Съдържание
- Енергиен метаболизъм
- Хомолактична ферментация
- Хетеролактична ферментация
- Усещане за изгарянето
- Зеле и кисело мляко
Гликолизата е първата стъпка в клетъчното дишане и не е необходим кислород за да продължи. Гликолизата преобразува молекула захар в две молекули пируват, като също така произвежда две молекули всяка от аденозин трифосфат (АТФ) и никотинамид аденин динуклеотид (NADH). Когато липсва кислород, клетката може да метаболизира пируватите чрез процеса на ферментация.
Енергиен метаболизъм
АТФ е молекулата за съхранение на енергия в клетката, докато NADH и нейната окислена версия, NAD +, участват в клетъчните реакции, които включват пренос на електрони, известни като редокс-реакции. Ако има кислород, клетката може да извлича значителна химическа енергия чрез разграждане на пируват чрез цикъла на лимонената киселина, което превръща NADH обратно в NAD +. Без окисляване клетката трябва да използва ферментация, за да окисли NADH, преди да се натрупа до нездравословни нива.
Хомолактична ферментация
Пируватът е три въглеродна молекула, която ензимът лактат дехидрогеназа превръща в лактат чрез процеса, известен като хомолактична ферментация. В процеса NADH се окислява в NAD +, който е необходим за протичане на гликолизата. При липса на кислород хомолактичната ферментация предотвратява натрупването на NADH, което би спряло гликолизата и ограби клетката от нейния енергиен източник. Ферментацията не дава никакви ATP молекули, но дава възможност гликолизата да продължи и произвежда малка струйка от АТФ. При хомолактична ферментация лактатът е единственият продукт.
Хетеролактична ферментация
При липса на кислород някои организми като дрожди могат да преобразуват пируват във въглероден диоксид и етанол. Пивоварите се възползват от този процес за превръщане на зърно каша в бира. Хетеролактичната ферментация протича на два етапа. Първо, ензимът пируват дехидрогеназа превръща пируват в ацеталдехид. На втория етап ензимът алкохолна дехидрогеназа пренася водорода от NADH в ацеталдехида, превръщайки го в етанол и въглероден диоксид. Процесът също така регенерира NAD +, което дава възможност гликолизата да продължи.
Усещане за изгарянето
Ако някога сте усетили как мускулите ви изгарят по време на силна физическа активност, изпитвате ефекта на хомолактичната ферментация в мускулните си клетки. Напрегнатото упражнение временно изчерпва снабдяването на клетките с кислород. При тези условия мускулите метаболизират пируват в млечна киселина, което предизвиква познатото усещане за парене. Това обаче е реакция на спиране на ниски нива на кислород. Без кислород клетките могат бързо да умрат.
Зеле и кисело мляко
Анаеробната ферментация се използва за създаване на няколко храни освен бира. Например зелето се възползва от ферментацията, за да даде деликатеси като кимче и кисело зеле. Някои щамове на бактерии, включително Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus термофили, превръщат млякото в кисело мляко чрез хомолактична ферментация. Процесът обединява млякото, придава аромат на кисело мляко и повишава киселинността на млякото, което го прави неудобен за много вредни бактерии.