Anaërobe ademhaling treedt op wanneer een organisme niet voldoende zuurstof kan verkrijgen om zijn energiebehoeften te behouden door aerobe ademhaling. Hier zijn de belangrijkste factoren die een organisme kunnen dwingen om over te schakelen naar anaërobe ademhaling:

1. Gebrek aan zuurstof: Dit is de meest voor de hand liggende reden. Wanneer de zuurstofniveaus laag zijn, kan het organisme ATP (energie) niet efficiënt produceren door aerobe ademhaling, die zuurstof vereist als de uiteindelijke elektronenacceptor.

2. Hoge energie -vraag: Zelfs met voldoende zuurstof kunnen sommige organismen hoge energievereisten ervaren die de capaciteit van aerobe ademhaling overschrijden. Dit kan optreden tijdens intense fysieke activiteit bij dieren, een snelle groei van bacteriën of andere situaties die een snelle energieproductie vereisen.

3. Giftige omgevingen: Bepaalde omgevingen kunnen stoffen bevatten die aerobe ademhaling remmen. Sommige bacteriën kunnen bijvoorbeeld gedijen in omgevingen met hoge concentraties waterstofsulfide, dat giftig is voor de enzymen die betrokken zijn bij aerobe ademhaling.

4. Specifieke metabole aanpassingen: Sommige organismen zijn van nature aangepast om anaërobe ademhaling uit te voeren, zelfs in aanwezigheid van zuurstof. Deze organismen, zoals sommige bacteriën en gist, gebruiken alternatieve elektronenacceptoren zoals sulfaten of nitraten om energie te produceren.

5. Omgevingsstress: Stressoren zoals extreme temperaturen, pH -fluctuaties of beperkingen van voedingsstoffen kunnen aerobe ademhalingsprocessen verstoren, waardoor organismen naar anaërobe routes worden geduwd.

Voorbeelden:

* spiercellen tijdens intense oefening: Wanneer spieren harder werken dan ze zuurstof kunnen verkrijgen, schakelen ze over naar melkzuurfermentatie, een vorm van anaërobe ademhaling.

* gist tijdens fermentatie: Gist gebruikt anaërobe ademhaling om ethanol en koolstofdioxide te produceren in afwezigheid van zuurstof, wat leidt tot de productie van alcoholische dranken en brood.

* bacteriën in stagnerend water: Bacteriën in zuurstofafgestelde omgevingen kunnen anaërobe ademhaling gebruiken met verschillende elektronenacceptoren, zoals nitraten, om te overleven.

Het is belangrijk op te merken dat anaërobe ademhaling vaak minder efficiënt is dan aerobe ademhaling, waardoor minder ATP per glucosemolecuul wordt geproduceerd. Hiermee kunnen organismen echter overleven in omgevingen waar zuurstof beperkt of niet beschikbaar is.