Umgangssprachlich bezieht sich Atmung auf den Atmungsprozess. In der wissenschaftlichen und medizinischen Terminologie ist die Atmung jedoch eine Reihe chemischer Reaktionen, die auf zellulärer Ebene ablaufen. Respiration ist in der Tat definiert als die Reaktion, durch die Nährstoffmoleküle wie Zucker in Produktmoleküle umgewandelt werden, die Energie freisetzen, die Organismen zur Aufrechterhaltung des Lebens verwenden. Es gibt drei verschiedene Arten der Atmung.
Aerobe Atmung
Menschen und die meisten anderen multizellulären Organismen verlassen sich hauptsächlich auf die aerobe Atmung, dh die Atmung, die in Gegenwart von Sauerstoff stattfindet. Während dieses zellulären Prozesses, erklären Sie Drs. Reginald Garrett und Charles Grisham, Zucker werden zuerst in das viel kleinere Molekül Pyruvat umgewandelt. Das Pyruvatmolekül reagiert dann mit einem Enzym unter Bildung von Acetyl-Co-A, das chemisch in Sauerstoff verbrannt wird, um Kohlendioxid und Wasser, die Abfallprodukte der aeroben Atmung, zu erzeugen. Ein anderes wichtiges Produkt der aeroben Atmung ist Adenosintriphosphat oder ATP, das ein chemisches Energiemolekül ist und von Zellen verwendet wird, um ihren Energiebedarf zu decken. ATP beispielsweise fördert jede Muskelkontraktion. Im Vergleich zu anderen Arten der Atmung ist die aerobe Atmung am effizientesten und liefert die meiste Energie.
Milchfermentation
Einige Organismen haben keinen Zugang zu Sauerstoff und andere Organismen leiden gelegentlich unter Sauerstoffmangel. Aus diesem Grund gibt es eine zweite Art von Atmung, die ohne Sauerstoff stattfinden kann, obwohl sie ein wenig weniger effizient ist als die aerobe Atmung. Die Milchsäuregärung beinhaltet die Umwandlung von Zuckermolekülen in Pyruvat, wonach kein weiteres chemisches Verbrennen der Nährstoffmoleküle stattfindet. Anmerkung Drs. Garrett und Grisham, der Energieertrag der Milchsäuregärung ist ungefähr fünfzehnmal weniger pro Zuckermolekül als der der aeroben Atmung. Menschen nutzen die anaerobe Atmung nur selten und für kurze Zeit, beispielsweise in den Beinmuskeln während der letzten Sprintmomente. Der Pyruvatabfall wird in Milchsäure umgewandelt, die keine zusätzliche Energie liefert, aber in den Beinen eines Sprinters zum Brennen führt.
Ethanolische Fermentation
Einige sehr kleine Organismen, wie bestimmte Bakterien, sind in der Lage, durch anaerobe Atmung - also eine Atmung ohne Sauerstoff - genügend Energie zu erzeugen, um ihren permanenten Energiebedarf zu decken. Hefe ist ein Beispiel für einen solchen Organismus. Sie verwenden eine Strategie, die ethanolische Fermentation genannt wird, die sehr ähnlich der Milchsäuregärung mit der Umwandlung von Zucker zu Pyruvat beginnt. Erklären Drs. Mary Campbell und Shawn Farrell in ihrem Buch "Biochemistry", jedoch ergeben sich an dieser Stelle Unterschiede. Während der ethanolischen Fermentation reagiert Pyruvat weiter und verliert ein Kohlenstoffatom. Der Kohlenstoff wird in Form des Moleküls Kohlendioxid freigesetzt und hinterlässt das Molekül Ethanol oder Alkohol trinken. Während die ethanolische Fermentation nicht sehr energieeffizient ist, produziert sie dennoch genügend Energie, um die Bedürfnisse der Hefe zu befriedigen.
