Kas nutinka piruvatui anaerobinėmis sąlygomis?

Glikolizė yra šešių anglies cukraus molekulių konversija gliukozės į dvi trijų anglies junginio molekules piruvatas ir šiek tiek energijos pavidalu ATP (adenozino trifosfatas) ir NADH („elektronų nešėjo“ molekulė). Jis pasireiškia visose ląstelėse, tiek prokariotinėse (t. Y. Tose, kuriose paprastai trūksta aerobinio pajėgumo) kvėpavimas) ir eukariotiniai (t. y. turintys organelių ir naudojantys ląstelių kvėpavimą) visuma).

Piruvatas susidaro glikolizės metuprocesas, kuriam pačiam nereikia deguonies, eukariotuose vyksta į mitochondrijas aerobinis kvėpavimas, kurio pirmas žingsnis yra piruvato pavertimas acetil CoA (acetilkoenzimas A).

Bet jei deguonies nėra arba ląstelei trūksta būdų atlikti aerobinį kvėpavimą (kaip ir daugumos prokariotų atveju), piruvatas tampa kažkuo kitu. Į anaerobinis kvėpavimas, į ką paverčiamos dvi piruvato molekulės?

Glikolizė yra vienos gliukozės molekulės C konversija₆H₁₂O₆, į dvi piruvato molekules C₃H₄O₃, naudojant kai kuriuos ATP, vandenilio jonus ir NADH, naudojant ATP ir NADH pirmtakus, kelyje:

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

Čia P_i reiškia "neorganinis fosfatas"arba laisva fosfatų grupė, neprisirišusi prie anglies turinčios molekulės. ADP yra adenozino difosfatas, kuris nuo ADP skiriasi tuo, kaip jau spėjote, viena laisvo fosfato grupė.

Kaip ir anaerobinėmis sąlygomis, galutinis glikolizės produktas aerobinėmis sąlygomis yra piruvatas. Kas vyksta su piruvatu aerobinėmis sąlygomis ir tik aerobinėmis sąlygomis, yra aerobinis kvėpavimas (inicijuotas tilto reakcija prieš Krebso ciklą). Anaerobinėmis sąlygomis piruvatui įvyksta jo virtimas laktatu, kuris padeda išlaikyti glikolizę prieš srovę.

Prieš atidžiai pažvelgus į piruvato likimą anaerobinėmis sąlygomis, verta pasidomėti, kas vyksta šiai įspūdingai molekulei normaliomis sąlygomis, kurias jūs paprastai patiriate - dabar pavyzdys.

Tiltinė reakcija, dar vadinama perėjimo reakcija, vyksta eukariotų mitochondrijose ir apima piruvato dekarboksilinimą, kad susidarytų acetatas, dviejų anglių molekulė. Kofermento A molekulė pridedama prie acetato, kad susidarytų acetilo koenzimas A arba acetil CoA. Tada ši molekulė patenka Krebso ciklas.

Šiuo metu anglies dioksidas išsiskiria kaip atliekos. Nereikalinga energija, be to, ji nerenkama ATP ar NADH pavidalu.

Aerobinis kvėpavimas užbaigia ląstelių kvėpavimo procesą ir apima Krebso ciklą bei elektronų perdavimo grandinė, tiek mitochondrijose.

Krebso ciklo metu acetilinis CoA sumaišomas su keturių anglių molekule, vadinama oksaloacetatu, kurios produktas vėl nuosekliai redukuojamas į oksaloacetatą; atsiranda nedidelis ATP ir daug elektronų nešėjų.

Elektronų pernešimo grandinė naudoja energiją, esančią tuose aukščiau paminėtuose nešikliuose esančiuose elektronuose, kad gautų daug ATP, reikalingas deguonis kaip galutinis elektronų priėmėjas, kad visas procesas neatsirastų toli prieš srovę glikolizės metu.

Kai aerobinis kvėpavimas nėra pasirinkimas (kaip prokariotuose) arba aerobinė sistema yra išnaudota, nes elektronų perdavimo grandinė buvo prisotinta (kaip atliekant didelio intensyvumo ar anaerobinius pratimus žmogaus raumenyse), glikolizė nebegali tęstis, nes nebėra NAD_ šaltinio, kuris ją išlaikytų vyksta.

Jūsų ląstelės turi tai apeiti. Piruvatą galima paversti pieno rūgštimi arba laktatu, kad susidarytų pakankamai NAD +, kad kurį laiką vyktų glikolizė.

C₃H₄O₃ + NADH → NAD⁺ + C₃H₅O₃

Tai yra pagarsėjusio „pieno rūgšties nudegimo“, kurį jaučiate intensyvaus raumenų mankštos metu, pavyzdžiui, kilnojant svarmenis ar visą sprinto rinkinį, genezė.