Anaerob

Unter anaerob versteht man Prozesse, die ohne Beteiligung von Sauerstoff ablaufen. Der Begriff kann auf eine Vielzahl natürlicher Phänomene angewendet werden, wird jedoch am häufigsten zur Beschreibung einer Art der Zellatmung verwendet, bei der Zellen keinen molekularen Sauerstoff verwenden, um Nährstoffe vollständig zu oxidieren.

Die Zellatmung ist ein Prozess, der Energie für die Zellaktivität bereitstellt. Grundsätzlich findet die Oxidation von Glukose statt, die die Hauptenergiequelle für Zellen darstellt. Typischerweise wird Glukose während des Prozesses der Zellatmung mithilfe von molekularem Sauerstoff vollständig zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert.

In manchen Fällen können Zellen jedoch molekularen Sauerstoff nicht nutzen, um Glukose vollständig zu oxidieren. Dies kann beispielsweise passieren, wenn in den Zellen Sauerstoffmangel herrscht. Unter solchen Bedingungen schalten Zellen auf anaerobe Atmung um.

Anaerobe Atmung ist der Prozess, bei dem Glukose ohne den Einsatz von molekularem Sauerstoff oxidiert wird. Durch diesen Prozess wird Glukose in einfachere Substanzen zerlegt, die von den Zellen zur Energiegewinnung genutzt werden können. Ein Beispiel für anaerobe Atmung ist die Fermentation.

Bei der Fermentation handelt es sich um einen Prozess, bei dem Glukose ohne Beteiligung von molekularem Sauerstoff in einfachere Stoffe zerlegt wird. Als Ergebnis dieses Prozesses entstehen verschiedene Produkte wie Milchsäure, Alkohol, Aceton und andere.

Die Fermentation ist ein wichtiger Prozess für das Leben vieler Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze. Beispielsweise nutzen Milchsäurebakterien die Fermentation, um Joghurt, Kefir und andere Milchprodukte herzustellen. Auch bei intensiver körperlicher Betätigung können Muskelzellen auf anaerobe Atmung umschalten, wenn molekularer Sauerstoff nicht in ausreichender Menge zugeführt werden kann.

Zusammenfassend werden mit dem Begriff anaerob Prozesse beschrieben, die ohne Beteiligung von molekularem Sauerstoff ablaufen. Die anaerobe Atmung, wie z. B. die Fermentation, ist ein wichtiger Prozess für das Leben vieler Organismen und ermöglicht es ihnen, unter Sauerstoffmangel Energie zu gewinnen.

Die anaerobe Atmung ist eine Form der Zellatmung, die ohne den Einsatz von molekularem Sauerstoff erfolgt. Diese Art der Atmung wird von einigen Mikroorganismen wie Bakterien und einigen Pilzen genutzt, die unter anaeroben Bedingungen leben, in denen kein Zugang zu Sauerstoff besteht.

Die anaerobe Atmung erfolgt durch das Vorhandensein spezieller Enzyme, die in der Lage sind, die in Nährstoffen wie Kohlenhydraten enthaltene Energie zu nutzen, um Energie in Form von ATP zu erzeugen. Dadurch wird die Bildung von Kohlendioxid und anderen Nebenprodukten verhindert, sodass diese Organismen in Abwesenheit von Sauerstoff überleben können.

Ein Beispiel für eine anaerobe Zelle ist das Bakterium Clostridium butyricum. Dieses Bakterium wird bei der Produktion von Milchsäure verwendet, die als Konservierungsmittel in Lebensmitteln verwendet wird. Darüber hinaus spielen anaerobe Bakterien eine wichtige Rolle in der menschlichen Verdauung, da sie beim Abbau kohlenhydrathaltiger Lebensmittel helfen.

Darüber hinaus kann die anaerobe Atmung zur Energiegewinnung in künstlichen Systemen genutzt werden. Einige Brennstoffzellen nutzen beispielsweise anaerobe Bakterien, um Kohlenhydrate in Strom umzuwandeln.

Insgesamt ist die anaerobe Atmung für das Leben auf der Erde von großer Bedeutung, da sie es einigen Organismen ermöglicht, auch unter extremen Bedingungen zu überleben.

Anaerobe Mikroorganismen und anaerobe Atmung Anaerobe Mikroorganismen sind solche, die in der Lage sind, anstelle von Sauerstoff als Energiequelle eine andere Komponente, meist eine Kohlenstoffkomponente, für ihre Atmung zu nutzen. Für Prozesse, die unter anaeroben Bedingungen ablaufen, ist es üblich, nicht nur das Wort „anaerob“ zu verwenden, sondern auch eine Beschreibung zu erstellen, in der die Nahrungsquelle als Substrat für den Atmungsprozess selbst angegeben wird – dies betont die Chemie und das grundlegende Merkmal von die Richtung von Stoffwechselreaktionen. Dementsprechend können wir mit vereinfachter Terminologie von „Atmung durch Substrat“ oder „Atmung von Substraten“ sprechen. Die Verrundung des Substrats erfolgt in einer anaeroben Dichotomie: An einem Ende findet der aerobe Abschluss des Stoffwechsels nach vollständiger Oxidation des Substrats statt, am anderen Ende eine anaerobe Di- oder Trichitomie, bei der eine weitere Zersetzung des Substrats in einfachere Stoffe möglich ist oder seine vollständige Oxidation unter Bildung von Glukose durch Energiefreisetzung. Das Endergebnis des metabolischen Abbaus eines Substrats hängt von der Art des Substrats ab. In reiner Form sind dies zwei Extreme, wenn das Substrat entweder ein separates Monosaccharid (Glukose, Glykogen, Maltasate, Milchsäure usw.) oder organische Säuren – Essigsäure oder Propionsäure – ist. Basierend auf der Tatsache, dass es Substrate gibt, und auch auf der Grundlage des Ohmschen Gesetzes, das besagt: „Die Stärke des elektrischen Stroms in einem Abschnitt des Stromkreises ist direkt proportional zur Potentialdifferenz“, die als Differenz zwischen ihnen gilt die Gleichgewichtswerte des Elektrodenpotentials der an Elektrodenreaktionen zur Oxidation von Substraten beteiligten Metalle. Das oxidative Äquivalent eines Substrats gilt als positiv, unabhängig von der chemischen Struktur des Substrats; es wird in herkömmlichen Einheiten gemessen – Milliaeres (Milligramm pro tausend Liter Luft). Das anabole Äquivalent gilt als negativ. Mikroorganismen, die organische Säuren als Nahrungs- und Energiequelle nutzen können, benötigen keinen molekularen Sauerstoff. Daher werden diese Mikroorganismen „aerob-anaerob“ genannt und ihre Anhäufung wird als „metabolisches Paradoxon“ bezeichnet. Solche Mikroorganismen besitzen keine anaerobe Atmung oder Atmung aus Kohlenhydraten, aber wenn man diesen Mikroorganismen die entsprechenden Kohlenhydrate (Zucker) gibt, wandeln sie diese in dieselben organischen Säuren um und die Mikroorganismen werden anaerob; im Gegenteil, wenn