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Anaerobe Atmung: Prozess, Effizienz und biologische Beispiele

Anaerobe Atmung erzeugt ATP ohne Sauerstoff als finalen Elektronenakzeptor. Sie ist weniger effizient als aerobe Atmung (2 vs. ~30–32 ATP/Glukose), aber essenziell in hypoxischen Umgebungen.

Glykolyse (Gemeinsamer erster Schritt)

Glukose → 2 Pyruvat + 2 ATP (netto) + 2 NADH. Findet im Zytoplasma statt.

Fermentationswege (Regenerieren NAD⁺)

Organismus/Gewebe	Schicksal des Pyruvats	Produkte	ATP-Ausbeute
Menschlicher Muskel (intensive Belastung)	Laktatdehydrogenase	Laktat + NAD⁺	2 ATP
Hefe (Saccharomyces)	Pyruvatdecarboxylase + Alkoholdehydrogenase	Ethanol + CO₂ + NAD⁺	2 ATP
Milchsäurebakterien	Laktatdehydrogenase	Laktat (+ andere Säuren)	2 ATP
Einige Bakterien (z. B. Clostridium)	Mixed acid / butyric / propionic Pfade	Verschiedene Säuren, Alkohole, Gase	2–3 ATP

Anaerobe Atmung (im strengen Sinne)

Nutzt alternative terminale Elektronenakzeptoren (Nitrat, Sulfat, Fumarat, CO₂) mit Elektronentransportketten → höhere ATP-Ausbeute als Fermentation. Von spezialisierten Prokaryoten durchgeführt.

Physiologische Relevanz

Muskelermüdung: Laktat/H⁺-Anhäufung → Azidose → beeinträchtigte Kontraktion.
Cori-Zyklus: Muskel-Laktat → Leber → Gluconeogenese → Glukose.
Darmmikrobiom: Anaerobe Fermentation produziert SCFAs (Butyrat), vital für Dickdarmgesundheit.

Erkrankungen der Atemwege

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