Conţinut
Glicoliza este primul pas în respirația celulară și nu necesită oxigen. Glicoliza transformă o moleculă de zahăr în două molecule de piruvat, producând de asemenea două molecule fiecare de adenozin trifosfat (ATP) și nicotinamidă adenină dinucleotidă (NADH). Când oxigenul lipsește, o celulă poate metaboliza piruvatul prin procesul de fermentare.
Metabolism energetic
ATP este molecula de stocare a energiei celulelor, în timp ce NADH și versiunea sa oxidată, NAD +, iau parte la reacțiile celulare care implică transferul de electroni, cunoscute sub numele de reacții redox. Dacă este prezent oxigen, celula poate extrage energie chimică substanțială prin descompunerea piruvatului prin ciclul acidului citric, care transformă NADH înapoi în NAD +. Fără oxidare, celula trebuie să folosească fermentația pentru a oxida NADH înainte de a se ridica până la niveluri nesănătoase.
Fermentare homolactică
Piruvatul este o moleculă de trei carbon pe care enzima lactat dehidrogenază o transformă în lactat prin procesul cunoscut sub numele de fermentație homolactică. În proces, NADH este oxidat în NAD + care este necesar pentru a continua glicoliza. În absența oxigenului, fermentația homolactică împiedică acumularea NADH, ceea ce ar opri glicoliza și ar jefui celula din sursa sa de energie. Fermentarea nu produce molecule de ATP, dar permite glicolizei să continue și să producă un mic truc de ATP. În fermentația homolactică, lactatul este unicul produs.
Fermentarea heterolactică
În absența oxigenului, anumite organisme precum drojdia pot transforma piruvatul în dioxid de carbon și etanol. Crescătorii valorifică acest proces pentru a transforma bezea de cereale în bere. Fermentarea heterolactică se desfășoară în două etape. În primul rând, enzima piruvat dehidrogenază transformă piruvatul în acetaldehidă. În a doua etapă, enzima alcool dehidrogenază transferă hidrogenul de la NADH în acetaldehidă, transformându-l în etanol și dioxid de carbon. De asemenea, procesul regenerează NAD +, ceea ce permite glicolizei să continue.
Simțind arsura
Dacă ați simțit vreodată mușchii ardeți în timpul activității fizice grele, vă confruntați cu efectul fermentației homolactice în celulele musculare. Exercitarea intensă epuizează temporar alimentarea cu oxigen a unei celule. În aceste condiții, mușchii metabolizează piruvatul în acid lactic, ceea ce produce senzația de arsură familiară. Totuși, aceasta este o reacție stopgap la niveluri scăzute de oxigen. Fără oxigen, celulele pot muri rapid.
Varză și iaurt
Fermentarea anaerobă este utilizată pentru a crea mai multe produse alimentare pe lângă bere. De exemplu, varza beneficiază de fermentație pentru a produce delicatese, cum ar fi kimchee și usturoi. Anumite tulpini de bacterii, inclusiv Lactobacillus bulgaricus și Streptococcus thermophiles, transformă laptele în iaurt prin fermentația homolactică. Procesul congelează laptele, dă aroma iaurtului și crește aciditatea laptelui, ceea ce îl face nepotrivit pentru multe bacterii dăunătoare.