التنفس الهوائي مقابل التنفس اللاهوائي
التنفس بشكل عام هو تكوين الطاقة على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) عن طريق حرق الطعام بالأكسجين ، ولكن هناك نوع آخر من التنفس يحدث في غياب الأكسجين يسمى التنفس اللاهوائي. هناك العديد من الاختلافات بين هذين النوعين الرئيسيين من التنفس بما في ذلك المسارات البيوكيميائية وكذلك حجم الطاقة المنتجة.
ما هو التنفس الهوائي؟
حسب التعريف ، التنفس الهوائي عبارة عن مجموعة من الأحداث التي تحدث داخل خلايا الكائنات الحية ، لإنتاج ATP عن طريق حرق الطعام في وجود الأكسجين. ATP هو أفضل شكل لتخزين الطاقة داخل الخلايا. بعد عملية التنفس الهوائية بأكملها ، يتشكل ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات. السكريات (الجلوكوز) والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية من بين ركائز الجهاز التنفسي التي تستهلك بكثرة في التنفس. تستخدم عملية التنفس الهوائية الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترون. تتضمن عملية التنفس بأكملها أربع خطوات رئيسية تُعرف باسم تحلل السكر ، ونزع الكربوكسيل المؤكسد من البيروفات ، ودورة حمض الستريك (دورة كريبس) ، والفسفرة المؤكسدة. بعد إجراء جميع العمليات ، سيكون هناك كمية صافية من 38 جزيء ATP يتم إنتاجها من جزيء جلوكوز واحد (C6H12O 6 ). ومع ذلك ، بسبب الأغشية المتسربة والجهود المبذولة في تحريك بعض الجزيئات أثناء العملية ، فإن صافي الإنتاج يحد من حوالي 30 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد. حجم هذا المسار هائل. هناك تريليونات من جزيئات ATP يتم إنتاجها من خلال التنفس الهوائي في كل عدد لا يحصى من الخلايا في الجسم ، وهناك حاجة إلى كمية هائلة من الأكسجين بينما يتم إنتاج نفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون.يتم الحفاظ على كل هذه المطالب والإنتاج من خلال التنفس الخارجي من الشهيق والزفير مع تسهيل الدورة الدموية لنقل كل من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون لأعلى ولأسفل.
ما هو التنفس اللاهوائي؟
التنفس مهم لاكتساب الطاقة ؛ ومع ذلك ، لا تحتوي جميع الأماكن في العالم على الأكسجين ، وهذا يتطلب من الكائنات الحية التكيف مع تقنيات مختلفة من أجل العيش في مثل هذه البيئات. التنفس اللاهوائي هو أحد هذه الطرق لاستخراج الطاقة من المواد العضوية باستخدام مواد كيميائية أخرى. مركبات الكبريتات أو النترات كمستقبل نهائي للإلكترون في العملية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مستقبلات الإلكترون النهائية هذه أقل كفاءة في إمكانات الاختزال ويمكنها فقط إنتاج بضع جزيئات من ATP لكل جزيء جلوكوز. عادةً ما تكون نفايات المنتجات عبارة عن كبريتيدات أو نيتريت أو ميثان وهذه روائح كريهة للإنسان ومعظم الحيوانات الأخرى. حمض اللاكتيك هو نفايات أخرى تتولد من خلال التنفس اللاهوائي.من المثير للاهتمام معرفة أن التنفس اللاهوائي يمكن أن يحدث في أجسام الإنسان أيضًا ، خاصةً عندما يكون هناك طلب كبير على الأكسجين لتشغيل حركات العضلات السريعة. في مثل هذه الحالات ، ينتج حمض اللاكتيك ، مما يسبب تقلصات العضلات. التنفس اللاهوائي مرادف للتخمير ، خاصة في مسار التحلل ، لكن الإيثانول وثاني أكسيد الكربون يتشكلان كمخلفات في عملية التخمير.
ما الفرق بين التنفس الهوائي و التنفس اللاهوائي؟
• يشارك الأكسجين في التنفس الهوائي ولكن ليس في التنفس اللاهوائي.
• كفاءة إنتاج الطاقة أعلى بكثير في التنفس الهوائي منها في التنفس اللاهوائي.
• التنفس الهوائي أكثر شيوعًا بين الكائنات الحية من التنفس اللاهوائي.
• تختلف منتجات النفايات وفقًا لنوع متقبل الإلكترون النهائي في التنفس اللاهوائي ، في حين أن ثاني أكسيد الكربون هو النفايات الرئيسية في التنفس الهوائي.
• التنفس الهوائي يساعد على الحفاظ على مستوى الأكسجين في الغلاف الجوي بينما يساعد التنفس اللاهوائي في الحفاظ على دورة الكربون ودورة النيتروجين وغيرها الكثير.
