Mitä tapahtuu pyruvaatille anaerobisissa olosuhteissa?

Glykolyysi on kuuden hiilen sokerimolekyylin konversio glukoosi kolmeen hiiliyhdisteen kahteen molekyyliin pyruvaatti ja vähän energiaa muodossa ATP (adenosiinitrifosfaatti) ja NADH ("elektronikantaja" -molekyyli). Sitä esiintyy kaikissa soluissa, molemmissa prokaryoottisissa (ts. Niissä, joissa aerobisen kapasiteetin puute yleensä puuttuu) hengitys) ja eukaryoottiset (ts. ne, joilla on organelleja ja jotka käyttävät soluhengitystä siinä kokonaisuutena).

Pyruvaatti muodostuu glykolyysissä, prosessi, joka itsessään ei vaadi happea, etenee eukaryooteissa mitokondrioihin aerobinen hengitys, jonka ensimmäinen vaihe on pyruvaatin muuttaminen asetyyli-CoA: ksi (asetyylikoentsyymi A).

Mutta jos happea ei ole läsnä tai solulla ei ole tapoja suorittaa aerobista hengitystä (kuten useimpien prokaryoottien tavoin), pyruvaatista tulee jotain muuta. Sisään anaerobinen hengitys, mihin kaksi pyruvaatin molekyyliä muuttuu?

Glykolyysi on yhden glukoosimolekyylin, C: n, konversio₆

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD + 2 ADP + 2 P_i → 2 ° C₃H₄O₃ + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP

Tässä P_i tarkoittaa "epäorgaaninen fosfaatti"tai vapaa fosfaattiryhmä, joka ei ole kiinnittynyt hiiltä sisältävään molekyyliin. ADP On adenosiinidifosfaatti, joka eroaa ADP: stä, kuten olet ehkä arvannut, yhdellä vapaalla fosfaattiryhmällä.

Aivan kuten se on anaerobisissa olosuhteissa, glykolyysin lopputuote aerobisissa olosuhteissa on pyruvaatti. Mitä tapahtuu pyruvaatille aerobisissa olosuhteissa ja vain aerobisissa olosuhteissa, on aerobinen hengitys. Anaerobisissa olosuhteissa pyruvaatille tapahtuu sen muuntumista laktaatiksi, jotta glykolyysi pysyy halkeamana ylävirtaan.

Ennen kuin tarkastellaan tarkkaan pyruvaatin kohtaloa anaerobisissa olosuhteissa, kannattaa tarkastella mitä tapahtuu tälle kiehtovalle molekyylille normaaleissa olosuhteissa, joita sinä itse koket - juuri nyt esimerkki.

Silta reaktio, jota kutsutaan myös siirtymäreaktio, tapahtuu eukaryoottien mitokondrioissa ja käsittää pyruvaatin dekarboksyloinnin muodostaen asetaatin, kahden hiilen molekyylin. Koentsyymi A -molekyyli lisätään asetaattiin asetyylikoentsyymin A tai asetyyli-CoA: n muodostamiseksi. Tämä molekyyli tulee sitten sisään Krebs-sykli.

Tässä vaiheessa hiilidioksidi erittyy jätteeksi. Energiaa ei tarvita eikä sitä kerätä ATP: n tai NADH: n muodossa.

Aerobinen hengitys täydentää soluhengityksen prosessin ja sisältää Krebsin syklin ja elektronien siirtoketju, molemmat mitokondrioissa.

Krebsin syklin aikana asetyyli-CoA sekoitetaan neljän hiilen molekyylin kanssa, jota kutsutaan oksaloasetaatiksi, jonka tuote pelkistetään taas peräkkäin oksaloasetaatiksi; tuloksena on pieni ATP ja paljon elektronikantajia.

Elektronien siirtoketju käyttää näiden edellä mainittujen kantajien elektronien energiaa tuottamaan paljon ATP, jossa tarvitaan happea lopullisena elektronin vastaanottajana, jotta koko prosessi ei varmuuskopioisi kauas ylävirtaan glykolyysissä.

Kun aerobinen hengitys ei ole vaihtoehto (kuten prokaryooteissa) tai aerobinen järjestelmä on tyhjentynyt, koska elektroninsiirtoketju on kyllästynyt (kuten korkean intensiteetin tai anaerobisen harjoituksen yhteydessä ihmisen lihaksissa), glykolyysi ei voi enää jatkua, koska NAD_: n lähde ei ole enää sen pitämiseksi menossa.

Soluillasi on kiertotapa tähän. Pyruvaatti voidaan muuntaa maitohapoksi tai laktaatiksi riittävän NAD +: n tuottamiseksi glykolyysin jatkamiseksi jonkin aikaa.

C₃H₄O₃ + NADH → NAD⁺ + C₃H₅O₃

Tämä on perinne pahamaineiselle "maitohappopalolle", jonka tunnet voimakkaan lihasten harjoittamisen aikana, kuten painonnostossa tai kaikessa sprinttisarjassa.