или млечне киселине	Не производи етанол или млечну киселину	Производите етанол или млечну киселину

Садржај: Аеробиц вс Анаеробна Респирација

• 1 Аеробни и анаеробни процеси
  • 1.1 Ферментација
  • 1.2 Кребсов циклус
• 2 Аеробна и анаеробна вежба
• 3 Еволуција
• 4 Референце

Аеробни и анаеробни процеси

Аеробни процеси у ћелијском дисању могу се појавити само ако је присутан кисеоник. Када ћелији треба да се ослободи енергије, цитоплазма (супстанца између ћелијског језгра и њене мембране) и митохондрије (органели у цитоплазми који помажу у метаболичким процесима) покрећу хемијске размене које покрећу разградњу глукозе. Тај се шећер преноси путем крви и складишти у тијелу као брзи извор енергије. Распад глукозе у аденозин трифосфат (АТП) ослобађа угљен диоксид (ЦО2), нуспродукт који треба уклонити из тела. У биљкама, процес фотосинтезе који ослобађа енергију користи ЦО2 и ослобађа кисеоник као нуспродукт.

Анаеробни процеси не користе кисеоник, па производ пирувата - АТП је једна врста пирувата - остаје на месту да се разбије или катализује другим реакцијама, попут онога што се догађа у мишићном ткиву или ферментације. Млечна киселина, која се накупља у ћелијама мишића јер аеробни процеси не успевају да буду у току са захтевима за енергијом, нуспроизвод је анаеробног процеса. Таква анаеробна рашчлањивања дају додатну енергију, али накупљање млечне киселине смањује способност ћелије за даљу обраду отпада; у великој мери у, рецимо, људском телу, то доводи до умора и болова у мишићима. Ћелије се опорављају дисањем више кисеоника и циркулацијом крви, процесима који помажу да се однесе млечна киселина.

Следећи 13-минутни видео снимак говори о улози АТП-а у људском телу. Да бисте прешли на своје податке о анаеробном дисању, кликните овде (5:33); за аеробно дисање кликните овде (6:45).

Ферментација

Када се молекули шећера (превасходно глукозе, фруктозе и сахарозе) разграде у анаеробном дисању, пируват који стварају остаје у ћелији. Без кисеоника, пируват није у потпуности катализиран за ослобађање енергије. Уместо тога, ћелија користи спорији процес за уклањање водоничних носача, стварајући различите отпадне производе. Овај спорији процес назива се ферментација. Када се квас користи за анаеробну разградњу шећера, отпадни производи су алкохол и ЦО2. Уклањање ЦО2 оставља етанол, основа за алкохолна пића и гориво. Воће, слатке биљке (нпр. Шећерна трска) и житарице користе се за ферментацију, а квасац или бактерије су анаеробни прерађивачи. У печењу, ослобађање ЦО2 од ферментације је оно што узрокује пораст хлеба и других печених производа.

Кребсов циклус

Кребсов циклус је такође познат као циклус лимунске киселине и циклус трикарбоксилне киселине (ТЦА). Кребсов циклус је кључни процес производње енергије у већини вишећелијских организама. Најчешћи облик овог циклуса је глукоза као извор енергије.

Током процеса познатог као гликолиза, ћелија претвара глукозу, молекул 6-угљеника, у два молекула 3 угљеника звана пирувати. Ова два пирувата ослобађају електроне који се затим комбинују са молекулом званом НАД + и формирају НАДХ и два молекула аденосин трифосфата (АТП).

Ови молекули АТП су право „гориво“ за организам и претварају се у енергију док молекули пирувата и НАДХ улазе у митохондрије. Ту се молекули 3-угљеника разграђују на молекуле 2-угљеника који се називају ацетил-ЦоА и ЦО2. У сваком циклусу, Ацетил-ЦоА се разграђује и користи за обнову угљених ланаца, за ослобађање електрона и тако за генерисање више АТП-а. Овај циклус је сложенији од гликолизе, а такође може разградити масти и протеине због енергије.

Чим се расположиви молекули слободног шећера потроше, Кребсов циклус у мишићном ткиву може почети разграђивати молекуле масти и протеинских ланаца за подмиривање организма. Иако разбијање молекула масти може бити позитивна корист (мања тежина, нижи холестерол), ако се прекомерно превазиђе, може наштетити организму (телу је потребно мало масти за заштиту и хемијске процесе). Супротно томе, разбијање телесних протеина је често знак глади.

Аеробна и анаеробна вежба

Аеробно дисање је 19 пута ефикасније у ослобађању енергије од анаеробног дисања јер аеробни процеси извлаче већину енергије молекула глукозе у облику АТП-а, док анаеробни процеси остављају већину извора гена АТП у отпадним производима. Код људи аеробни процеси потичу поцинчавање деловања, док се анаеробни процеси користе за екстремне и сталне напоре.

Аеробне вежбе, попут трчања, бициклизма и скакања конопа, одличне су за сагоревање вишка шећера у телу, али за сагоревање масти аеробне вежбе морају да се раде 20 минута или више, што присиљава тело да користи анаеробно дисање. Међутим, кратки ратови вежбања, попут спринтања, ослањају се на анаеробне процесе за енергију јер су аеробни путеви спорији. Остале анаеробне вежбе, попут тренинга отпора или дизања утега, су одличне за изградњу мишићне масе, процес за који је потребан разбијање молекула масти за складиштење енергије у већим и обилнијим ћелијама које се налазе у мишићном ткиву.

Еволуција

Еволуција анаеробног дисања увелико претходи ономе аеробног дисања. Два фактора чине ово напредовање сигурношћу. Прво, Земља је имала много нижи ниво кисеоника када су се развили први једноћелијски организми, а већини еколошких ниша готово је потпуно недостајало кисеоника. Друго, анаеробно дисање производи само 2 АТП молекула по циклусу, довољно за једноћелијске потребе, али неадекватно за вишећелијске организме.

Аеробно дисање настало је само када су нивои кисеоника у ваздуху, води и земаљским површинама постали довољно обилни да се користе за процесе редукције оксидације. Не само да оксидација даје већи принос АТП-а, чак 36 АТП молекула по циклусу, већ се може одвијати и са ширим спектром редуктивних супстанци. То је значило да би организми могли да живе и расту и заузимају више ниша. Природна селекција би тако погодовала организмима који би могли да користе аеробно дисање и онима који то могу ефикасније да постану већи и да се брже прилагоде новом и променљивом окружењу.

Референце

• Википедија: Ћелијско дисање