Anaerobe dissimilatie
Er is een tijd geweest dat er in de aardse atmosfeer geen zuurstof aanwezig was. Miljarden jaren leefden er op aarde bacteriën voor wie zuurstof zelfs dodelijk was. Zuurstof zou pas in de atmosfeer verschijnen nadat de fotosynthese was ontstaan. Toen er eenmaal zuurstof was, ontstonden er bacteriën met stofwisselingssystemen die de zuurstof gingen benutten om meer energie uit de organische stoffen te halen dan tot dan toe mogelijk was. Tot die tijd heersten de anaerobe bacteriën over het aardse leven. Ook nu nog leven er anaerobe organismen op zuurstofloze aardse plekken.
4 miljard jaar geleden zag de atmosfeer er wellicht zo uit. Er waren wel gassen zoals stikstof en zwaveldioxide maar geen zuurstof.
Reactie evenwicht en aflopende reacties
Veel chemische reacties in ons lichaam zijn evenwichtsreacties. Een belangrijke evenwichtsreactie is de reactie tussen water en koolstofdioxide, waarbij een waterstofcarbonaat ion en een waterstofion ontstaat. Als er echter teveel waterstofionen aanwezig zijn, wordt er vooral koolstofdioxide en water gevormd ofwel de reactie keert om.
Aflopende reacties en reactieketens
Bij de aerobe dissimilatie ontstaat voortdurend koolstofdioxide. Dat ademen wij uit. De elektronen worden opgenomen door zuurstof, dat ademen wij voortdurend in. Daardoor verloopt de reactieketen in zijn geheel als een aflopende reactie. Dat wil zeggen dat de reactie één kant op gaat. Bij de anaerobe dissimilatie worden de elektronen ook opgenomen, maar nu door organische verbindingen. Daardoor is de anaerobe dissimilatie ook aflopend.
Als echter, zowel bij aerobe dissimilatie als bij anaerobe dissimilatie de reactieproducten zich ophopen, stopt de dissimilatie. Vindt er dus geen afvoer plaats van koolstofdioxide, elektronen of andere producten van de anaerobe of aerobe dissimilatie, dan stopt de aflopende reactie en gaan evenwichtsreacties een rol spelen.
Anaerobe dissimilatie ofwel dissimilatie zonder zuurstof
In de modder van een sloot en in ons darmstelsel bevinden zich bacteriën die leven zonder zuurstof. Zij leven anaëroob. Toch kunnen ook zij ATP maken en hebben ook zij dissimilatie.Melkzuurgisting
De cellen van ons lichaam kunnen ook een tijdje zonder zuurstof. Ze gedragen zich in die tijd ongeveer hetzelfde als de anaerobe bacteriën. Een sporter die een te grote inspanning levert, verzuurt. Het gaat dan vooral om het ontstaan van melkzuur.
Het ontstaan van melkzuur bij een sporter is als volgt te verklaren.
Er kan alleen spierwerking plaatsvinden als er ATP is.
De ATP verandert in ADP en P en moet steeds gerecycled worden anders houdt de spierwerking op
De ATP kan alleen worden gevormd als er dissimilatie plaatsvindt van organische stoffen zoals glucose
Zonder zuurstof kan glucose in menselijke cellen niet verder worden gedissimileerd dan tot melkzuur
In melkzuur bevindt zich nog veel energie. De dissimilatie zonder zuurstof ofwel anaerobe dissimilatie is dus niet efficiënt. De reactievergelijking is:
Glucose + 2ADP + 2P —> Melkzuur + 2ATP + 2 Watermoleculen+ warmte
De omzetting van één glucosemolecuul levert maar 2 ATP-moleculen op.
Zou glucose geheel worden omgezet tot water en koolstofdioxide, dan zou dat 36 ATP opleveren, 18 x zoveel! Een sporter die anaëroob hetzelfde moet presteren als aeroob, moet dus 18 x zoveel glucose dissimileren!
Bij anaerobe dissimilatie wordt er een extra stap gezet om de NADH van zijn elektronen te ontdoen. Zo niet dan stopt het proces: file in de reactieketen.
De elektronen gaan onder zuurstofloze omstandigheden terug naar het pyrodruivenzuur, samen met de waterstofionen. Het pyrodruivenzuur wordt dan melkzuur (Lactaat. Dat gebeurt bij mensen) of ethanol (alcohol) plus koolstofdioxide (gebeurt bij bepaalde bacteriën).
Bij melkzuurgisting worden elektronen en waterstofionen opgenomen door pyrodruivenzuur. Er ontstaat melkzuur.Bij alcoholische gisting wordt eerst pyrodruivenzuur omgezet in aceetaldehyde. Daar ontstaat ook koolstofdioxide(decarboxylering) bij. De elektronen en waterstofionen worden opgenomen door aceetaldehyde. Er ontstaat dan ethanol (alcohol).
Het ethanol bevat nog veel energie. Vandaar dat er maar heel weinig ATP ontstaat bij deze vorm van dissimilatie. Deze vorm van dissimilatie heet alcoholische gisting.
