Glükolüüs on rakkude hingamise esimene etapp ja selle jätkamiseks pole vaja hapnikku. Glükolüüs muudab suhkru molekuli kaheks püruvaadi molekuliks, saades ka kaks molekuli, millest igaüks on adenosiinitrifosfaat (ATP) ja nikotiinamiidadeniindinukleotiid (NADH). Hapniku puudumisel võib rakk kääritamise käigus püruvaate metaboliseerida.
Energia ainevahetus
ATP on raku energiat salvestav molekul, samal ajal kui NADH ja selle oksüdeeritud versioon NAD + osalevad raku reaktsioonides, mis hõlmavad elektronide ülekandmist, mida nimetatakse redoksreaktsioonideks. Hapniku olemasolul suudab rakk ekstraheerida märkimisväärset keemilist energiat, lõhustades sidrunhappetsükli kaudu püruvaadi, mis muundab NADH tagasi NAD + -ks. Ilma oksüdeerumiseta peab rakk kasutama NADH oksüdeerimiseks fermentatsiooni, enne kui see kasvab ebatervislikule tasemele.
Homolaktiline kääritamine
Püruvaat on kolme süsinikuga molekul, mille ensüüm laktaatdehüdrogenaas muundab laktaadiks protsessi kaudu, mida nimetatakse homolaktiliseks fermentatsiooniks. Selle käigus oksüdeeritakse NADH NAD + -ks, mis on vajalik glükolüüsi jätkamiseks. Hapniku puudumisel takistab homolaktiline fermentatsioon NADH-i akumuleerumist, mis peataks glükolüüsi ja rööviks rakult selle energiaallika. Fermentatsioon ei anna ühtegi ATP molekuli, kuid võimaldab glükolüüsi jätkuda ja tekitada väikese ATP-d. Homolaktilises fermentatsioonis on laktaat ainus toode.
Heterolaktiline fermentatsioon
Hapniku puudumisel võivad teatud organismid, näiteks pärm, muuta püruvaadi süsinikdioksiidiks ja etanooliks. Õlletootjad kasutavad seda protsessi teraviljapudru õlleks muutmiseks. Heterolaktiline fermentatsioon toimub kahes etapis. Esiteks muudab ensüüm püruvaadi dehüdrogenaas püruvaadi atsetaldehüüdiks. Teises etapis kannab ensüüm alkohooldehüdrogenaas vesiniku NADH-st atseetaldehüüdiks, muundades selle etanooliks ja süsinikdioksiidiks. Protsess regenereerib ka NAD +, mis võimaldab glükolüüsi jätkata.
Põletuse tunne
Kui olete kunagi tundnud, et teie lihased põlevad raske füüsilise koormuse ajal, kogete homolaktilise käärimise mõju oma lihasrakkudes. Tugev treenimine kurnab raku ajutiselt. Nendes tingimustes metaboliseerivad lihased püruvaadi piimhappeks, mis põhjustab tuttavat põletustunnet. Kuid see on peatusreaktsioon madalale hapnikutasemele. Hapnikuta võivad rakud kiiresti surra.
Kapsas ja jogurt
Anaeroobset kääritamist kasutatakse peale õlle mitme toidu loomiseks. Näiteks on kapsas kääritamisel kasulik hõrgutiste, näiteks kimchee ja hapukapsa saamiseks. Teatud bakteritüved, sealhulgas Lactobacillus bulgaricus ja Streptococcus thermophiles, muudavad piima jogurtiks homolaktilise kääritamise teel. Protsess varjab piima, annab jogurtile maitse ja suurendab piima happesust, mis muudab selle paljudele kahjulikele bakteritele ebameeldivaks.