Περιεχόμενο
Η γλυκόλυση είναι το πρώτο βήμα στην κυτταρική αναπνοή και δεν απαιτεί να προχωρήσει το οξυγόνο. Η γλυκόλυση μετατρέπει ένα μόριο σακχάρου σε δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος, παράγοντας επίσης δύο μόρια τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ) και δινουκλεοτιδίου αδενίνης νικοτιναμιδίου (NADH). Όταν απουσιάζει το οξυγόνο, ένα κύτταρο μπορεί να μεταβολίσει τα πυρουβικά άλατα μέσω της διαδικασίας ζύμωσης.
Μεταβολισμός ενέργειας
Το ATP είναι το μόριο αποθήκευσης ενέργειας του κυττάρου, ενώ το NADH και η οξειδωμένη του μορφή, NAD +, συμμετέχουν στις κυτταρικές αντιδράσεις που συνεπάγονται τη μεταφορά ηλεκτρονίων, γνωστές ως αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Εάν υπάρχει οξυγόνο, το κύτταρο μπορεί να εξαγάγει ουσιαστική χημική ενέργεια διασπώντας πυροσταφυλικό μέσω του κύκλου του κιτρικού οξέος, ο οποίος μετατρέπει το NADH πίσω στο NAD +. Χωρίς οξείδωση, το κύτταρο πρέπει να χρησιμοποιήσει τη ζύμωση για να οξειδώσει το NADH πριν χτίσουν μέχρι ανθυγιεινά επίπεδα.
Ομολακτική ζύμωση
Το πυροσταφυλικό είναι ένα μόριο τριών ατόμων άνθρακα, το οποίο το γαλακτικό αφυδρογονάση ενζύμου μετατρέπεται σε γαλακτικό μέσω της διαδικασίας που είναι γνωστή ως ομολακτική ζύμωση. Στη διαδικασία, ο NADH οξειδώνεται σε NAD + που απαιτείται για να προχωρήσει η γλυκόλυση. Απουσία οξυγόνου, η ομολακτική ζύμωση εμποδίζει τη συσσώρευση NADH, η οποία θα σταματούσε τη γλυκόλυση και θα αποστερούσε την κυψέλη της πηγής ενέργειας της. Η ζύμωση δεν παράγει μόρια ΑΤΡ, αλλά επιτρέπει τη συνέχιση της γλυκόλυσης και την παραγωγή μικρής ποσότητας ΑΤΡ. Στην ομολακτική ζύμωση, το γαλακτικό είναι το μοναδικό προϊόν.
Ετεροκλεοτική ζύμωση
Απουσία οξυγόνου, ορισμένοι οργανισμοί όπως η ζύμη μπορούν να μετατρέψουν το πυροσταφυλικό σε διοξείδιο του άνθρακα και αιθανόλη. Οι ζυθοποιίες επωφελούνται από αυτή τη διαδικασία για να μετατρέψουν το σιτάρι σε μπύρα. Η ετεροκλαστική ζύμωση προχωρά σε δύο στάδια. Πρώτον, το ένζυμο πυροσταφυλική αφυδρογονάση μετατρέπει το πυροσταφυλικό σε ακεταλδεΰδη. Στο δεύτερο στάδιο, το ένζυμο αλκοολική αφυδρογονάση μεταφέρει υδρογόνο από NADH στην ακεταλδεΰδη, μετατρέποντάς το σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Η διαδικασία αναδημιουργεί επίσης NAD +, η οποία επιτρέπει τη συνέχιση της γλυκόλυσης.
Αίσθημα καύσου
Εάν αισθανθήκατε ποτέ ότι οι μύες σας καίγονται κατά τη διάρκεια της βαριάς σωματικής δραστηριότητας, βιώνετε την επίδραση της ομολακτικής ζύμωσης στα μυϊκά σας κύτταρα. Η έντονη άσκηση μειώνει προσωρινά την παροχή οξυγόνου σε ένα κύτταρο. Υπό αυτές τις συνθήκες, οι μύες μεταβολίζουν το πυροσταφυλικό σε γαλακτικό οξύ, το οποίο παράγει την οικεία αίσθηση καψίματος. Ωστόσο, αυτό είναι μια αντίδραση stopgap σε χαμηλά επίπεδα οξυγόνου. Χωρίς οξυγόνο, τα κύτταρα μπορούν να πεθάνουν γρήγορα.
Λάχανο και γιαούρτι
Η αναερόβια ζύμωση χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πολλών ειδών διατροφής εκτός από τη μπύρα. Για παράδειγμα, το λάχανο επωφελείται από τη ζύμωση για να αποφέρει λιχουδιές όπως το κιμσί και το ξινολάρο. Ορισμένα στελέχη βακτηριδίων, συμπεριλαμβανομένων των Lactobacillus bulgaricus και Streptococcus thermophiles, μετατρέπουν το γάλα σε γιαούρτι μέσω ομολακτικής ζύμωσης. Η διαδικασία συγχέει το γάλα, δίνει τη γεύση γιαουρτιού και αυξάνει την οξύτητα του γάλακτος, γεγονός που το καθιστά ακατάλληλο για πολλά επιβλαβή βακτήρια.