التنفس الهوائية واللاهوائية هي أنواع من التنفس الخلوي ، وهي العملية التي تستخدم فيها الخلايا الحية الإلكترونات الحرة التي تنتج خلال عملية الأيض الخلوي العادي لإنتاج ATP ، أو الأدينوساين ثلاثي الفوسفات ، المركب الكيميائي الذي تستخدمه الخلايا للحصول على الطاقة. يختلف التنفس الهوائي واللاهوائي في متطلبات الأكسجين ومقدار الطاقة التي ينتجها ، وكذلك الكائنات التي يتم استخدامها في أغلب الأحيان في ولماذا.
أكسجين
يمكن أن يحدث التنفس الهوائي فقط في وجود الأكسجين ، في حين أن التنفس اللاهوائي لا يتطلب أو يستخدم الأكسجين في إنتاج الطاقة. في التنفس الهوائي ، يتم تمرير جزيئات الجلوكوز من خلال سلسلة التفاعل الكيميائي التي تنتج ATP ، وثاني أكسيد الكربون والماء وينتهي بالأكسجين بقبول الإلكترونات الحرة التي تم توليدها. في المقابل ، التنفس اللاهوائي هو التنفس الخلوي الذي يحدث باستخدام جزيئات أخرى كمستقبل الإلكترون المطلق لأن الأكسجين غير موجود.
إنتاج الطاقة
يستخدم كل من التنفس الهوائي واللاهوائي مسارات تفاعل سلسلة النقل الإلكتروني في إنتاج الطاقة. ومع ذلك ، فإن التنفس الهوائي ينتج طاقة أكثر بكثير ، أو جزيئات ATP ، من التنفس اللاهوائي. لكل جزيء من الجلوكوز الذي يتم استقلابه في وجود الأكسجين عن طريق التنفس الهوائي ، يتم إنتاج 38 جزيء ATP. على النقيض من ذلك ، لا ينتج التنفس اللاهوائي سوى جزيئين من الجزيء ATP عن طريق فصل جزيء جلوكوز إلى جزيئين حمض البيروفيك في عملية تعرف باسم تحلل السكر.
التنفس من المنتجات
تعتبر المنتجات الكيميائية الوحيدة الناتجة عن التنفس الهوائي - ثاني أكسيد الكربون والماء - بسيطة بالنسبة للجسم البشري للتعامل معها. ومع ذلك ، التنفس اللاهوائي الذي يحدث في خلايا العضلات خلال أوقات النشاط البدني الشديد للغاية يسبب جزيئات الجلوكوز لتتحلل إلى ATP وحمض اللبنيك. يسبب تراكم حامض اللاكتيك في العضلات إحساس حارق وهو مسؤول عن التشنجات التي قد تحصل عليها أثناء التمرين.
الكائنات الحية
إن الكائنات الحية التي تعتمد في المقام الأول على التنفس اللاهوائي لاحتياجاتها من الطاقة ، مثل البكتيريا ، تميل إلى العيش في محيط غير نازجي أو موائل حيث تتوفر كمية ضئيلة من الأكسجين لاستخدامها في إنتاج الطاقة. بما أن الغلاف الجوي للأرض غني بالأكسجين ، يقترح بعض العلماء أن هذا هو السبب في أن الكائنات الهوائية أكثر مرونة من الميكروبات لتتحول إلى كائنات عالية المستوى.
