რა არის რძემჟავა დუღილი?

რამდენადაც თქვენ იცნობთ სიტყვას "დუღილი", თქვენ შეიძლება იყოს მიზანშეწონილი დაუკავშიროთ იგი ალკოჰოლური სასმელების შექმნის პროცესს. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ნამდვილად იყენებს ერთი ტიპის დუღილს (ფორმალურად და იდუმალებით მოცული ე.წ. ალკოჰოლური დუღილი), მეორე ტიპი, რძემჟავა დუღილი, სინამდვილეში უფრო სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია და თითქმის გარკვეულწილად გვხვდება საკუთარ სხეულში ამის წაკითხვისას.

დუღილი გულისხმობს ნებისმიერ მექანიზმს, რომლის საშუალებითაც უჯრედს შეუძლია გამოიყენოს გლუკოზა ენერგიის გასათავისუფლებლად ადენოზინტრიფოსფატის (ATP) სახით ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში - ანუ ანაერობულ პირობებში. ქვეშ ყველა პირობები - მაგალითად, ჟანგბადით ან მის გარეშე, ისევე როგორც ეუკარიოტულ (მცენარეულ და ცხოველურ) და პროკარიოტულ (ბაქტერიულ) უჯრედებში - გლუკოზის მოლეკულის მეტაბოლიზმი, სახელწოდებით გლიკოლიზი, მიმდინარეობს მთელი რიგი ნაბიჯებით ორი მოლეკულის წარმოქმნით პირუვატი რა მოხდება შემდეგ, დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ორგანიზმია ჩართული და არის ჟანგბადი.

ყველა ორგანიზმში გლუკოზა (C

ორი G-3-P მოლეკულა შემდეგ შედის გლიკოლიზის ენერგიის წარმომქმნელ ეტაპზე. G-3-P (და გახსოვდეთ, ეს ორია) პროტონს ან წყალბადის ატომს ანიჭებს NAD + მოლეკულას (ნიკოტინამიდი ადენინი დინუკლეოტიდი, მნიშვნელოვანი ენერგია მრავალი უჯრედული რეაქციის გადამზიდავი) NADH წარმოქმნისთვის, ხოლო NAD აჩუქებს ფოსფატს G-3-P- ს, რომ გადააქციოს იგი ბისფოსფოგლიცერატად (BPG), ნაერთად ორი ფოსფატები. თითოეული მათგანი გადაეცემა ADP- ს, რომ შექმნას ორი ATP, რადგან პიროვატი საბოლოოდ წარმოიქმნება. ამასთან, გავიხსენოთ, რომ ყველაფერი, რაც ხდება ექვსი ნახშირბადის შაქრის ორ სამ ნახშირბადად დაყოფის შემდეგ შაქარი დუბლირებულია, ამიტომ ეს ნიშნავს, რომ გლიკოლიზის წმინდა შედეგია ოთხი ATP, ორი NADH და ორი პიროვატი მოლეკულები.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ გლიკოლიზი ანაერობულად ითვლება ჟანგბადი არ არის საჭირო პროცესის წარმოსადგენად. მარტივია ამის აღრევა "მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ჟანგბადი არ არის". ანალოგიურად შეგიძლიათ გორაზე ჩამოხვიდეთ მანქანით, თუნდაც გაზის სრული ავზით, გლიკოლიზი ვითარდება ისე, არის თუ არა ჟანგბადი გულუხვი რაოდენობით, მცირე რაოდენობით თუ არა ყველა

მას შემდეგ, რაც გლიკოლიზმა მიაღწია პიროვატის საფეხურს, პიროვატის მოლეკულების ბედი დამოკიდებულია კონკრეტულ გარემოზე. ეუკარიოტებში, საკმარისი ჟანგბადის არსებობის შემთხვევაში, პირუვატის თითქმის მთელი ნაწილი აერობულ სუნთქვაში ხვდება. ამ ორეტაპიანი პროცესის პირველი ეტაპია კრებსის ციკლი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ციტრუსის მჟავას ციკლს ან ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლს; მეორე ნაბიჯი არის ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვი. ეს ხდება უჯრედების მიტოქონდრიებში, ორგანელებში, რომლებიც ხშირად შედარებულია პატარა ელექტროსადგურებთან. ზოგიერთ პროკარიოტს შეუძლია აერობული მეტაბოლიზმით დაკავება, მიუხედავად იმისა, რომ არ აქვთ მიტოქონდრიები ან სხვა ორგანელები ("ფაკულტატური აერობები"), მაგრამ უმეტესად ნაწილი მათ შეუძლიათ დააკმაყოფილონ თავიანთი ენერგეტიკული საჭიროებები მხოლოდ ანაერობული მეტაბოლური გზებით და მრავალი ბაქტერია მოწამლულია ჟანგბადით ("სავალდებულო ანაერობები ”).

როდესაც საკმარისია ჟანგბადი არა პროკარიოტებში და უმეტეს ეუკარიოტებში პიროვატი შედის რძემჟავა დუღილის გზაზე. ამის გამონაკლისი არის ერთუჯრედიანი ევკარიოტის საფუარი, სოკო, რომელიც მეტაბოლიზდება პიროვატისაგან ეთანოლამდე (ორ ნახშირბადის სპირტი, რომელიც გვხვდება ალკოჰოლურ სასმელებში). ალკოჰოლური დუღილის დროს ნახშირორჟანგის მოლეკულა ამოიღება პიროვატიდან აცეტალდეჰიდის შესაქმნელად, ხოლო წყალბადის ატომი მიემაგრება აცეტალდეჰიდს ეთანოლის წარმოქმნის მიზნით.

გლიკოლიზს შეუძლია თეორიულად შეუზღუდავად განაგრძოს ენერგია მშობლის ორგანიზმისთვის, რადგან თითოეული გლუკოზა იწვევს ენერგიის წმინდა მოგებას. ბოლოს და ბოლოს, გლუკოზა შეიძლება მეტნაკლებად მუდმივად იკვებებოდეს სქემაში, თუ ორგანიზმი უბრალოდ საკმარისად ჭამს და ATP არსებითად განახლებადი რესურსია. აქ შეზღუდვის ფაქტორია NAD– ის ხელმისაწვდომობა⁺, და სწორედ აქ შემოდის რძემჟავა დუღილი.

ფერმენტი სახელწოდებით ლაქტატდეჰიდროგენაზას (LDH) პიროვატს გარდაქმნის ლაქტატად პროტონის დამატებით (H⁺) პიროვატად და ამ პროცესში, NADH ზოგიერთი გლიკოლიზიდან გარდაიქმნება ისევ NAD⁺. ეს უზრუნველყოფს NAD- ს⁺ მოლეკულა, რომელიც შეიძლება დაუბრუნდეს "დინების ზედა ნაწილში", რათა მონაწილეობა მიიღოს გლიკოლიზში. სინამდვილეში, ეს სულაც არ არის აღდგენითი ორგანიზმის მეტაბოლური საჭიროებების გათვალისწინებით. მაგალითად ადამიანების გამოყენება, მოსვენებულ მდგომარეობაში მყოფი ადამიანიც კი ვერ ახერხებს მისი მეტაბოლური საჭიროებების დაკმაყოფილებას მხოლოდ გლიკოლიზის საშუალებით. ეს ალბათ აშკარაა იმაში, რომ როდესაც ადამიანები სუნთქვას წყვეტენ, მათ არ შეუძლიათ სიცოცხლის ხანგრძლივად შენარჩუნება ჟანგბადის უკმარისობის გამო. შედეგად, გლიკოლიზი დუღილთან ერთად ნამდვილად წარმოადგენს საცალტერებელ ზომას, პატარა, დამხმარე საწვავის ავზის ექვივალენტის მიღებას, როდესაც ძრავას დამატებითი საწვავი სჭირდება. ეს კონცეფცია ქმნის სავარჯიშო სამყაროში სასაუბრო გამონათქვამების მთლიან საფუძველს: "იგრძენი დამწვრობა", "კედელზე მოხვედრა" და სხვა.

თუ რძემჟავა - ნივთიერება, რომლის შესახებაც თითქმის ნამდვილად გსმენიათ, ისევ ვარჯიშის კონტექსტში - რაღაც ჟღერს ეს შეიძლება აღმოჩნდეს რძეში (შეიძლება ნახოთ პროდუქტის სახელები, როგორიცაა Lactaid ადგილობრივი რძის გამაგრილებელში), ეს შემთხვევითი არ არის. ლაქტატი პირველად იზოლირებულ იქნა შემორჩენილი რძით ჯერ კიდევ 1780 წელს. (ლაქტატი არის რძემჟავა ფორმის ფორმა, რომელსაც აქვს გაჩუქებული პროტონი, როგორც ამას ყველა მჟავა აკეთებს. ეს მჟავების "-ate" და "-ic acid" დასახელების კონვენცია მოიცავს მთელ ქიმიას.) როდესაც დარბიხართ ან აწევთ წონას ან მონაწილეობთ მაღალი ინტენსივობის ვარჯიშებში - ყველაფერი, რაც გიჭირთ სუნთქვის გაძნელებაზე, რეალურად - აერობული მეტაბოლიზმი, რომელიც ჟანგბადს ეყრდნობა, აღარ არის საკმარისი თქვენი სამუშაო მოთხოვნების შესაბამისად. კუნთები.

ამ პირობებში, სხეული გადადის "ჟანგბადის დავალიანებაში", რაც არასწორი სახელია რეალური საკითხია ფიჭური აპარატი, რომელიც აწარმოებს "მხოლოდ" 36 ან 38 ATP თითო მოლეკულა გლუკოზას მიეწოდება. თუ ვარჯიშის ინტენსივობა შენარჩუნებულია, სხეული ცდილობს შეინარჩუნოს ტემპი LDH- ის მაღალ სიჩქარეში დარტყმით და რაც შეიძლება მეტი NAD⁺ რაც შეიძლება პიროვატის ლაქტატად გადაქცევის გზით. ამ ეტაპზე სისტემის აერობული კომპონენტი მაქსიმალურად გაიზარდა და ანაერობული კომპონენტი იბრძვის ისევე, როგორც ვინმემ ნავით გირაოს საშუალებით შეაჩერა გემი, რომ წყლის მიუხედავად, მისი დონე კვლავ იწყებს ცვივას ძალისხმევა.

დუღილში წარმოქმნილ ლაქტატს მალევე ერთვის პროტონი და წარმოქმნის რძემჟავას. ეს მჟავა აგრძელებს კუნთებში დაგროვებას მუშაობის შენარჩუნების დროს, სანამ საბოლოოდ ATP- ს გამომუშავების ყველა გზა უბრალოდ ვერ მიდის ტემპს. ამ ეტაპზე კუნთოვანი მუშაობა უნდა შენელდეს ან საერთოდ შეწყდეს. მორბენალმა, რომელიც მილის რბოლაშია, მაგრამ გარკვეულწილად სწრაფად იწყებს თავისი ფიტნესის დონისთვის, შეიძლება აღმოჩნდეს სამი წრე ოთხი წრის კონკურსში, რომელიც უკვე ჟანგბადის დამაბრკოლებელ დავალიანებას წარმოადგენს. იმისათვის, რომ უბრალოდ დასრულდეს, მან მკვეთრად უნდა შეანელებს სიჩქარე, ხოლო კუნთები ისე იბეგრება, რომ გაშვებული ფორმა ან სტილი აშკარად განიცდის. თუ თქვენ ოდესმე უყურებდით მორბენალს გრძელი სპრინტის რბოლაში, მაგალითად 400 მეტრზე (რაც მსოფლიო კლასის სპორტსმენებს 45 – დან 50 წლამდე სჭირდება წამების დასასრულებლად) მკაცრად ნელა შეჯიბრის ბოლო ნაწილში, თქვენ ალბათ შენიშნეთ, რომ ის თითქმის ჩანს ცურვა ეს, თავისუფლად რომ ვთქვათ, კუნთების უკმარისობას უკავშირდება: არ არსებობს რაიმე სახის საწვავის წყარო, სპორტსმენის კუნთებში ბოჭკოები უბრალოდ ვერ იკუმშება მთლიანად ან სიზუსტით, და შედეგი არის მორბენალი, რომელიც მოულოდნელად გამოიყურება ისე, თითქოს მას უჩანს უხილავი ფორტეპიანო ან სხვა დიდი საგანი უკან

დიდი ხნის განმავლობაში მეცნიერებმა იცოდნენ, რომ რძემჟავა სწრაფად გროვდება კუნთებში, რომლებიც დაშლის პირას არიან. ანალოგიურად, დადგენილია, რომ ფიზიკური ვარჯიშის ისეთი სახეობა, რომელიც იწვევს ამ ტიპის კუნთის სწრაფ უკმარისობას, წარმოქმნის უნიკალურ და დამახასიათებელ წვას დაზარალებულ კუნთებში. (ამის გამოწვევა ძნელი არ არის; დაეშვით იატაკზე და შეეცადეთ გააკეთოთ 50 უწყვეტი ბიძგი და პრაქტიკულად დარწმუნებულია, რომ თქვენს მკერდსა და მხრებზე კუნთები მალე განიცდიან "დამწვრობას".) ამიტომ იგი საკმაოდ ბუნებრივი იყო დაუშვებელია საწინააღმდეგო მტკიცებულებების არსებობა, რომ რძემჟავა თავად იყო დამწვრობის მიზეზი, და რომ რძემჟავა თავისთავად ტოქსინი იყო - აუცილებელი ბოროტება გზაზე მეტად საჭირო NAD⁺. ეს რწმენა საფუძვლიანად ვრცელდება სავარჯიშო საზოგადოებაში; იარეთ ტრასის შეხვედრაზე ან 5K გზის რბოლაზე და თქვენ ალბათ მოისმენთ მორბენალების პრეტენზიებს წინა დღის ვარჯიშისგან ტკივილის გამო, რადგან მათ აქვთ ბევრი ლაქტური მჟავა მათ ფეხებში.

უახლესმა გამოკვლევებმა ამ პარადიგმას კითხვის ნიშნის ქვეშ დააყენა. ლაქტატი (აქ, ეს ტერმინი და "რძემჟავა" მარტივად გულისთვის გამოიყენება) აღმოჩნდა, რომ არაფერია, თუ არა გაფუჭებული მოლეკულა, არა კუნთების უკმარისობის ან წვის მიზეზი. ის აშკარად ემსახურება როგორც სასიგნალო მოლეკულას უჯრედებს და ქსოვილებს შორის, ასევე თავისთავად კარგად შენიღბული საწვავის წყაროს.

ტრადიციული საფუძველი, თუ როგორ იწვევს ლაქტატი კუნთის უკმარისობას, არის დაბალი pH (მაღალი მჟავიანობა) მოქმედ კუნთებში. სხეულის ნორმალური pH ნეიტრალთან ახლოს იმყოფება მჟავე და ფუძე, მაგრამ რძემჟავა დაიღვარა მისი პროტონები, რომლებიც ლაქტატად იქცევიან, კუნთებს წყალბადის იონებით ატბორებს, რის გამოც მათ არ შეუძლიათ ფუნქციონირება სე თუმცა ეს იდეა მკაცრად ეჭვქვეშ დგას 1980-იანი წლებიდან. იმ თვალსაზრისით, რომ მეცნიერები განსხვავებულ თეორიას მიიწევდნენ, ძალიან მცირე H⁺ რაც სამუშაო კუნთებში გროვდება სინამდვილეში რძემჟავასგან. ეს იდეა წარმოიშვა ძირითადად პიროვატის გზის გლიკოლიზის რეაქციების მჭიდრო შესწავლის შედეგად, რაც გავლენას ახდენს როგორც პიროვატის, ასევე ლაქტატის დონეზე. ასევე, ვარჯიშის დროს კუნთოვანი უჯრედებიდან მეტი რძემჟავა გადადის, ვიდრე ადრე ითვლებოდა, რითაც შეიზღუდა მისი H გადაყრის უნარი⁺ კუნთებში. ამ ლაქტატის ნაწილის მიღება შეიძლება ღვიძლმა და გამოიყენოს გლუკოზის დასამზადებლად გლიკოლიზის საპირისპირო ნაბიჯებით. შემაჯამებელი რამხელა დაბნეულობა ჯერ კიდევ არსებობს 2018 წლისთვის ამ საკითხის გარშემო, ზოგიერთ მეცნიერს აქვს კიდეც შესთავაზა ლაქტატის გამოყენება, როგორც საწვავის დანამატი ვარჯიშისთვის, ამით მთლიანად გადაიქცა დიდი ხნის იდეები უკუღმა.