Τι συμβαίνει να πυροβολήσει υπό αναερόβιες συνθήκες;

Γλυκόλυση είναι η μετατροπή του μορίου ζάχαρης έξι-άνθρακα γλυκόζη σε δύο μόρια της ένωσης τριών-άνθρακα πυροσταφυλικό και λίγη ενέργεια με τη μορφή ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) και NADH (ένα μόριο "φορέας ηλεκτρονίων"). Εμφανίζεται σε όλα τα κύτταρα, αμφότερα προκαρυωτικά (δηλ. Αυτά που γενικά δεν έχουν την ικανότητα για αερόβια αναπνοή) και ευκαρυωτικός (δηλαδή, εκείνοι που έχουν οργανίδια και κάνουν χρήση κυτταρικής αναπνοής στην ολότητα).

Το πυροσταφυλικό σχηματίζεται σε γλυκόλυση, μια διαδικασία που από μόνη της δεν απαιτεί οξυγόνο, προχωρά σε ευκαρυωτικά στα μιτοχόνδρια για αερόβια αναπνοή, το πρώτο βήμα της οποίας είναι η μετατροπή του πυροσταφυλικού σε ακετυλο CoA (ακετυλο συνένζυμο Α).

Αλλά εάν δεν υπάρχει οξυγόνο ή το κύτταρο δεν διαθέτει τρόπους για να εκτελέσει αερόβια αναπνοή (όπως και εκείνοι των περισσότερων προκαρυωτικών), το πυροσταφυλικό γίνεται κάτι άλλο. Σε αναερόβια αναπνοή, σε τι μετατρέπονται τα δύο μόρια του πυροσταφυλικού?

Η γλυκόλυση είναι η μετατροπή ενός μορίου γλυκόζης, C

ντο₆Η₁₂Ο₆ + 2 NAD + 2 ADP + 2 P_Εγώ → 2 Γ₃Η₄Ο₃ + 2 NADH + 2 Ω⁺ + 2 ATP

Εδώ Π_Εγώ σημαίνει "ανόργανο φωσφορικό, "ή μια ομάδα ελεύθερων φωσφορικών αλάτων που δεν συνδέεται με ένα μόριο που φέρει άνθρακα. ADP είναι διφωσφορική αδενοσίνη, το οποίο διαφέρει από το ADP από, όπως θα μπορούσατε να μαντέψετε, μία μόνο ομάδα ελεύθερων φωσφορικών.

Ακριβώς όπως είναι υπό αναερόβιες συνθήκες, το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης υπό αερόβιες συνθήκες είναι το πυροσταφυλικό. Αυτό που συμβαίνει στο πυροσταφυλικό υπό αερόβιες συνθήκες, και μόνο υπό αερόβιες συνθήκες, είναι αερόβια αναπνοή (ξεκίνησε από την αντίδραση γέφυρας πριν από τον κύκλο Krebs). Υπό αναερόβιες συνθήκες, αυτό που συμβαίνει στο πυροσταφυλικό είναι η μετατροπή του σε γαλακτικό, ώστε να διατηρείται η γλυκόλυση που κυματίζει κατά μήκος του ανάντη.

Πριν κοιτάξετε προσεκτικά τη μοίρα του πυροσταφυλικού υπό αναερόβιες συνθήκες, αξίζει να δείτε τι συμβαίνει σε αυτό το συναρπαστικό μόριο υπό τις κανονικές συνθήκες που συνήθως εσείς βιώνετε - τώρα παράδειγμα.

Η αντίδραση της γέφυρας, που ονομάζεται επίσης αντίδραση μετάβασης, λαμβάνει χώρα στα μιτοχόνδρια των ευκαρυωτικών και περιλαμβάνει την αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού για να σχηματίσει οξικό, ένα μόριο δύο άνθρακα. Ένα μόριο συνένζυμου Α προστίθεται στο οξικό για να σχηματίσει ακετύλιο συνένζυμο Α ή ακετύλιο CoA. Αυτό το μόριο εισέρχεται στη συνέχεια τον κύκλο Krebs.

Σε αυτό το σημείο, το διοξείδιο του άνθρακα απεκκρίνεται ως απόβλητο προϊόν. Δεν απαιτείται ενέργεια ούτε συλλέγεται με τη μορφή ATP ή NADH.

Η αερόβια αναπνοή ολοκληρώνει τη διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής και περιλαμβάνει τον κύκλο Krebs και το αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, και στα μιτοχόνδρια.

Ο κύκλος Krebs βλέπει το ακετύλιο CoA αναμεμιγμένο με ένα μόριο τεσσάρων άνθρακα που ονομάζεται οξαλοξικό, το προϊόν του οποίου αναδιαμορφώνεται διαδοχικά σε οξαλοξικό. προκύπτει λίγο ATP και πολλοί φορείς ηλεκτρονίων.

Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων χρησιμοποιεί την ενέργεια στα ηλεκτρόνια σε αυτούς τους προαναφερθέντες φορείς για να παράγει πολλά ATP, με οξυγόνο που απαιτείται ως τον τελικό δέκτη ηλεκτρονίων για να αποτρέψει τη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας ολόκληρης της διαδικασίας προς τα πάνω, κατά τη γλυκόλυση.

Όταν η αερόβια αναπνοή δεν είναι επιλογή (όπως στα προκαρυωτικά) ή το αερόβιο σύστημα έχει εξαντληθεί επειδή η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων έχει κορεστεί (όπως σε υψηλή ένταση, ή αναερόβια, άσκηση στον ανθρώπινο μυ), η γλυκόλυση δεν μπορεί πλέον να συνεχιστεί, επειδή δεν υπάρχει πλέον πηγή NAD_ για να τη διατηρήσει μετάβαση.

Τα κελιά σας έχουν μια λύση για αυτό. Το πυροσταφυλικό μπορεί να μετατραπεί σε γαλακτικό οξύ ή γαλακτικό, για να παράγει αρκετό NAD + για να διατηρηθεί η γλυκόλυση για λίγο.

ντο₃Η₄Ο₃ + NADH → NAD⁺ + Γ₃Η₅Ο₃

Αυτή είναι η γένεση του διαβόητου "εγκαύματος γαλακτικού οξέος" που αισθάνεστε κατά τη διάρκεια έντονης μυϊκής άσκησης, όπως ανύψωση βαρών ή ένα σύνολο σπριντ.