Tartalom
A glikolízis a sejtek légzésének első lépése, és nem igényel oxigént a folyamatban. A glikolízis egy cukormolekulát két piruvátmolekulává alakít át, ezenkívül két molekulát is előállítva: adenozin-trifoszfátot (ATP) és nikotinamid-adenin-dinukleotidot (NADH). Ha nincs oxigén, egy sejt a fermentáción keresztül képes metabolizálni a piruvátokat.
Energia anyagcsere
Az ATP a sejt energiatároló molekulája, míg a NADH és annak oxidált változata, a NAD + részt vesz a sejtreakciókban, amelyekben az elektronok átvitele magában foglalja az úgynevezett redox reakciókat. Ha oxigén van jelen, a sejt jelentős kémiai energiát nyerhet azzal, hogy a citromsav-cikluson keresztül lebontja a piruvátot, amely a NADH-t visszaveszi NAD + -vá. Oxidáció nélkül a sejtnek fermentációt kell használnia a NADH oxidálására, mielőtt egészségtelen szintre növekszik.
Homolaktikus erjedés
A piruvát egy három szénatomszámú molekula, amelyet a laktát-dehidrogenáz enzim laktáttá alakít át a homolaktikus erjedésnek nevezett eljárás útján. A folyamat során a NADH-t NAD + -dá oxidálják, amely a glikolízis folytatásához szükséges. Oxigén hiányában a homolaktikus erjedés megakadályozza a NADH felhalmozódását, amely megállíthatja a glikolízist és megronthatja az energiaforrás sejtjét. A fermentáció nem eredményez semmiféle ATP-molekulát, de lehetővé teszi a glikolízis folytatódását és kis csepp ATP-k előállítását. A homolaktikus erjesztés során a laktát az egyetlen termék.
Heterolaktikus erjedés
Oxigén hiányában bizonyos szervezetek, például élesztő, a piruvátot szén-dioxiddá és etanolré alakíthatják. A sörgyárak kihasználják ezt a folyamatot, hogy átalakítsák a gabonakevert sörré. A heterolaktikus erjedés két lépésben megy végbe. Először: a piruvát-dehidrogenáz enzim a piruvátot acetaldehiddé alakítja. A második lépésben az alkohol-dehidrogenáz enzim a hidrogént NADH-ból az acetaldehidbe továbbítja, etanolmá és szén-dioxiddá alakítva. A folyamat regenerálja a NAD + -ot is, amely lehetővé teszi a glikolízis folytatódását.
Égési érzés
Ha valaha úgy érezte, hogy izmai izzadnak a nehéz fizikai aktivitás során, akkor az izomsejtekben a homolaktikus erjedés hatását tapasztalja meg. Az erőteljes testmozgás ideiglenesen kimeríti a sejt oxigénellátását. Ilyen körülmények között az izmok metabolizálják a piruvátot tejsavvá, amely az ismerős égési érzést váltja ki. Ez azonban egy alacsony szintű oxigénszintre mutató stopper reakció. Oxigén nélkül a sejtek gyorsan meghalhatnak.
Káposzta és joghurt
Az anaerob erjesztést a sör mellett számos élelmiszer előállítására használják. Például a káposzta előnyös az erjedés során, és olyan finomságokat eredményez, mint a kimchee és a káposzta. Bizonyos baktériumtörzsek, köztük a Lactobacillus bulgaricus és a Streptococcus thermophiles, homolaktikus erjesztéssel konvertálják a tejet joghurtvá. A folyamat megfertőzi a tejet, ad a joghurt ízt és növeli a tej savasságát, ami sok káros baktérium számára alkalmatlanná teszi.