Zawartość
- Metabolizm energetyczny
- Fermentacja homolaktyczna
- Heterolaktyczna fermentacja
- Feeling the Burn
- Kapusta I Jogurt
Glikoliza jest pierwszym krokiem w oddychaniu komórkowym i nie wymaga tlenu. Glikoliza przekształca cząsteczkę cukru w dwie cząsteczki pirogronianu, wytwarzając również dwie cząsteczki, każda z trifosforanu adenozyny (ATP) i dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NADH). W przypadku braku tlenu komórka może metabolizować pirogroniany w procesie fermentacji.
Metabolizm energetyczny
ATP jest cząsteczką magazynującą energię w komórce, podczas gdy NADH i jego utleniona wersja, NAD +, biorą udział w reakcjach komórkowych obejmujących przenoszenie elektronów, znanych jako reakcje redoks. Jeśli obecny jest tlen, komórka może wydobyć znaczną energię chemiczną, rozkładając pirogronian w cyklu kwasu cytrynowego, który przekształca NADH z powrotem w NAD +. Bez utleniania komórka musi wykorzystać fermentację do utlenienia NADH, zanim osiągnie niezdrowy poziom.
Fermentacja homolaktyczna
Pirogronian jest trójwęglową cząsteczką, którą enzym dehydrogenazy mleczanowej przekształca się w mleczan w procesie znanym jako fermentacja homolaktyczna. W procesie NADH jest utleniany do NAD +, który jest potrzebny do kontynuacji glikolizy. Przy braku tlenu fermentacja homolaktyczna zapobiega gromadzeniu się NADH, co zatrzymałoby glikolizę i obrabowało komórkę ze źródła energii. Fermentacja nie daje żadnych cząsteczek ATP, ale pozwala na kontynuowanie glikolizy i wytwarzanie niewielkiej ilości ATP. W fermentacji homolaktycznej jedynym produktem jest mleczan.
Heterolaktyczna fermentacja
W przypadku braku tlenu niektóre organizmy, takie jak drożdże, mogą przekształcić pirogronian w dwutlenek węgla i etanol. Browary wykorzystują ten proces do przekształcania zacieru zbożowego w piwo. Fermentacja heterolaktyczna przebiega w dwóch etapach. Po pierwsze, enzym dehydrogenazy pirogronianowej przekształca pirogronian w aldehyd octowy. W drugim etapie enzym dehydrogenazy alkoholowej przenosi wodór z NADH do acetaldehydu, przekształcając go w etanol i dwutlenek węgla. Proces regeneruje również NAD +, co umożliwia kontynuację glikolizy.
Feeling the Burn
Jeśli kiedykolwiek czułeś, że mięśnie płoną podczas intensywnej aktywności fizycznej, doświadczasz efektu fermentacji homolaktycznej w komórkach mięśniowych. Ciężkie ćwiczenia czasowo wyczerpują dopływ tlenu do komórki. W tych warunkach mięśnie metabolizują pirogronian do kwasu mlekowego, który wywołuje znane uczucie pieczenia. Jest to jednak reakcja zatrzymująca na niskie poziomy tlenu. Bez tlenu komórki mogą szybko umrzeć.
Kapusta I Jogurt
Fermentacja beztlenowa służy do tworzenia kilku produktów spożywczych oprócz piwa. Na przykład kapusta korzysta z fermentacji, aby uzyskać przysmaki, takie jak kimchee i kapusta kiszona. Niektóre szczepy bakterii, w tym termofile Lactobacillus bulgaricus i Streptococcus, przekształcają mleko w jogurt poprzez fermentację homolaktyczną. Proces krzepnie mleko, nadaje mu smak jogurtu i zwiększa jego kwasowość, co czyni go niesmacznym dla wielu szkodliwych bakterii.