Hvad er Anaerob gæring?
Anaerob gæring er en metode, som celler bruger til at udvinde energi fra kulhydrater, når ilt eller andre elektronacceptorer ikke er tilgængelige i det omgivende miljø. Dette adskiller det fra anaerob respiration, som ikke bruger ilt, men som bruger elektronacceptive molekyler, der kommer uden for cellen. Processen kan følge glykolyse som det næste trin i nedbrydningen af glukose og andre sukkerarter til at producere molekyler af adenosintriphosphat (ATP), der skaber en energikilde til cellen.
Gennem denne fremgangsmåde er en celle i stand til at regenerere nicotinamidadeninuinuototot (NAD +) fra den reducerede form af nicotinamidadeninuinucleotid (NADH), et molekyle, der er nødvendigt for at fortsætte glycolyse. Anaerob fermentering er afhængig af enzymer for at tilføje en phosphatgruppe til et individuelt adenosindiphosphat (ADP) molekyle for at producere ATP, hvilket betyder, at det er en form for substratniveau-phosphorylering. Dette står i kontrast til oxidativ phosphorylering, der bruger energi fra en etableret protongradient til at producere ATP.
Der er to hovedtyper af anaerob gæring: ethanolfermentering og mælkesyrefermentering. Begge gendanner NAD +, så en celle kan fortsætte med at generere ATP gennem glykolyse. Ethanolfermentering omdanner to pyruvatmolekyler, glycolyseprodukterne, til to ethanolmolekyler og to molekyler kuldioxid. Reaktionen er en totrinsproces, hvor pyruvat først omdannes til acetaldehyd og carbondioxid af enzymet pyruvat decarboxylase.
I det andet trin omdanner alkoholdehydrogenase acetaldehyd til ethanol. Denne metabolske proces forekommer i visse typer af bakterieceller og i gærceller. Dette gør gær populær til fremstilling af brød, øl og vin ved at bruge enten kuldioxid eller ethanol fra gæring.
Mælkesyrefermentering er en anden form for anaerob fermentering og bruges ofte af muskelceller i tider med stress, når der ikke er nok ilt til rådighed. Disse celler omdanner de to molekyler af pyruvat fra glycolyse til to molekyler af L-laktat under anvendelse af enzymet lactatdehydrogenase. Denne proces kaldes homolaktisk gæring, fordi to molekyler af pyruvat gennemgår de samme kemiske reaktioner, og denne form for mælkesyrefermentering forekommer i dyre muskelceller og røde blodlegemer.
Ved heterolaktisk gæring gennemgår pyruvatmolekylerne forskellige kemiske reaktioner. Den ene omdannes til laktat, mens den anden omdannes til ethanol og kuldioxid. Denne proces forekommer i nogle arter af anaerobe organismer.
Hos dyr pumpes laktatbiproduktet fra anaerob gæring i blodomløbet, hvor det transporteres til leveren. I en proces kaldet Cori-cyklus bruger leveren sit eget sæt enzymer til at omdanne laktatet tilbage til glukose, hvor det kan genanvendes af kroppen. Glukosen transporteres normalt tilbage til musklerne, hvor den kan opbevares som glykogen til fremtidige energibehov.