Hva er Anaerob gjæring?

Anaerob gjæring er en metode celler bruker for å trekke ut energi fra karbohydrater når oksygen eller andre elektronakseptorer ikke er tilgjengelige i omgivelsene. Dette skiller den fra anaerob respirasjon, som ikke bruker oksygen men bruker elektronaksepterende molekyler som kommer utenfra cellen. Prosessen kan følge glykolyse som neste trinn i nedbrytningen av glukose og andre sukkerarter for å produsere molekyler av adenosintrifosfat (ATP) som skaper en energikilde for cellen.

Gjennom denne metoden er en celle i stand til å regenerere nikotinamid adenindinukleotid (NAD +) fra den reduserte formen av nikotinamid adenindinukleotid (NADH), et molekyl som er nødvendig for å fortsette glykolysen. Anaerob gjæring er avhengig av enzymer for å tilsette en fosfatgruppe til et individuelt adenosindifosfat (ADP) molekyl for å produsere ATP, noe som betyr at det er en form for fosforylering på substratnivå. Dette står i kontrast til oksidativ fosforylering, som bruker energi fra en etablert protongradient for å produsere ATP.

Det er to hovedtyper av anaerob gjæring: etanolgjæring og melkesyrefermentering. Begge gjenoppretter NAD + slik at en celle kan fortsette å generere ATP gjennom glykolyse. Etanolfermentering konverterer to pyruvatmolekyler, produktene av glykolyse, til to etanolmolekyler og to molekyler karbondioksid. Reaksjonen er en totrinns prosess der pyruvat omdannes til acetaldehyd og karbondioksyd først, av enzymet pyruvat dekarboksylase.

I det andre trinnet omdanner alkoholdehydrogenase acetaldehyd til etanol. Denne metabolske prosessen skjer i visse typer bakterieceller og i gjærceller. Dette gjør gjær populær for å lage brød, øl og vin, ved å bruke enten karbondioksid eller etanol fra gjæring.

Melkesyrefermentering er en annen form for anaerob gjæring, og brukes ofte av muskelceller i tider med stress når det ikke er nok oksygen tilgjengelig. Disse cellene omdanner de to molekylene av pyruvat fra glykolyse til to molekyler av L-laktat ved bruk av enzymet laktatdehydrogenase. Denne prosessen er kjent som homolaktisk gjæring, fordi to molekyler av pyruvat gjennomgår de samme kjemiske reaksjonene, og denne formen for melkesyrefermentering forekommer i dyre muskelceller og røde blodlegemer.

Ved heterolaktisk gjæring gjennomgår pyruvatmolekylene forskjellige kjemiske reaksjoner. Den ene omdannes til laktat, mens den andre omdannes til etanol og karbondioksid. Denne prosessen forekommer i noen arter av anaerobe organismer.

Hos dyr blir laktatbiproduktet fra anaerob gjæring pumpet inn i blodomløpet, hvor det transporteres til leveren. I en prosess som kalles Cori-syklusen, bruker leveren sitt eget sett med enzymer for å konvertere laktatet tilbake til glukose, hvor det kan gjenvinnes av kroppen. Glukosen fraktes vanligvis tilbake til musklene, hvor den kan lagres som glykogen for fremtidig energibehov.