Aeroobse ja anaeroobse rakuhingamise erinevus

Rakuline hingamine on rakkudes toimuv metaboolsete reaktsioonide seeria, mille käigus muundatakse toitained väikeseks energiamolekuliks, mida nimetatakse adenosiintrifosfaadiks (ATP)..

Aeroobne hingamine nõuab ATP energiamolekuli saamiseks hapnikku, kus anaeroobse hingamise käigus sünteesib ATP elektronide transpordiahela abil koos anorgaaniliste molekulidega, mis pole hapnik.

Anaeroobset hingamist nimetatakse tavaliselt kääritamiseks ja selles protsessis hapnikku ei kasutata. Fermenteerimist on kahte tüüpi, sealhulgas piimhappe kääritus või alkoholkäärimine.

Piimhappe kääritamine toimub mõnikord lihasrakkudes, kui lihasrakkudele puudub hapnikuvarustus. Treeningu ajal võite tunda põletustunnet ja see on tingitud piimhappe tootmisest.

Rakud saavad toidus talletatud energia, purustades ensüümi vahendatud reaktsioonide kaudu suhkru molekulid. Energiat saadakse tõhusamalt hapniku juuresolekul protsessi kaudu, mida nimetatakse aeroobseks hingamiseks. Kui suhkru molekulide lõhustamiseks pole hapnikku saadaval, suudavad mõned rakud energiat toota ka kääritamise või raku anaeroobse hingamise või anaeroobse glükolüüsi teel.

Teatud organismid ei vaja ATP-nimeliste energiamolekulide tootmiseks molekulaarset hapnikku. Need organismid kasutavad ATP-d metaboolse raja kaudu, mis hõlmab süsivesikute järjestikust muundamist osaliselt oksüdeeritud lõpp-produkti (deks).

Näiteks vabalt elavad (mitteparasiitsed) üherakulised seened, näiteks õllepärm (Saccharomyces cereviseae), on võimelised käärima mitmesuguseid disahhariide ja monosahhariide. Pärmi kääritamise või anaeroobse hingamise käigus purustatakse kõige rohkem suhkruid etanooli ja süsinikdioksiidi saamiseks.

Aeroobne hingamine seevastu sõltuvad peaaegu kõik eukarüootsed ja paljud prokarüootsed organismid elu säilitamiseks pidevalt hapniku molekulide pakkumisest. See on kataboolne reaktsioon, mille teoreetiline saagis 36-38 ATP molekuli glükoosi kohta rakuhingamise ajal.

Aeroobse hingamise käigus võetakse hapnik organismi ja seda kasutatakse elektronide terminaalse aktseptorina elektronide transpordiahelas. See ilmneb aeroobse reaktsiooni lõpus veemolekulina.

Krebsi tsüklis eemaldatakse süsinikdioksiid dekarboksüülimisreaktsioonide abil ning vaheühenditest eemaldatakse vesinikuaatomid ja viiakse hapnikusse. Lõpuks eraldub mitokondrites tekkiv süsinikdioksiid jäätmetena keskkonda.

Seetõttu lagunevad süsivesikud suhkruks ja seejärel ATP-ks. Aeroobse hingamise üldprotsessi näitab järgmine reaktsioon.
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O -> 6CO2 + 12H2O + energia