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Anaerobe Atmung: Organismen, Umgebungen und Stoffwechselwege

Anaerobe Atmung ist ein energieliefernder Prozess, der Elektronenakzeptoren außer Sauerstoff (O₂) verwendet. Sie tritt in Umgebungen auf, in denen Sauerstoff fehlt oder begrenzt ist.

Organismen, die anaerobe Atmung durchführen

Bakterien & Archaeen: Viele Prokaryoten sind obligate oder fakultative Anaerobier (z. B. Clostridium, Bacteroides, Methanogene, Sulfatreduzenten).
Eukaryoten: Einige Pilze (Hefen), parasitäre Protisten (Giardia, Trichomonas) und bestimmte Metazoen (z. B. parasitäre Würmer, einige Muscheln) können anaeroben Stoffwechsel durchführen.
Säugergewebe: Menschliche Muskelzellen nutzen vorübergehend anaerobe Glykolyse (Milchsäuregärung) bei intensiver Bewegung, wenn der O₂-Bedarf das Angebot übersteigt.

Häufige anaerobe Umgebungen

Tiefe Böden, Sedimente, Feuchtgebiete
Gastrointestinaltrakt von Tieren (Pansen, Kolon)
Mülldeponien, Abwasserbehandlungsanlagen
Tiefe aquatische Zonen (hypoxische/anoxische Gewässer)
Biofilme, Abszesse, nekrotisches Gewebe

Wichtige Stoffwechselwege

Weg	Elektronenakzeptor	Endprodukte	Beispielorganismen
Denitrifikation	Nitrat (NO₃⁻)	N₂, N₂O	Pseudomonas, Paracoccus
Sulfatreduktion	Sulfat (SO₄²⁻)	Wasserstoff sulfid (H₂S)	Desulfovibrio
Methanogenese	CO₂, Acetat	Methan (CH₄)	Methanogene Archaeen
Fumaratreduktion	Fumarat	Succinat	E. coli, parasitäre Helminthen
Milchsäuregärung	Pyruvat (intern)	Laktat	Menschlicher Muskel, Lactobacillus
Alkoholische Gärung	Acetaldehyd (intern)	Ethanol, CO₂	Hefe (Saccharomyces)

Energieausbeute

Anaerobe Atmung liefert weniger ATP pro Glukose als aerobe Atmung (die ~30–32 ATP liefert), aber mehr als Gärung allein. Die Effizienz hängt vom Redoxpotenzial des terminalen Elektronenakzeptors ab.

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