Alternativ til cellulær respiration

Produktion af energi fra organiske forbindelser, såsom glucose, ved oxidation under anvendelse af kemiske (sædvanligvis organiske) forbindelser fra en celle som "elektronacceptorer" kaldes gæring. Dette er et alternativ til cellulær respiration, hvor elektroner fra glucose og andre forbindelser, der oxideres, overføres til en acceptor bragt udefra cellen, typisk ilt.

Fermentation vs Cellular Respiration

Mens gæring kan finde sted under anaerobe (mangel på ilt) betingelser, det kan ske, når ilt er rigeligt også. Gær foretrækker f.eks. Fermentering til cellulær åndedræt, hvis der er tilstrækkelig glukose til rådighed for at understøtte processen, selvom der er rigeligt med ilt.

Glykolyse: Fordelingen af ​​sukker før gæring

Når energirigt sukker - især glukose - går ind i en celle, den nedbrydes i en proces kaldet glycolyse. Glykolyse er et forudsætnings trin både for cellulær respiration og fermentering. Det er en fælles vej for nedbrydning af sukker, som kan føre til en eller anden proces.

Glycolyis kræver ingen ilt

Glykolyse er en gammel biokemisk proces, der er opstået meget tidligt i evolutionær historie. Kernreaktionerne for glycolyse blev "opfundet" af mikroorganismer længe før fotosyntese, som opstod for omkring 3,5 milliarder år siden, men som ville tage omkring 1,5 milliarder år at fylde havene og atmosfæren med nogen mærkbar mængde ilt. Således kan selv komplekse eukaryoter (det biologiske "domæne", der omfatter dyret, planterne, svampene og protistiske riger) producere energi uden ilt. I gær, der tilhører svampenes rige, fermenteres de kemiske produkter af glycolyse for at producere energi til cellen.

Fra glykolyse til fermentering

Ved afslutningen af ​​glycolyse er den seks carbon struktur af glucose er opdelt i to molekyler af tre-carbonforbindelsen "pyruvat". Også produceret er den kemiske NADH, fra et mere "oxideret" kemikalie kaldet NAD +. I gær undergår pyruvat "reduktion" af den opnåede elektroner, som derefter overføres fra NADH fremstillet tidligere i glycolyse for at give acetaldehyd og carbondioxid. Acetaldehyd reduceres derefter yderligere til ethylalkohol, det ultimative produkt af fermentering. Hos dyr, herunder mennesker, kan pyruvat gæres, når tilgængeligheden af ​​ilt er lav. Dette gælder især i muskelceller. Når dette sker, selv om der produceres små mængder alkohol, reduceres det meste af pyruvat fra glycolyse ikke til alkohol, men snarere til mælkesyre. Mens mælkesyre kan forlade dyreceller og bruges til at producere energi i hjertet, kan den opbygge sig i musklerne, hvilket forårsager smerte og nedsat atletisk præstationer.

ATP og energiproduktion via fermentering

The universelle energibærer i celler er et kemikalie kendt som ATP. Ved anvendelse af ilt kan celler producere ATP gennem glycolyse efterfulgt af cellulær respiration - sådan at et molekyle glucosesukker giver 36-38 molekyler af ATP afhængigt af celletypen. Ud af disse 36-38 molekyler af ATP produceres kun to under glykolysefasen. Således gør celler, hvis de bruger fermentering som et alternativ til cellulær respiration, meget mindre energi, end de bruger respiration.