क्या होता है जब धीमी ग्लाइकोलाइसिस के अंत में कोई ऑक्सीजन उपलब्ध नहीं होती है?

ग्लाइकोलाइसिस कोशिका श्वसन में पहला कदम है, और इसे आगे बढ़ने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। ग्लाइकोलाइसिस चीनी के एक अणु को पाइरूवेट के दो अणुओं में परिवर्तित करता है, साथ ही एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) और निकोटीनैमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एनएडीएच) के दो अणु भी बनाता है। जब ऑक्सीजन अनुपस्थित होता है, तो एक कोशिका किण्वन की प्रक्रिया के माध्यम से पाइरूवेट्स का चयापचय कर सकती है।

एटीपी सेल का ऊर्जा भंडारण अणु है, जबकि एनएडीएच और इसके ऑक्सीकृत संस्करण, एनएडी +, सेल प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं जिसमें इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल होता है, जिसे रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के रूप में जाना जाता है। यदि ऑक्सीजन मौजूद है, तो सेल साइट्रिक एसिड चक्र के माध्यम से पाइरूवेट को तोड़कर पर्याप्त रासायनिक ऊर्जा निकाल सकता है, जो एनएडीएच को वापस एनएडी + में परिवर्तित कर देता है। ऑक्सीकरण के बिना, सेल को एनएडीएच को ऑक्सीकरण करने के लिए किण्वन का उपयोग करना चाहिए, इससे पहले कि यह अस्वास्थ्यकर स्तर तक बन जाए।

पाइरूवेट एक तीन-कार्बन अणु है जिसे एंजाइम लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज होमोलैक्टिक किण्वन के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया के माध्यम से लैक्टेट में परिवर्तित करता है। इस प्रक्रिया में, NADH को NAD+ में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो ग्लाइकोलाइसिस को आगे बढ़ने के लिए आवश्यक होता है। ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, होमोलैक्टिक किण्वन एनएडीएच को जमा होने से रोकता है, जो ग्लाइकोलाइसिस को रोक देगा और इसके ऊर्जा स्रोत की कोशिका को लूट लेगा। किण्वन किसी भी एटीपी अणु का उत्पादन नहीं करता है, लेकिन यह ग्लाइकोलाइसिस को जारी रखने और एटीपी के एक छोटे से प्रवाह का उत्पादन करने की अनुमति देता है। होमोलैक्टिक किण्वन में, लैक्टेट एकमात्र उत्पाद है।

ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, खमीर जैसे कुछ जीव पाइरूवेट को कार्बन डाइऑक्साइड और इथेनॉल में परिवर्तित कर सकते हैं। शराब बनाने वाले अनाज को बीयर में बदलने के लिए इस प्रक्रिया का फायदा उठाते हैं। हेटेरोलैक्टिक किण्वन दो चरणों में होता है। सबसे पहले, एंजाइम पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज पाइरूवेट को एसिटालडिहाइड में परिवर्तित करता है। दूसरे चरण में, एंजाइम अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज हाइड्रोजन को NADH से एसीटैल्डिहाइड में स्थानांतरित करता है, इसे इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करता है। यह प्रक्रिया NAD+ को भी पुन: उत्पन्न करती है, जो ग्लाइकोलाइसिस को जारी रखने में सक्षम बनाता है।

यदि आपने कभी महसूस किया है कि भारी शारीरिक गतिविधि के दौरान आपकी मांसपेशियां जलती हैं, तो आप अपनी मांसपेशियों की कोशिकाओं में होमोलैक्टिक किण्वन के प्रभाव का अनुभव कर रहे हैं। ज़ोरदार व्यायाम अस्थायी रूप से कोशिका की ऑक्सीजन आपूर्ति को समाप्त कर देता है। इन शर्तों के तहत, मांसपेशियां पाइरूवेट को लैक्टिक एसिड में बदल देती हैं, जो परिचित जलन पैदा करता है। हालांकि, यह निम्न ऑक्सीजन स्तरों के लिए एक स्टॉपगैप प्रतिक्रिया है। ऑक्सीजन के बिना, कोशिकाएं जल्दी मर सकती हैं।

अवायवीय किण्वन का उपयोग बीयर के अलावा कई खाद्य पदार्थों को बनाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, गोभी किण्वन से किमची और सॉकरक्राट जैसे व्यंजनों का उत्पादन करती है। लैक्टोबैसिलस बुल्गारिकस और स्ट्रेप्टोकोकस थर्मोफाइल सहित बैक्टीरिया के कुछ उपभेद दूध को होमोलैक्टिक किण्वन के माध्यम से दही में परिवर्तित करते हैं। प्रक्रिया दूध को जमा देती है, दही का स्वाद देती है और दूध की अम्लता को बढ़ाती है, जो इसे कई हानिकारक जीवाणुओं के लिए अनुपयुक्त बनाती है।