Anaerobinen aineenvaihdunta

Anaerobinen aineenvaihdunta: perusperiaatteet ja vaikutukset eläviin organismeihin

Anaerobinen aineenvaihdunta on eräänlainen energia-aineenvaihdunta, jossa redox-reaktiojärjestelmän lopullinen elektronien vastaanottaja ei ole happi, vaan muut aineet. Tämä prosessi on erittäin tärkeä eläville organismeille, koska joissain olosuhteissa anaerobinen aineenvaihdunta voi olla ainoa energianlähde.

Anaerobisen aineenvaihdunnan perusperiaatteet

Anaerobinen aineenvaihdunta tapahtuu hapen puuttuessa tai puutteessa. Tässä tapauksessa aineet, kuten nitraatit, sulfaatit, karbonaatit, ferriitit ja muut, voivat toimia lopullisena elektronin vastaanottajana. Tällöin elektronit siirtyvät luovuttajamolekyyleistä vastaanottajiin, mihin liittyy energian vapautuminen.

Anaerobista aineenvaihduntaa tapahtuu erilaisissa olosuhteissa, esimerkiksi valtamerten syvyyksissä, maaperässä, eläinten ja kasvien sisällä. Anaerobisen aineenvaihdunnan prosessissa hapettumistuotteita, kuten nitriittejä tai metaania, voidaan käyttää energianlähteenä muille eliöille.

Merkitys eläville organismeille

Anaerobisella aineenvaihdunnalla on suuri merkitys eläville organismeille, koska se voi tarjota niiden energiantarpeen olosuhteissa, joissa happea on vähän tai ei ollenkaan. Esimerkiksi anaerobinen aineenvaihdunta on pääasiallinen energianlähde valtamerten syvyyksissä eläville bakteereille, joissa ei ole valoa ja happea. Anaerobisella aineenvaihdunnalla on tärkeä rooli myös maaperässä, missä se auttaa palauttamaan ravinteita ja ylläpitämään luonnon monimuotoisuutta.

Lisäksi anaerobista aineenvaihduntaa käytetään teollisesti erilaisten tuotteiden, kuten oluen, viinin, juuston ja hiivan, valmistukseen. Lääketieteessä anaerobista aineenvaihduntaa käytetään anaerobisten bakteerien aiheuttamien infektioiden diagnosointiin ja hoitoon.

Johtopäätös

Siten anaerobinen aineenvaihdunta on tärkeä prosessi eläville organismeille ja sillä on suuri merkitys sekä luonnossa että teollisuudessa ja lääketieteessä. Anaerobisen aineenvaihdunnan perusperiaatteiden ymmärtäminen antaa meille mahdollisuuden ymmärtää paremmin elävien järjestelmien toimintaa ja käyttää sitä tieteen ja tekniikan eri aloilla.

Anaerobinen aineenvaihdunta

Anaerobinen aineenvaihdunta tai hengityshengitys on metabolisen hengityksen muoto, jossa happea ei käytetä kehossa. Energian käyttö anaerobisessa aineenvaihdunnassa voi johtaa merkittävien biomassamäärien kerääntymiseen, vaikka soluilla on riittävästi happea, esimerkiksi lääketieteessä ja teollisuudessa. Anaerobisesta hengityksestä on tullut erittäin suosittu astrobiologiassa, koska monilla muilla elävillä järjestelmillä ei ole happea. Tärkeitä anaerobista energiaa käyttäviä elimiä ovat lihakset, maksa, sydän ja haima. Bakteereissa prosessi käynnistyy myös, kun kalsiumkloridia lisätään kiinteästä kasvuvaiheesta poistuttaessa. Sitä vastoin orgaanisen aineen muodostuminen vaatii happea lopullisena energian vastaanottajana, ja tätä prosessia kutsutaan yleensä aerobiseksi aineenvaihdunnaksi; se on tyypillisempi korkeammille organismeille, kuten eläimille, kasveille ja bakteereille, erityisesti niille, jotka hajottavat orgaanista jätettä.

Melkein kaikki eukaryoottisolut erittävät glukoosi-6-fosfataasi-nimistä entsyymiä hajottamaan glukoosia maitohappoetiikaksi. Tämä entsyymi ei liity muihin erikoistuneisiin rakenteisiin kuin bakteereihin. Prokaryooteissa tämä pilkkoutuminen tapahtuu sitoutumalla,