Какво се случва да пируват при анаеробни условия?

Съдържание

• Гликолиза: източникът на пируват
• Преработка на пируват в еукариоти
• Окисляване с пируват: Мостовата реакция
• Аеробна респирация след пируват
• Ферментация: Млечна киселина

гликолиза е превръщането на шест въглеродна молекула захар гликоза до две молекули от три въглеродното съединение пируват и малко енергия под формата на АТФ (аденозин трифосфат) и NADH (молекула на "носител на електрон"). Той се среща във всички клетки, както прокариотни (т.е. тези, които обикновено нямат капацитет за аеробно дишане), така и еукариотични (т.е. тези, които имат органели и използват клетъчното дишане в неговата цялост).

Пируватът, образуван при гликолиза, процес, който сам по себе си не изисква кислород, преминава в еукариоти към митохондриите за аеробно дишане, първата стъпка от която е превръщането на пируват в ацетил CoA (ацетил коензим А).

Но ако няма кислород или в клетката липсват начини за извършване на аеробно дишане (както правят тези на повечето прокариоти), пируватът се превръща в нещо друго. в анаеробно дишане, в какво се превръщат двете молекули на пируват?

Гликолиза: източникът на пируват

Гликолизата е превръщането на една молекула глюкоза, С₆Н₁₂О₆, до две молекули пируват, С₃Н₄О₃, с някои ATP, водородни йони и NADH, генерирани по пътя с помощта на ATP и NADH прекурсори:

° С₆Н₁₂О₆ + 2 NAD + 2 ADP + 2 P_аз → 2 С₃Н₄О₃ + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP

Тук P_аз означава "неорганичен фосфат, "или свободна фосфатна група, която не е свързана към въглерод-носителна молекула. ADP е аденозин дифосфат, което се различава от ADP по, както може би се досещате, една единична безплатна фосфатна група.

Преработка на пируват в еукариоти

Точно както е при анаеробни условия, крайният продукт на гликолизата при аеробни условия е пируват. Това, което се случва с пируват при аеробни условия и само при аеробни условия, е аеробното дишане (инициирано от мостовата реакция, предхождаща цикъла на Кребс). При анаеробни условия това, което се случва с пирувата, е превръщането му в лактат, за да се запази гликолизата, която се разбърква по течението.

Преди да разгледате внимателно съдбата на пирувата при анаеробни условия, си струва да разгледате какво се случва с тази завладяваща молекула при нормалните условия, които вие сами изпитвате - точно сега, например.

Окисляване с пируват: Мостовата реакция

Мостната реакция, наречена още реакция на преход, се осъществява в митохондриите на еукариоти и включва декарбоксилиране на пируват до образуване на ацетат, дву въглеродна молекула. Молекула на коензим А се добавя към ацетата за образуване на ацетил коензим А или ацетил CoA. След това тази молекула влиза в цикъла на Кребс.

В този момент въглеродният диоксид се отделя като отпадъчен продукт. Не се изисква енергия, нито се добива под формата на ATP или NADH.

Аеробна респирация след пируват

Аеробното дишане завършва процеса на клетъчното дишане и включва цикъла на Кребс и електронно-транспортната верига, както в митохондриите.

В цикъла на Кребс се вижда ацетил CoA, смесен с четири въглеродна молекула, наречена оксалоацетат, чийто продукт последователно се редуцира отново до оксалоацетат; малко АТФ и много носители на електрон.

Електронната транспортна верига използва енергията в електроните в тези гореспоменати носители, за да произведе голяма част от ATP, с необходим кислород като краен акцептор на електрон, за да се предотврати гликолизата на целия процес да се върне далеч нагоре по течението.

Ферментация: Млечна киселина

Когато аеробното дишане не е опция (както при прокариотите) или аеробната система е изтощена, тъй като веригата за транспорт на електрон е била наситена (както при високоинтензивно или анаеробно, упражняване на човешки мускули), гликолизата вече не може да продължи, защото там вече не е източник на NAD_, за да продължи това.

Вашите клетки имат решение за това. Пируватът може да се превърне в млечна киселина или лактат, за да генерира достатъчно NAD +, за да продължи гликолизата известно време.

° С₃Н₄О₃ + NADH → NAD⁺ + С₃Н₅О₃

Това е генезисът на прословутото „изгаряне на млечна киселина“, което усещате по време на интензивни мускулни упражнения, като повдигане на тежести или цялостен набор от ss.