La respirazione aerobica e anaerobica sono tipi di respirazione cellulare, il processo mediante il quale le cellule viventi utilizzano gli elettroni liberi prodotti durante il normale metabolismo cellulare per produrre ATP, o trifosfato di adenosina, il composto chimico utilizzato dalle cellule per produrre energia. La respirazione aerobica e anaerobica differiscono nel loro fabbisogno di ossigeno e nella quantità di energia che producono, così come in quali organismi vengono utilizzati più spesso e perché.
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Ossigeno
La respirazione aerobica può avvenire solo in presenza di ossigeno, mentre la respirazione anaerobica non richiede o utilizza l'ossigeno nella sua produzione di energia. Nella respirazione aerobica, le molecole di glucosio passano attraverso una catena di reazione chimica che produce ATP, anidride carbonica e acqua e termina con l'ossigeno che accetta gli elettroni liberi che sono stati generati. Al contrario, la respirazione anaerobica è la respirazione cellulare che si verifica usando altre molecole come accettori di elettroni terminali poiché l'ossigeno non è presente.
Produzione di energia
Sia la respirazione aerobica che quella anaerobica utilizzano le vie di reazione a catena di trasporto degli elettroni nella produzione di energia. Tuttavia, la respirazione aerobica produce molta più energia, o molecole di ATP, rispetto alla respirazione anaerobica. Per ogni molecola di glucosio che viene metabolizzata in presenza di ossigeno mediante respirazione aerobica, vengono prodotte 38 molecole di ATP. Al contrario, la respirazione anaerobica produce solo due molecole di ATP dividendo una molecola di glucosio in due molecole di acido piruvico in un processo noto come glicolisi.
Sottoprodotti della respirazione
Gli unici sottoprodotti chimici prodotti dalla respirazione aerobica - anidride carbonica e acqua - sono semplici da affrontare per il corpo umano. Tuttavia, la respirazione anaerobica che si verifica nelle cellule muscolari durante i periodi di attività fisica estremamente intensa causa la rottura delle molecole di glucosio nell'ATP e nell'acido lattico. L'accumulo di acido lattico nei muscoli provoca una sensazione di bruciore ed è responsabile per i crampi che si possono ottenere durante l'esercizio.
Organismi
Gli organismi che dipendono principalmente dalla respirazione anaerobica per i loro bisogni energetici, come i batteri, tendono a vivere in ambienti anossici o habitat in cui è disponibile solo una piccola quantità di ossigeno da utilizzare nella produzione di energia. Poiché l'atmosfera terrestre è ricca di ossigeno, alcuni scienziati suggeriscono che questo è il motivo per cui gli organismi aerobici erano più resistenti dei microbi a evolversi in organismi di ordine superiore.
