אלטרנטיבה לנשימה סלולרית

ייצור אנרגיה מתרכובות אורגניות, כגון גלוקוז, באמצעות חמצון באמצעות תרכובות כימיות (בדרך כלל אורגניות) מתוך התא בשם "מקבלי אלקטרונים" מכונה תְסִיסָה.

זוהי אלטרנטיבה לנשימה תאית בה מועברים אלקטרונים מגלוקוז ותרכובות אחרות המחומצנים למקבל המובא מחוץ לתא, בדרך כלל חמצן. זוהי אלטרנטיבה לנשימה תאית (ללא חמצן, נשימה תאית לא יכולה להתרחש).

תסיסה אמנם יכולה להתרחש בתנאים אנאירוביים (חוסר חמצן), אך היא יכולה לקרות כאשר גם חמצן נמצא בשפע.

שמרים, למשל, מעדיפים תסיסה על פני נשימה תאית אם יש מספיק גלוקוז לתמיכה בתהליך, גם אם יש הרבה חמצן.

כאשר סוכר עשיר באנרגיה - גלוקוז בפרט - נכנס לתא, הוא מתפרק בתהליך הנקרא גליקוליזה. גליקוליזה הוא שלב הכרחי הן לנשימה תאית והן לתסיסה.

זהו מסלול נפוץ לפירוק הסוכר, אשר יכול להוביל לתסיסה או נשימה תאית.

גליקוליזה הוא תהליך ביוכימי קדום, שהופיע מוקדם מאוד בהיסטוריה האבולוציונית. תגובות הליבה לגליקוליזה "הומצאו" על ידי מיקרואורגניזמים הרבה לפני שהתפתחה הפוטוסינתזה, שהופיעה בערך 3.5 לפני מיליארד שנים, אך ייקח בערך 1.5 מיליארד שנים למלא את הים ואת האווירה בכל כמות ניכרת חַמצָן.

לפיכך, אפילו אוקריוטים מורכבים (התחום הביולוגי הכולל את בעלי החיים, הצמחים, הפטריות והממלכות הפרוטיסטיות) מסוגלים לייצר אנרגיה ללא נשימה, ללא חמצן וכו '. בשמרים, המשתייכים לממלכת הפטריות, התסיסים הכימיים של הגליקוליזה מייצרים אנרגיה לתא.

בתום הגליקוליזה, מבנה שישה הפחמן של הגלוקוז יתחלק לשתי מולקולות של תרכובת שלוש הפחמן הנקראת פירובט. מיוצר גם הכימיקל NADH, מכימיקל "מחומצן" יותר הנקרא NAD +.

בשמרים, פירובט עובר "הפחתה", צבירת האלקטרונים, אשר מועברים לאחר מכן מה- NADH שיוצר מוקדם יותר בגליקוליזה כדי לייצר אצטאלדהיד ופחמן דו חמצני.

אז אצטאלדהיד מצטמצם עוד יותר לאלכוהול אתילי, התוצר הסופי של התסיסה. בבעלי חיים, כולל בני אדם, ניתן לתסוס פירובט כאשר זמינות החמצן נמוכה. זה נכון במיוחד בתאי שריר. כאשר זה קורה, למרות שמייצרים כמויות זעירות של אלכוהול, רוב הפירובט מגליקוליזה מצטמצם לא לאלכוהול, אלא חומצה לקטית.

בעוד שחומצה לקטית יכולה לעזוב תאים מן החי ולשמש לייצור אנרגיה בלב, היא יכולה להצטבר בתוך השרירים, לגרום לכאב ולירידה בביצועים אתלטיים. זו התחושה ה"בערה "שאתה מרגיש לאחר הרמת משקולות, ריצה לתקופה ארוכה, ספרינט, הרמת ארגזים כבדים וכו '.

נושא האנרגיה האוניברסלי בתאים הוא חומר כימי המכונה ATP (אדנוזין טריפוספט). אם משתמשים בחמצן, תאים יכולים לייצר ATP באמצעות גליקוליזה ואחריו נשימה תאית - כך שמולקולה אחת של סוכר גלוקוז מניבה 36-38 מולקולות של ATP, תלוי בסוג התא.

מתוך 36-38 מולקולות ATP אלה, רק שתיים מיוצרות בשלב הגליקוליזה. לפיכך, אם משתמשים בתסיסה כחלופה לנשימה תאית, התאים מפיקים הרבה פחות אנרגיה מכפי שהם משתמשים בנשימה. עם זאת, בתנאי חמצן נמוכים או בתנאים אנאירוביים, תסיסה יכולה לשמור על אורגניזם לחיות ולשרוד מכיוון שאחרת אין להם נשימה ללא חמצן.

בני אדם משתמשים בתהליך התסיסה לטובת עצמנו, במיוחד כשמדובר במזון ושתייה. הכנת לחם, ייצור בירה ויין, חמוצים, יוגורט וקומבוצ'ה משתמשים בכל תהליך של תסיסה.