Aerobe vs. anaerobe Glykolyse
Glykolyse ist der erste Schritt der ATP-Bildung, die im Cytosol außerhalb der Mitochondrien stattfindet, wobei Glukose als Energiequelle verwendet wird. Es tritt sowohl in aeroben als auch in anaeroben Umgebungen auf und ist der einzige Weg, der in der Lage ist, ATP in Abwesenheit von Sauerstoff zu produzieren. Daher kann es in Organismen wie Prokaryoten, Zellen wie Erythrozyten und in hypoxischen Umgebungen wie schnell kontrahierendem Muskelgewebe oder ischämischem Gewebe ohne Mitochondrien gesehen werden. Der Prozess der Glykolyse kann in Abhängigkeit von der Sauerstoffverfügbarkeit der Umgebung, in der er stattfindet, in aerobe oder anaerobe Glykolyse unterteilt werden. Bei beiden Verfahren ist die Ausgangsquelle jedoch Glukose und das Endprodukt Pyruvat.
(Bildquelle: „Anaerobic vs. Aerobic Pathways“SparkNotes.com. SparkNotes LLC. n.d.. Web. 13. Sept. 2013.)
Aerobe Glykolyse
Aerobe Glykolyse ist der glykolytische Weg, der im Zytosol in Gegenwart von Sauerstoff stattfindet. Im Vergleich zur anaeroben Glykolyse ist dieser Weg viel effizienter und produziert mehr ATP pro Glukosemolekül. Bei der aeroben Glykolyse wird das Endprodukt Pyruvat zur Initiierung des Zitronensäurezyklus in die Mitochondrien übertragen. Daher sind die Endprodukte der aeroben Glykolyse 34 ATP-Moleküle, Wasser und Kohlendioxid.
Anaerobe Glykolyse
Anaerobe Glykolyse findet im Zytoplasma statt, wenn einer Zelle eine sauerstoffreiche Umgebung oder Mitochondrien fehlen. Dabei wird NADH im Zytosol durch Umwandlung von Pyruvat in Laktat zu NAD+ oxidiert. Anaerobe Glykolyse produziert (2 Laktat + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+) aus einem Glucosemolekül. Anders als bei der aeroben Glykolyse entsteht bei der anaeroben Glykolyse Laktat, das den pH-Wert senkt und die Enzyme inaktiviert.
Was ist der Unterschied zwischen aerober und anaerober Glykolyse?
• Aerobe Glykolyse tritt in sauerstoffreichen Umgebungen auf, während anaerobe Glykolyse in Umgebungen mit Sauerstoffmangel auftritt.
• Die aerobe Glykolyse ist effizienter als die anaerobe Glykolyse; daher produziert es eine größere Menge an ATP als die anaerobe Glykolyse.
• Aerobe Glykolyse tritt nur bei Eukaryoten auf, während anaerobe Glykolyse sowohl bei Prokaryoten als auch bei Eukaryoten auftritt.
• Im Gegensatz zur anaeroben Glykolyse wird das Endprodukt der aeroben Glykolyse (Pyruvat) verwendet, um andere Wege in den Mitochondrien zu initiieren.
• Die anaerobe Glykolyse produziert 2 ATPs pro Glucosemolekül, während die aerobe Glykolyse 36 bis 38 ATPs pro Glucosemolekül produziert.
• Das Endprodukt der anaeroben Glykolyse ist Laktat, das für die Zelle selbst schädlich sein kann, während das der aeroben Glykolyse Wasser und Kohlendioxid ist, die für die Zellen nicht schädlich sind.
• Anders als bei der anaeroben Glykolyse werden NADH + H+ bei der aeroben Glykolyse in Gegenwart von Sauerstoff oxidativ phosphoryliert.
• Pyruvat wird während der anaeroben Glykolyse zu Laktat reduziert, während Pyruvat während der aeroben Glykolyse zu Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) oxidiert wird.
