უჯრედული სუნთქვის ალტერნატივა

ენერგიის წარმოება ორგანული ნაერთებიდან, მაგალითად, გლუკოზა, დაჟანგვის გზით უჯრედის შიგნით ქიმიური (ჩვეულებრივ ორგანული) ნაერთების გამოყენებით, როგორც "ელექტრონების მიმღები", ეწოდება დუღილი.

ეს არის უჯრედული სუნთქვის ალტერნატივა, რომელშიც ელექტრონი გლუკოზას და სხვა ნაერთების მჟანგავიდან გადადის უჯრედის გარედან შემოტანილ რეცეპტორში, ჩვეულებრივ ჟანგბადში. ეს არის ფიჭური სუნთქვის ალტერნატივა (ჟანგბადის გარეშე, უჯრედული სუნთქვა არ შეიძლება მოხდეს).

მიუხედავად იმისა, რომ დუღილი შეიძლება მოხდეს ანაერობული (ჟანგბადის უკმარისობის) პირობებში, ეს შეიძლება მოხდეს ჟანგბადის უხვი დროსაც.

მაგალითად, საფუარს ურჩევნია დუღილი უჯრედულ სუნთქვას, თუ საკმარისი გლუკოზაა პროცესის მხარდასაჭერად, მაშინაც კი, თუ საკმარისია ჟანგბადი.

ენერგიით მდიდარი შაქარი - განსაკუთრებით გლუკოზა - უჯრედში შედის, ის იშლება პროცესში, რომელსაც გლიკოლიზს უწოდებენ. გლიკოლიზი წინაპირობაა როგორც უჯრედული სუნთქვის, ასევე დუღილისთვის.

ეს არის საერთო გზა შაქრის დაშლისთვის, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დუღილი ან უჯრედული სუნთქვა.

გლიკოლიზი არის უძველესი ბიოქიმიური პროცესი, რომელიც გაჩნდა ევოლუციური ისტორიის ძალიან ადრეულ პერიოდში. გლიკოლიზის ძირითადი რეაქციები მიკროორგანიზმებმა "გამოიგონეს" ფოტოსინთეზის განვითარებამდე დიდი ხნით ადრე, რაც დაახლოებით 3.5 მილიარდი წლის წინ, მაგრამ ამას 1,5 მილიარდი წელი დასჭირდებოდა ზღვებისა და ატმოსფეროს ნებისმიერი მნიშვნელოვანი რაოდენობით შევსებით ჟანგბადი.

ამრიგად, კომპლექსურ ეუკარიოტებსაც (ბიოლოგიურ დომენს, რომელიც მოიცავს ცხოველებს, მცენარეებს, სოკოებსა და პროტოტიულ სამეფოებს) შეუძლია ენერგიის წარმოება სუნთქვის გარეშე, ჟანგბადის გარეშე და ა.შ. საფუარში, რომელიც სოკოების სამეფოს ეკუთვნის, გლიკოლიზის ქიმიური პროდუქტები დუღდება და უჯრედისთვის ენერგიას ქმნის.

გლიკოლიზის ბოლოს გლუკოზის ექვს ნახშირბადოვანი სტრუქტურა დაიყოფა სამი ნახშირბადის ნაერთის ორ მოლეკულად, სახელწოდებით პიროვატი. ასევე წარმოიქმნება ქიმიური ნივთიერება NADH, უფრო "დაჟანგული" ქიმიკატისგან, რომელსაც ეწოდება NAD +.

საფუარში პიროვატი განიცდის "შემცირებას", იძენს ელექტრონებს, რომლებიც შემდეგ გადადიან NADH– დან წარმოებულ ადრე გლიკოლიზში აცეტალდეჰიდისა და ნახშირორჟანგის მისაღებად.

შემდეგ აცეტალდეჰიდი შემცირდება ეთილის სპირტზე, დუღილის საბოლოო პროდუქტად. ცხოველებში, მათ შორის ადამიანებში, პიროვატის დუღილი შეიძლება, როდესაც ჟანგბადის ხელმისაწვდომობა დაბალია. ეს განსაკუთრებით ეხება კუნთის უჯრედებს. როდესაც ეს ხდება, თუმც მცირე რაოდენობით ალკოჰოლი წარმოიქმნება, პიროვატის უმეტესი ნაწილი გლიკოლიზიდან მცირდება არა ალკოჰოლამდე, არამედ რძემჟავა.

მიუხედავად იმისა, რომ რძემჟავას შეუძლია დატოვოს ცხოველური უჯრედები და გამოყენებულ იქნას გულში ენერგიის წარმოქმნა, ის შეიძლება კუნთებში შეიკრიბოს, რაც იწვევს ტკივილს და ამცირებს სპორტულ მოქმედებას. ეს არის "წვის" შეგრძნება, რომელსაც გრძნობთ სიმძიმის აწევის, დიდი ხნის განმავლობაში გაშვების, სპრინტის, მძიმე ყუთების აწევის და ა.შ.

უჯრედებში უნივერსალური ენერგიის გადამზიდავი არის ქიმიური ნივთიერება, რომელსაც ეწოდება ATP (ადენოზინტრიფოსფატი). ჟანგბადის გამოყენების შემთხვევაში, უჯრედებს შეუძლიათ ატფ წარმოქმნან გლიკოლიზის საშუალებით, რასაც მოყვება უჯრედული სუნთქვა - ისეთი, რომ გლუკოზის შაქრის ერთი მოლეკულა გამოიმუშავებს 36-38 ატფ მოლეკულას, რაც დამოკიდებულია უჯრედის ტიპზე.

ATP ამ 36-38 მოლეკულადან მხოლოდ ორი წარმოიქმნება გლიკოლიზის ფაზაში. ამრიგად, თუ უჯრედული სუნთქვის ალტერნატივად იყენებენ დუღილს, უჯრედები ნაკლებ ენერგიას აკეთებენ, ვიდრე სუნთქვის გამოყენებით. ამასთან, დაბალი ჟანგბადის ან ანაერობული პირობების დროს დუღილს შეუძლია ორგანიზმი ცოცხალი და გადარჩეს, რადგან მათ სხვაგვარად სუნთქვა არ ექნებოდათ ჟანგბადის გარეშე.

ადამიანები იყენებენ დუღილის პროცესს ჩვენი სარგებლობისთვის, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ეხება საკვებს და სასმელს. პურის დამზადება, ლუდისა და ღვინის წარმოება, მწნილი, იოგურტი და კომბუჩა დუღილის პროცესი.