Aerobiosi
# Aerobiosi

Si definisce aerobiosi la condizione di vita di numerosi organismi il cui metabolismo è basato sull'utilizzo di ossigeno biatomico $(O_2).$ Tali organismi sono definiti aerobi (o aerobici, dall'inglese).

Essi sono in grado di funzionare producendo energia chimica grazie al processo della respirazione cellulare, di cui l'ossigeno è l'elemento fondamentale fungendo da accettore finale di elettroni. La condizione opposta all'aerobiosi è l'anaerobiosi.

## Processi aerobici

Per processo aerobico si intende quindi una reazione che avviene in presenza di $O_2.$ Un buon esempio è l'ossidazione del glucosio, un monosaccaride, nella respirazione aerobica.

    $C_6H_{12}O_6$ + 6 $O_2$ + 38 ADP + 38 $PO_4^{3-}$ → 6 $CO_2$ + 6 $H_2O$ + 38 ATP

L'energia liberata in questa reazione è di circa 2880 kJ per mole: tale quantità viene immagazzinata dai sistemi biologici nelle 38 molecole di ATP rigenerate da 38 ADP. L'energia generata in questo caso per ogni molecola di glucosio è 19 volte più grande di quella generata dalla rispettiva reazione in assenza di $O_2,$ che produrrebbe solo 2 molecole di ATP (attraverso la glicolisi anaerobica e le successive fermentazioni).

Questa equazione è una sintesi di quello che avviene realmente attraverso tre serie di reazioni biochimiche aerobiche: la glicolisi (che, come detto, può aver luogo anche in anaerobiosi), il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa.

## Aerobiosi nei sistemi viventi

Come avviene nell'esempio riportato, l'energia prodotta da una reazione di ossidazione aerobica è sempre maggiore di quella prodotta da un processo anaerobico. La spinta evolutiva ha selezionato organismi sempre più "avidi" di $O_2$ che dal mare, luogo povero di ossigeno molecolare disciolto, hanno conquistato la terraferma, su cui la concentrazione di $O_2$ è enormemente maggiore.

È possibile distinguere aerobi obbligati e aerobi facoltativi.

* Gli aerobi obbligati necessitano di $O_2$ come accettore di elettroni. Quasi tutti gli animali, gran parte dei funghi e molti batteri sono aerobi obbligati. Essere un organismo aerobio obbligato, sebbene sia vantaggioso dal punto di vista energetico, significa anche dover contrastare obbligatoriamente alti livelli di stress ossidativo.
* Gli aerobi facoltativi possono utilizzare $l'O_2$ oppure altre molecole in stato ossidato. Diverse specie di lievito sono esempi di organismi aerobi facoltativi. Tali organismi sono in grado dunque di sopravvivere anche in assenza di $O_2.$ Il loro metabolismo è comunque principalmente aerobico: questo li differenzia dagli anaerobi facoltativi, il cui metabolismo principale è quello anaerobico.

Le cellule umane prese singolarmente presentano anch'esse un metabolismo aerobio facoltativo, in quanto possono utilizzare la fermentazione dell'acido lattico se $l'O_2$ non è disponibile. Le cellule muscolari, ad esempio, in presenza di basse concentrazioni di $O_2$ (tipicamente quando sono sotto sforzo) possono ricorrere alla sola glicolisi anaerobica. Questa strategia, in ogni caso, non può essere sostenuta a lungo dall'intero organismo, e quindi gli uomini sono di fatto aerobi obbligati.

