מה זה אירובי לעומת אנאירובי בביולוגיה?

תוֹכֶן

• TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
• עובד עבור ATP
• יסודות הנשמה סלולרית
• שימוש בחמצן וגליקוזיס
• נשימה אירובית לעומת אנאירובית

גופך מורכב מעשרות טריליון תאים שכל אחד מהם זקוק לדלק כדי לתפקד כראוי ולשמור על בריאותך. אתה דלק את גופך על ידי הכנסת אוויר, מים ומזון - אך המזון שאתה אוכל אינו יכול להשתמש בו מייד בכוח לתאים שלך. במקום זאת, לאחר עיכול המזון שלך והוויטמינים וחומרים המזינים האחרים בו הופצו לתאים שלך, יש לנקוט צעד נוסף נוסף בכדי להמיר חומרים מזינים לכוח התא. תהליך זה מכונה נשימה תאית (נשימה לקצרה): כאשר אנשים דנים ברעיון של אירובי לעומת אנאירובי בביולוגיה, הם מתייחסים לרוב לשני סוגים שונים של נשימה תאית - והתאים המסוגלים לכל סוג של נשימה.

TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)

על מנת לתפקד כראוי, התאים הופכים חומרים מזינים לדלק המכונה אדנוזין טריפוספט (ATP) בתהליך הנשימה התאית. תהליך זה מתחיל בגליקוזיס, המפרק את הגלוקוזה ל- ATP, אך נוכחות החמצן מגדילה את כמות ה- ATP שתא יכול לייצר במחיר של מעט נזק לתא. האם תא משתמש בנשימה אירובית לעומת אנאירובית יהיה תלוי אם קיים חמצן; נשימה אירובית משתמשת בחמצן ואילו הנשימה האנאירובית אינה עושה זאת.

עובד עבור ATP

התאים באורגניזם חי כלשהו דורשים אנרגיה כדי לבצע את עבודתם, בין אם זה מגן על הגוף מפני חיידקים מזיקים, פירוק המזון בבטן או מוודא שהמוח יוכל לזכור ולהשתמש במידע ביעילות. אנרגיה סלולרית מועברת בתוך חבילות של אדנוזין טריפוספט, מולקולה הנוצרת מגלוקוז (סוכר). אדנוזין טריפוספט, הידוע גם בשם ATP, מתפקד כמו חבילות סוללה לתאים בתוך אורגניזם; ניתן לשאת חבילות של ATP סביב הגוף ולהשתמש בהן בכוח לתאים מתפקד, וברגע שנוצרות ומשמשות מולקולות ATP, ניתן "לטעון" אותן די בקלות. אבל ATP לוקח קצת מאמץ ליצור. לשם כך, תא נדרש לעבור את תהליך הנשימה התאית.

יסודות הנשמה סלולרית

על כל התאים לעבור נשימה תאית על מנת לתפקד. בזמן הנשימה הפשוטה ביותר, הנשימה הסלולרית היא התהליך אותו לוקח תא לפירוק החומרים המזינים והסוכרים שהוא נושא - חומרים מזינים וסוכרים המסופקים על ידי המזון שאתה אוכל - על מנת להפוך אותם לחבילות ATP שניתן להשתמש בהן בכוח לתא כ זה עובד על עבודתו. בעוד הנשימה תתרחש במקומות שונים, תלוי בסוג התא, כל התאים מתחילים בתהליך הנשימה באמצעות גליקוזיס, סדרה של תגובות כימיות המפרקות את הגלוקוזה. מה שקורה לאחר הגליקוזה יהיה תלוי ביחסי התאים עם חמצן, והאם קיים חמצן כלשהו.

שימוש בחמצן וגליקוזיס

בביולוגיה חמצן זה דבר מוזר. רוב האורגניזמים זקוקים לו בכדי לשרוד, ומשתמשים בו כדי לעבד אנרגיה ביעילות רבה יותר. עם זאת, במקביל, חמצן יכול להיות מאכל; באותה דרך שהיא יכולה לגרום למתכת להחליד, יותר מדי חמצן בתא יכול לגרום לתא להתפרק ולהתפרק אם החמצן לא יצליח להיות מספיק מהיר. מסיבה זו, תאים מסווגים לרוב כאירובים ואנאירובים. האם התא הוא אירובי או אנאירובה תלוי אם התא הזה יכול לעבד חמצן או לא, וכתוצאה מכך, באיזה סוג נשימה התא משתמש. תא עם ביולוגיה אנאירובית, למשל, ישתמש בנשימה אנאירובית, ואילו תא עם ביולוגיה אירובית ישתמש בנשימה האירובית המשופרת חמצן. עיקר הנשימה יתרחש לאחר תחילת הגליקוזיס, ומובחן אם משתמשים בחמצן כדי לשבור את תוצרי הגליקוזה או לא.

נשימה אירובית לעומת אנאירובית

לאחר התרחשות הגליקוזה, הגלוקוז בתא מתחלק לחופן של תוצרי לוואי כימיים. חלקם מועילים ואילו אחרים אינם. בהנשמה אנאירובית משתמשים אז באתנול או בחומצה לקטית לעיבוד תוצרי לוואי אלו לשתי מולקולות של ATP ולכמה מוצרים פחות מועילים - אך בהנשמה אירובית, חמצן משמש לעיבוד במקום. כתוצאה מכך, ניתן לפרק עוד יותר את תוצרי הלוואי המיוצרים על ידי גליקוזיס, מה שמוביל ליצירת ארבע מולקולות ATP. זה מייעל את הנשימה האירובית, אך זה יכול להוביל לסיכון להתמוטטות הסלולר כתוצאה מהצטברות חמצן. בסופו של דבר, עם זאת, ATP מיוצר תמיד.