Die drei Phasen der anaeroben Atmung

Im Allgemeinen kann die Zellatmung in zwei Arten unterteilt werden: aerobe Atmung und anaerobe Atmung. Die Tiere, Pflanzen und menschlichen Körper, die wir häufig sehen, führen alle eine aerobe Atmung durch. Ohne den Sauerstoff ist es uns nicht möglich, das normale Funktionieren lebender Organismen zu gewährleisten. Der Fermentationsprozess, auf den wir uns normalerweise beziehen, ist anaerobe Atmung. Anaerobe Atmung bedeutet, dass Zellen auch ohne Sauerstoff einen normalen Atmungsstoffwechsel durchführen können. Daher wird sie auch als anaerobe Atmung bezeichnet.

Grundlegende Inhalte

Unter anaerober Atmung versteht man die unvollständige Oxidation organischer Stoffe durch biologische Zellen. An diesem Prozess sind keine Sauerstoffmoleküle beteiligt und die unvollständigen Oxidationsprodukte nach der Oxidation sind hauptsächlich Alkohol. Bei höheren Pflanzen wird die anaerobe Atmung oft als Gärung bezeichnet. An diesem Prozess ist kein molekularer Sauerstoff beteiligt. Wenn das unvollständige Oxidationsprodukt nach der Oxidation Alkohol ist, spricht man von alkoholischer Gärung; wenn es Milchsäure ist, spricht man von Milchsäuregärung. Im weiteren Sinne der „anaeroben Atmung“ werden diese beiden Konzepte jedoch meist nicht unterschieden.

Aerobe Atmung

Abhängig vom endgültigen Elektronenakzeptor kann die anaerobe Atmung in Nitratatmung, Sulfatatmung, Schwefelatmung, Karbonatatmung und Fumaratatmung unterteilt werden. Die typischste davon ist die Nitratatmung.

In der biologischen Oxidation oder im Energiestoffwechsel bezeichnet Fermentation eine Art ineffizienter Energieerzeugungsreaktion, bei der die durch Sauerstoffentzug des Substrats unter anaeroben Bedingungen erzeugte Reduktionskraft [H] direkt und ohne Übertragung durch Atmung auf einen endogenen oxidativen Zwischenstoffwechsel übertragen wird. Bei Mikroorganismen wird die anaerobe Atmung häufig als Fermentation bezeichnet. Damit ist die unvollständige Oxidation organischer Stoffe durch lebende Zellen gemeint.

Diagramm der anaeroben Atmung und Gärung

Unter hypoxischen Bedingungen können sie zur vorübergehenden Aufrechterhaltung ihrer Lebensaktivitäten nur eine anaerobe Atmung durchführen. Anaerobe Atmung schadet den Pflanzen auf lange Sicht, unter anderem weil organische Stoffe unvollständig oxidiert werden und dadurch weniger Energie entsteht. Dann wird aufgrund des Pasteur-Effekts die Glykolyserate beschleunigt, um die geringe ATP-Ausbeute auszugleichen. Dies wiederum führt zur Ansammlung unvollständiger Oxidationsprodukte, die für die Zellen toxisch sind. Darüber hinaus beschleunigt es auch den Zuckerkonsum, was zu einer Erschöpfung der Atemwege führen kann.

Mit Ausnahme von Rübenwurzeln, Kartoffelknollen, Maisendosperm und Karottenblättern ist das Produkt der anaeroben Atmung bei Pflanzen im Allgemeinen Alkohol.

Reaktiv

C6H12O6 + Enzym → 2C3H6O3 (Milchsäure) + kleine Menge Energie

C6H12O6 + Enzym → 2C2H5OH (Alkohol) + 2CO2 + kleine Menge Energie

Hauptmerkmale

Die anaerobe Atmung ist eine Form der Zellatmung.

Gemäß den verschiedenen Klassifizierungsmethoden der endgültigen Elektronenakzeptoren wird die Zellatmung in drei Typen unterteilt: Gärung, aerobe Atmung und anaerobe Atmung. Hefebrauen, homomilchsäuregärung und heteromilchsäuregärung fallen alle unter die Kategorie der Gärung und nicht der anaeroben Atmung. Einfach ausgedrückt ist eine Oxidation ohne Verwendung von Sauerstoff nicht unbedingt eine anaerobe Atmung. Im weiteren Sinne der „anaeroben Atmung“ werden diese beiden Konzepte jedoch üblicherweise nicht unterschieden.