Eukaryoten zijn cellen met kernen en andere organellen. Niet alle eukaryoten hebben zuurstof nodig om te overleven, maar de meeste doen dat wel. Eukaryoten gebruiken zuurstof om voedsel om te zetten in energie, wat een zeer efficiënte vorm van metabolisme is. Dit zijn aerobes of 'aerobische' (zuurstofconsumerende) eukaryote organismen. Er zijn ook eukaryote cellen die geen zuurstof nodig hebben in het energieproductieproces. Deze methode voor het produceren van energie is anaëroob.

Zuurstof voor energieproductie in eukaryoten

Cellen zetten voedingsstoffen om in energie die wordt gebruikt voor cellulaire activiteit. De reacties die betrokken zijn bij dit proces vereisen dat een cel grote voedingsstofmoleculen afbreekt in kleinere, wat energie als een product produceert. Voor het uitvoeren van deze functie heeft de cel een molecuul nodig dat een elektron kan accepteren van een donormolecuul geproduceerd in het afbraakproces. Omdat dit elektron wordt geaccepteerd door het zuurstofmolecuul, wordt energie vrijgegeven. Dit wordt aerobe cellulaire ademhaling genoemd.

Energieproductie zonder zuurstof

Sommige eukaryote cellen kunnen energie produceren in afwezigheid van zuurstof. Voorbeelden zijn menselijke skeletspiercellen en gisten. Menselijke skeletspieren kunnen slechts zeer kort overleven zonder zuurstof. Veel gisten kunnen onbeperkt overleven zonder zuurstof.

Anaërobe ademhaling versus fermentatie

Eukaryotische cellen maken meestal gebruik van een proces dat fermentatie wordt genoemd om de productie van energie zonder zuurstof mogelijk te maken. Fermentatie is een proces dat eigenlijk energie recycleert in plaats van produceert. Door deze recycling kan het metabolisme worden voortgezet in de aanwezigheid van voedingsstoffen, zelfs als er geen zuurstof beschikbaar is. Een kleine minderheid van eukaryotische organismen kan anaërobe ademhalingswegen gebruiken, die, net als aërobe ademhaling, een elektronentransportketen inhouden om energie te genereren. In tegenstelling tot aerobe ademhaling, gebruikt anaerobe ademhaling echter geen zuurstof als de uiteindelijke elektronenreceptor. Er wordt een ander molecuul gebruikt.

Gisten en zuurstofarme dierlijke spiercellen zijn voorbeelden van eukaryote cellen die fermentatie gebruiken om het metabolisme gaande te houden. Er zijn enkele eukaryote algen die in staat zijn energie van de zon in cellulaire energie om te zetten en ze kunnen leven in omgevingen die weinig of geen zuurstof hebben. Deze algen gebruiken voornamelijk het fermentatieproces, maar een paar gebruiken anaërobe ademhaling.

Facultatief tegenover verplichte anaëroben

Sommige eukaryotische cellen kunnen overleven met of zonder de aanwezigheid van zuurstof. Deze staan ​​bekend als facultatieve anaëroben. Voorbeelden van facultatieve anaerobe soorten zijn gisten en ongewervelde zeedieren, inclusief mosselen en schaaldieren. Facultatieve anaëroben kunnen overschakelen van het gebruik van zuurstof om energie te produceren tot anaërobe processen, afhankelijk van de beschikbaarheid van zuurstof. Geen eukaryote organismen vereisen de afwezigheid van zuurstof om te gedijen. Sommige prokaryotische (zonder organellen) bacteriën kunnen echter niet overleven in de aanwezigheid van zuurstof. Ze worden obligate anaerobes genoemd.