Cellulaire ademhaling verwijst naar een proces waarbij cellen voedsel omzetten in energie. Fermentatie is een specifieke chemische reactie in de ademhalingscyclus. Het vindt plaats wanneer de cellen geen toegang hebben tot zuurstof, een aandoening die ook wel anaerobe ademhaling wordt genoemd. Het fermentatieproces genereert veel minder energie dan aërobe of zuurstofgebaseerde ademhaling.

Glycolyse en gisting

Glycolyse is de eerste stap in de ademhalingscyclus. Het komt voor in zowel aërobe als anaerobe ademhaling. Tijdens glycolyse worden glucosemoleculen afgebroken tot een stof die pyruvaat wordt genoemd. Als zuurstof beschikbaar is, wordt het pyruvaat verder afgebroken en doorloopt nog veel meer chemische reacties om een ​​grote hoeveelheid energie te genereren. Als er geen zuurstof beschikbaar is, doorloopt het pyruvaat het proces van fermentatie, dat samen met alcohol of melkzuur een kleine hoeveelheid energie genereert.

Fermentatie en energie

Volgens Chemistry for Biologists, fermentatie genereert slechts ongeveer 10 procent van de energie die wordt gegenereerd door aerobe ademhaling, voldoende om door te gaan met het uitvoeren van glycolyse. Zuurstof-gebaseerde organismen (zoals mensen) kunnen een zeer beperkte hoeveelheid tijd overleven op de minuscule hoeveelheid energie die wordt gegenereerd door fermentatie.

Fermentatie en planten

Fermentatie komt veel vaker voor in planten dan bij dieren. In planten is ethanol een gewenst bijproduct van fermentatie. Fabrikanten van alcoholische dranken hebben ingrediënten nodig om te fermenteren om het alcoholgehalte van de dranken te verkrijgen. Bier wordt bijvoorbeeld gemaakt van gefermenteerde graan.

Fermentatie en beweging

Als mensen sporten, gebruiken ze vaak sneller zuurstof dan het kan worden hersteld. Om deze reden zijn spiercellen in staat tot tijdelijke anaërobe ademhaling. Wanneer voldoende zuurstof niet beschikbaar is door inspanning, fermenteren spiercellen, produceren melkzuur. Melkzuur bouwt vervolgens de spieren op, veroorzaakt krampen, pijn en vermoeidheid.

Doel van aerobe ademhaling

Aërobe ademhaling drijft de meerderheid van organen en cellen bij de mens aan. Door de grote hoeveelheid opgewekte energie kunnen vitale spieren, zoals het hart en onvrijwillige ademhalingsspieren, blijven bewegen. Aërobe ademhaling is ook vereist voor hersenfuncties en voor de beweging van willekeurige spieren.