Co to jest fermentacja tlenowa?
Termin „tlenowy” oznacza w obecności tlenu; na przykład jest wykorzystywany w ćwiczeniach aerobowych, aby pokazać, że organizm wykorzystuje tlen do spalania cukrów w celu uzyskania energii. Ten proces spalania prostych cukrów w celu wytworzenia energii w komórkach nazywa się oddychaniem tlenowym. Ludzkie i roślinne komórki mogą wytworzyć pewną energię bez obecności tlenu, proces ten nazywany jest fermentacją tlenową. Termin ten może być źle nazwany, ponieważ fermentacja jest zwykle procesem beztlenowym lub wytwarzana bez tlenu.
Ludzie używali fermentacji od tysięcy lat do produkcji alkoholu z różnych roślin i ziaren. W procesie wykorzystuje się reakcję między drożdżami i cukrami roślinnymi, aby wytworzyć alkohol i gazowy produkt uboczny, zwykle dwutlenek węgla. Rozkład materii roślinnej i zwierzęcej na bagnach, mokradłach i wysypiskach śmieci jest również procesem fermentacji beztlenowej, w wyniku którego powstaje dwutlenek węgla, metan i inne gazy.
U ludzi i zwierząt energia jest wytwarzana przez złożoną reakcję w komórkach z wykorzystaniem tlenu, glukozy cukrowej i różnych śladowych substancji chemicznych w organizmie. Dwutlenek węgla powstaje w wyniku tej reakcji i jest usuwany z organizmu poprzez wydychanie go z płuc podczas oddychania. Normalne procesy komórkowe są tlenowe, a terminem stosowanym w tym procesie jest oddychanie tlenowe. Kluczową substancją chemiczną stosowaną do dostarczania energii w komórkach jest tzw. Trifosforan adenozyny (ATP), który powstaje w wyniku reakcji glukoza-tlen.
Fermentacja tlenowa zachodzi, gdy komórki wymagają więcej energii niż można wytworzyć w reakcji tlenowej. Część reakcji komórkowej nadal występuje i powstaje część ATP. Fermentacja tlenowa, mniej wydajna niż proces tlenowy, wytwarza kwasy w komórkach, które powodują zmęczenie mięśni i ostatecznie uszkodzenie. Zużywa również glukozę mniej wydajnie, dlatego wysoka aktywność energetyczna z długim okresem fermentacji tlenowej spowoduje szybką utratę energii.
Ból mięśni i utrata energii odczuwane przez ludzi w okresach aktywności o wysokiej energii są bezpośrednim wynikiem procesu fermentacji tlenowej. Kwas mlekowy gromadzi się w mięśniach, a jeśli nie zostanie usunięty, ostatecznie powoduje skurcze mięśni i ból. Ciało ostatecznie usuwa ten nadmiar kwasu po zatrzymaniu zapotrzebowania na energię, dlatego ludzie i zwierzęta nadal oddychają ciężko po aktywności o wysokiej energii.
Zrozumienie wytwarzania energii w komórkach jest przydatne dla sportowców i innych procesów energochłonnych, ponieważ najlepszym zastosowaniem glukozy i innych cukrów w wytwarzaniu energii jest utrzymanie tlenowego poziomu aktywności. Krótkie poziomy beztlenowej produkcji energii mogą zwiększyć wydajność, ale kontynuacja spowoduje mniejszą produkcję energii. Pozwalając organizmowi na nadrobienie zaległości i wyeliminowanie kwasu mlekowego z mięśni, może zapewnić ciągłą korzyść energetyczną.