Energian tuotantoa orgaanisista yhdisteistä, kuten glukoosista, hapettamalla käyttämällä kemiallisia (yleensä orgaanisia) yhdisteitä solun sisällä "elektroninakseptoreina" kutsutaan käyminen.
Tämä on vaihtoehto soluhengitykselle, jossa glukoosin ja muiden hapettavien yhdisteiden elektronit siirretään solun ulkopuolelta tuotavaan akseptoriin, tyypillisesti happeen. Tämä on vaihtoehto soluhengitykselle (ilman happea, soluhengitystä ei voi tapahtua).
Käyminen vs. Soluhengitys
Vaikka käyminen voi tapahtua anaerobisissa olosuhteissa (hapen puute), se voi tapahtua myös silloin, kun happea on runsaasti.
Esimerkiksi hiiva mieluummin käymisen kuin soluhengityksen, jos riittävästi glukoosia on käytettävissä prosessin tukemiseksi, vaikka runsaasti happea olisi saatavilla.
Glykolyysi: sokerin hajoaminen ennen käymistä
Kun energiapitoinen sokeri - erityisesti glukoosi - pääsee soluun, se hajoaa prosessissa, jota kutsutaan glykolyysiksi. Glykolyysi on edellytysvaihe sekä soluhengitykselle että käymiselle.
Se on yleinen reitti sokerin hajoamiseen, mikä voi johtaa joko käymiseen tai soluhengitys.
Glykolyysi ei vaadi happea
Glykolyysi on muinainen biokemiallinen prosessi, joka on syntynyt hyvin varhaisessa vaiheessa evoluutiohistoriassa. Glykolyysin ydinreaktiot "keksivät" mikro-organismit kauan ennen fotosynteesin kehittymistä, joka syntyi suunnilleen 3,5 miljardia vuotta sitten, mutta joka vie noin 1,5 miljardia vuotta, jotta meret ja ilmapiiri täytettäisiin merkittävällä määrällä happi.
Siten jopa monimutkaiset eukaryootit (biologinen alue, joka sisältää eläimet, kasvit, sienet ja protistikunnat) pystyvät tuottamaan energiaa ilman hengitystä, ilman happea jne. Hiivassa, joka kuuluu sienikuntaan, glykolyysin kemialliset tuotteet fermentoidaan energian tuottamiseksi solulle.
Glykolyysistä fermentointiin
Glykolyysin lopussa glukoosin kuuden hiilen rakenne on jaettu kahteen molekyyliin kolmen hiiliyhdisteen nimeltään pyruvaatti. Tuotetaan myös kemikaali NADH, "hapettuneemmasta" kemikaalista nimeltä NAD +.
Hiivassa pyruvaatti käy läpi "pelkistyksen", elektronien saamisen, jotka sitten siirretään aiemmin glykolyysissä tuotetusta NADH: sta, jolloin saadaan asetaldehydiä ja hiilidioksidia.
Asetaldehydi pelkistetään sitten edelleen etyylialkoholiksi, käymisen lopulliseksi tuotteeksi. Eläimillä, myös ihmisillä, pyruvaattia voidaan fermentoida, kun hapen saatavuus on vähäistä. Tämä pätee erityisesti lihassoluihin. Kun näin tapahtuu, vaikka tuotetaan pieniä määriä alkoholia, suurin osa glykolyysin pyruvaatista ei pelkisty alkoholiksi, vaan pikemminkin maitohappo.
Vaikka maitohappo voi jättää eläinsoluja ja käyttää energian tuottamiseen sydämessä, se voi kerääntyä lihaksiin aiheuttaen kipua ja heikentäen urheilullista suorituskykyä. Tämä on "polttava" tunne, jonka tunnet painojen nostamisen, pitkän ajanjakson, sprintin, raskaiden laatikoiden nostamisen jne. Jälkeen.
ATP ja energiantuotanto käymällä
Solujen universaali energian kantaja on kemikaali, joka tunnetaan nimellä ATP (adenosiinitrifosfaatti). Jos happea käytetään, solut voivat tuottaa ATP: tä glykolyysillä, jota seuraa soluhengitys - siten, että yksi glukoosisokerimolekyyli tuottaa 36-38 ATP-molekyyliä solutyypistä riippuen.
Näistä 36-38 ATP-molekyylistä vain kaksi tuotetaan glykolyysivaiheen aikana. Siten, jos käytetään fermentointia soluhengityksen vaihtoehtona, solut tuottavat paljon vähemmän energiaa kuin hengitys. Kuitenkin alhaisessa happipitoisuudessa tai anaerobisissa olosuhteissa käyminen voi pitää organismin elävänä ja selviytyneenä, koska muutoin heillä ei olisi hengitystä ilman happea.
Käyttää fermentointia
Ihmiset hyödyntävät käymisprosessia omaksi eduksemme, varsinkin kun kyse on ruoasta ja juomasta. Leivänvalmistus, oluen ja viinin tuotanto, suolakurkku, jogurtti ja kombucha käyttävät kaikkia käyminen.