무기호흡

요약 산소를 이용하지 않고 이루어지는 호흡.

생물들은 호흡을 통해 생명 활동을 하는 데 필요한 에너지를 얻는다. 대부분의 생물은 산소를 들이마시고 이를 각 세포에 공급한다. 그 후 각 세포 내에서 산소를 이용해 유기물을 분해하고, 이 과정에서 에너지를 얻게 된다. 이렇게 산소가 존재하는 환경에서 산소를 이용해 에너지를 얻는 과정을 유기호흡, 혹은 산소호흡이라 한다. 그런데, 땅 속 깊은 곳이나 깊은 바다 속, 호수의 밑바닥 등 산소가 풍족하지 않은 곳에서는 이러한 유기호흡이 불가능하다. 그래서 이러한 환경에서 살아가는 생물들은 산소가 없을 경우에도 호흡할 수 있는 방법을 마련함으로써 문제를 해결한다. 이렇게 산소가 부족한 곳에서 산소를 이용하지 않고 에너지를 얻는 방법을 무기호흡, 혹은 무산소호흡이라 한다.

호흡이 진행되면 유기물이 분해되면서 ATP라는 물질을 만들어내는데, 이 물질은 1mol당 7.3kcal의 에너지를 저장하고 있는 물질이다. 이 물질을 이용해 에너지를 얻게 된다. 유기호흡에서는 해당과정과 TCA회로, 전자전달계를 거쳐 총 38개의 ATP분자를 만들어낸다. 그러나 무기호흡에서는 해당과정만 동일하고 이후엔 산소 대신 무기분자를 전자수용체로 이용하는 등 유기호흡과 다른 방향으로 진행되어 총 2개의 ATP를 만든다. 즉 무기호흡은 유기호흡에 비해 훨씬 적은 양의 에너지를 만드는 비효율적인 호흡 방법이다. 산소가 없는 환경에서 무기호흡을 통해 생명을 유지할 수 있는 생물이라고 하더라도 산소가 풍부한 곳에 있을 때는 효율이 더 높은 유기호흡을 진행하기도 한다.

발효와 부패

발효나 부패 역시 무기호흡으로, 미생물들이 산소를 이용하지 못할 때 산소 대신 자신이 가지고 있는 효소를 이용해 호흡하는 방법이다. 무기호흡을 통해 우리에게 이로운 물질이나 사용 가능한 물질이 얻어지는 경우에는 발효라 부르고, 악취가 나거나 이용할 수 없거나 유해한 물질이 만들어지는 경우에는 흔히 부패라 부른다. 발효에는 젖산발효, 알코올발효, 아세트산발효 등이 있다.