De bacteriën ademen door twee ademhalingsprocessen: aëroob en anaëroob, dit wordt door de meeste van deze eencellige organismen gebruikt vanwege hun vroege evolutie.
Sommige bacteriën helpen ons om te leven zoals die ons in staat stellen voedsel in ons spijsverteringsstelsel te verteren. Anderen, zoals degene die builenpest of tuberculose veroorzaakt, kunnen een persoon doden als ze niet op tijd gepaste medische behandeling krijgen.
De voorouders van moderne bacteriën verschenen ongeveer 4 miljard jaar geleden op aarde. Het waren de eerste levensvormen op aarde. Ze zijn zo klein dat een gram aarde gewoonlijk 40 miljoen bacteriën bevat. Een millimeter water kan gemiddeld een miljoen bevatten.
Bacteriën worden overal op aarde aangetroffen, behalve die door de mens zijn gesteriliseerd. Zelfs op plaatsen waar ze worden blootgesteld aan extreme temperaturen of waar sprake is van een hoge concentratie aan giftige stoffen.
Bacteriële cellen zijn heel anders dan die van een plant of dier. Deze cellen missen kernen en andere organellen in het membraan, behalve ribosomen. Organismen waarvan de cellen geen kern hebben, worden prokaryoten genoemd.
De meeste mensen associëren negatieve dingen alleen met bacteriën. Maar onthoud dat ze overal zijn en al zo lang bestaan dat de mens zonder hen niet had kunnen bestaan.
De zuurstof in de lucht die we inademen is waarschijnlijk miljoenen jaren geleden ontstaan door de activiteit van bacteriën.
Bacteriën assimileren stikstof uit de atmosfeer en geven het af aan planten om te gebruiken als ze doodgaan. Planten kunnen geen stikstof uit de lucht halen, maar uit de bodem, en dankzij bacteriën kunnen ze dit vitale deel van hun metabolisme voltooien.
De relatie tussen planten en bacteriën is in dit opzicht zo nauw geworden dat sommige zaden een bakje vormen voor bacteriën die kunnen worden gebruikt wanneer ze ontkiemen.
Ook bevat het menselijk lichaam enorme hoeveelheden nuttige bacteriën die ons op geen enkele manier beïnvloeden of helpen.
De bacteriën die in het spijsverteringsstelsel worden aangetroffen, zijn essentieel voor de opname van bepaalde soorten voedingsstoffen. Ze beschermen ons ook tegen enkele schadelijke bacteriën die ziektes kunnen ontwikkelen.
Hoe ademen bacteriën?
Alle levende wezens moeten een constante energiebron hebben om de meest elementaire vitale functies te behouden. In sommige gevallen komt die energie rechtstreeks van de zon door fotosynthese, in andere gevallen door andere levende wezens te verslinden, zoals planten of dieren.
De energie moet worden verbruikt en vervolgens wordt het omgezet in een geschikte vorm zoals adenosinetrifosfaat (ATP). Er zijn verschillende mechanismen om de oorspronkelijke energiebron om te zetten in ATP.
De meest efficiënte manier is door middel van aërobe ademhaling, waarvoor zuurstof nodig is. Deze methode genereert meer ATP van de bron.
Als er echter geen zuurstof beschikbaar is, kunnen organismen andere mechanismen gebruiken om energie om te zetten. Processen die geen zuurstof nodig hebben, worden anaëroob genoemd.
Aërobe ademhaling
Tijdens aërobe ademhaling wordt glucose in voedsel door oxidatie omgezet in kooldioxide en water.
Het produceert een aanzienlijke hoeveelheid energie die organismen opslaan in ATP-moleculen. Dit hele proces vindt plaats in een deel van de cellen dat de mitochondriën wordt genoemd.
De meeste levende wezens gebruiken aërobe ademhaling om energie vrij te maken. Mensen en andere zoogdieren, reptielen, vogels, amfibieën, vissen en insecten gebruiken dit type ademhaling voor energie.
Anaërobe ademhaling
Sommige organismen hebben geen zuurstof nodig om te overleven dankzij anaërobe ademhaling. Dit gebeurt bij de meest primitieve soorten bacteriën, en wetenschappers geloven dat de eerste organismen die op aarde verschenen, anaëroob waren.
Deze wezens verspreidden zich toen de atmosfeer van de aarde zeer weinig zuurstof bevatte en naarmate hun samenstelling gedurende miljoenen jaren meer zuurstof begon op te nemen, ontwikkelden zich nieuwe organismen om zich aan deze toestand aan te passen.
Het verschijnen van zuurstof is het resultaat van het plantenleven, dat het door middel van fotosynthese uit kooldioxide genereert.
Anaërobe bacteriën kunnen ook op veel manieren gunstig zijn voor mensen. Sommigen zijn actief betrokken bij de voedselproductie, via het fermentatieproces.
Andere anaërobe bacteriën spelen een rol bij de behandeling van afvalwater. Ze leven in omgevingen die de meeste wezens zouden kunnen doden, en niet alleen door een gebrek aan zuurstof, ze consumeren afvalmaterialen en transformeren ze chemisch in eenvoudiger verbindingen.
Bij anaërobe ademhaling zetten micro-organismen glucose uit voedsel om in ethanol en kooldioxide om energie vrij te maken. Deze energie wordt door organismen gebruikt om te overleven. Anaërobe ademhaling produceert minder energie in de vorm van ATP dan aërobe ademhaling.
In mensen
Mensen verkrijgen energie door middel van aërobe ademhaling. Ze kunnen echter ook anaërobe ademhaling in de spieren gebruiken.
Wanneer we een veeleisende lichamelijke inspanning doen, wordt de zuurstof die via het bloed wordt aangevoerd veel sneller door de spiercellen opgenomen. De spieren moeten dan glucose gebruiken om het om te zetten in melkzuur om kleine hoeveelheden energie vrij te maken.
Tijdens zware lichamelijke inspanning of elke vorm van zware lichamelijke activiteit wordt de meeste energie die door de spieren wordt verbruikt, geproduceerd door aërobe ademhaling.
Anaërobe spierademhaling levert slechts een klein beetje extra energie op die nodig is onder veeleisende omstandigheden van lichamelijke inspanning. Het melkzuur dat bij dit anaëroob proces vrijkomt, hoopt zich op in de spieren en veroorzaakt krampen.
Spierkrampen kunnen worden verlicht door een warm bad of massage te nemen. Heet water of massages helpen de bloedcirculatie in de spieren te verbeteren.
Door de doorbloeding van de spieren te vergroten, neemt de zuurstoftoevoer toe. Deze zuurstof zet opgehoopt melkzuur om in kooldioxide en water en verlicht krampen.
Referenties
- Grenzeloos (2017). "Anaërobe cellulaire ademhaling." Opgehaald op 8 juni 2015 op boundless.com.
- Mac, Ryan (2015). "Wat is bacteriële ademhaling?" Opgehaald op 8 juni 2015 op livestrong.com.
- Nordqvist, Christian (2016) "Wat zijn bacteriën? Wat zijn bacteriën? " Opgehaald op 8 juni 2015 op medicalnewstoday.com.
- Science of Everyday Things (2002. "Respiration." Opgehaald op 8 juni 2015 op encyclopedia.com.
- Scoville, Heather (2017). "Wat is het verschil tussen fermentatie en anaërobe ademhaling?" Opgehaald op 8 juni 2015 op toughtco.com.
- Tabasum (2012). "Kort essay over aërobe en anaërobe ademhaling". Opgehaald op 8 juni 2015 op preservearticles.com.
- Onkruid, Geoffrey (2017). Hoe ademen bacteriën? Opgehaald op 8 juni 2015 op sciencing.com.