Co to jest fermentacja beztlenowa?

Fermentacja beztlenowa jest metodą wykorzystującą komórki do wydobywania energii z węglowodanów, gdy tlen lub inne akceptory elektronów nie są dostępne w otaczającym środowisku. Odróżnia to od oddychania beztlenowego, który nie wykorzystuje tlenu, ale wykorzystuje cząsteczki akceptujące elektron, które pochodzą spoza komórki. Proces ten może następować po glikolizy, ponieważ następnym krokiem w rozkładu glukozy i innych cukrów w celu wytworzenia cząsteczek adenozynowych trifosforanu (ATP), które tworzą źródło energii dla komórki.

Za pomocą tej metody komórka jest zdolna do regeneracji nikotynamidowej adeniny dinukleotydowej (Nad+)) konieczne do kontynuowania glikolizy. Fermentacja beztlenowa opiera się na enzymach w celu dodania grupy fosforanowej do poszczególnej cząsteczki adenozyny (ADP) do wytwarzania ATP, co oznacza, że ​​jest to forma fosforylacji na poziomie substratu. Kontrastuje to z fosforylacją oksydacyjną, która wykorzystuje energię zUstanowiony gradient protonu do wytwarzania ATP.

Istnieją dwa główne rodzaje fermentacji beztlenowej: fermentacja etanolu i fermentacja kwasu mlekowego. Oba przywracają NAD+, aby komórka mogła kontynuować generowanie ATP poprzez glikolizę. Fermentacja etanolu przekształca dwie cząsteczki pirogronianu, produkty glikolizy, w dwie cząsteczki etanolu i dwie cząsteczki dwutlenku węgla. Reakcja jest dwuetapowym procesem, w którym pirogronian jest przekształcany na acetaldehyd i dwutlenek węgla, przez enzym pirogronian dekarboksyny.

W drugim etapie dehydrogenaza alkoholowa przekształca acetaldehyd w etanolu. Ten proces metaboliczny występuje w niektórych typach komórek bakterii i w komórkach drożdży. To sprawia, że ​​drożdże są popularne w zakresie robienia chleba, piwa i wina, używając dwutlenku węgla lub etanolu z fermentacji.

Fermentacja kwasu mlekowego jest inną postacią fermentacji beztlenowej i jest powszechnaLY stosowane przez komórki mięśniowe w czasach stresu, gdy dostępna jest niewystarczająca ilość tlenu. Komórki te przekształcają dwie cząsteczki pirogronianu z glikolizy na dwie cząsteczki L-laktanu za pomocą dehydrogenazy mleczanowej enzymu. Proces ten jest znany jako fermentacja homolaktyczna, ponieważ dwie cząsteczki pirogronianu ulegają tym samym reakcjom chemicznym, a ta postać fermentacji kwasu mlekowego występuje w komórkach mięśni zwierzęcych i czerwonych krwinkach.

W heterolaktycznej fermentacji cząsteczki pirogronianu ulegają różnym reakcjom chemicznym. Jeden jest przekształcany na mleczan, podczas gdy drugi jest przekształcany na etanol i dwutlenek węgla. Proces ten występuje u niektórych gatunków organizmów beztlenowych.

U zwierząt produkt uboczny mleczanu z fermentacji beztlenowej jest pompowany do krwioobiegu, gdzie jest transportowany do wątroby. W procesie zwanym cyklem Cori wątroba wykorzystuje swój własny zestaw enzymów do przekształcania mleczanu z powrotem na glukozę, gdzie może być poddany recyklingowi przez ciało. Glukoza jest zwykle traNSPortowane z powrotem do mięśni, gdzie można go przechowywać jako glikogen dla przyszłych potrzeb energetycznych.