Hvad sker der, når der ikke er nogen ilt tilgængelig i slutningen af ​​langsom glycolyse?

Glykolyse er det første skridt i respiration af celler, og det kræver ingen ilt at fortsætte. Glykolyse omdanner et sukkermolekyle til to pyruvatmolekyler, der også producerer to molekyler af adenosintrifosfat (ATP) og nikotinamidadenindinukleotid (NADH). Når ilt er fraværende, kan en celle metabolisere pyruvaterne gennem fermentationsprocessen.

Energimetabolisme

ATP er celleens energilagringsmolekyle, mens NADH og dets oxiderede version, NAD +, deltager i cellereaktionerne, der involverer overførsel af elektroner, kendt som redox-reaktionerne. Hvis ilt er til stede, kan cellen ekstrahere væsentlig kemisk energi ved at nedbryde pyruvat gennem citronsyrecyklusen, som omdanner NADH tilbage til NAD +. Uden oxidering skal cellen bruge fermentering til at oxidere NADH, før den opbygges til usunde niveauer.

Homolaktisk fermentering

Pyruvat er et tre-carbon molekyle, som enzymet lactat dehydrogenase omdanner til lactat gennem proces kendt som homolaktisk fermentering. I processen oxideres NADH til NAD +, der er nødvendigt for glykolyse at fortsætte. I fravær af ilt forhindrer homolaktisk fermentering NADH i at akkumulere, hvilket ville standse glykolyse og røbe cellen af ​​sin energikilde. Fermentering giver ikke nogen ATP-molekyler, men det gør det muligt for glykolyse at fortsætte og producere en lille dråbe af ATP'er. Ved homolaktisk gæring er laktat eneste produkt.

Heterolaktisk fermentering

I mangel af ilt kan visse organismer som gær konvertere pyruvat til kuldioxid og ethanol. Brewers udnytte denne proces til at omdanne kornmose til øl. Heterolaktisk fermentering fortsætter i to trin. For det første omdanner enzympyruvat-dehydrogenasen pyruvat til acetaldehyd. I det andet trin overfører enzymetalkohol dehydrogenasen hydrogen fra NADH til acetaldehydet, omdanner det til ethanol og carbondioxid. Processen regenererer også NAD +, som gør det muligt for glykolyse at fortsætte.

Følelse af Burn

Hvis du nogensinde har mærkt dine muskler brænder under tung fysisk aktivitet, oplever du virkningen af ​​homolaktisk fermentering i dine muskelceller. Anstrengende øvelse udtømmer midlertidigt en celle iltforsyning. Under disse betingelser metaboliserer muskler pyruvat i mælkesyre, hvilket frembringer den velkendte brændende fornemmelse. Dette er imidlertid en stopgap reaktion på lave iltniveauer. Uden ilt kan celler hurtigt dø.

Kål og yoghurt

Anaerob gæring bruges til at skabe flere fødevarer ud over øl. For eksempel fordeler kål fra gæring for at give delikatesser som kimchee og surkål. Visse bakteriestammer, herunder Lactobacillus bulgaricus og Streptococcus thermophiles, konverterer mælk til yoghurt gennem homolaktisk fermentering. Processen hæmmer mælken, giver yoghurt smagen og øger mælkens surhed, hvilket gør det ubehageligt for mange skadelige bakterier.