Glikolīze ir sešu oglekļa cukura molekulas konversija glikoze uz divām trīs oglekļa savienojuma molekulām piruvāts un nedaudz enerģijas formā ATP (adenozīna trifosfāts) un NADH ("elektronu nesēja" molekula). Tas notiek visās šūnās, abās prokariotiskās (t.i., tām, kurām parasti trūkst aerobo spēju) elpošana) un eikariotu (t.i., tiem, kuriem ir organoīdi un kas tajā izmanto šūnu elpošanu veselums).
Piruvāts veidojas glikolīzēprocess, kuram pašam nav vajadzīgs skābeklis, eikariotos virzās uz mitohondrijiem aerobā elpošana, kuras pirmais solis ir piruvāta pārveidošana par acetil CoA (acetil koenzīms A).
Bet, ja skābekļa nav vai šūnai nav aerobās elpošanas veidu (tāpat kā lielākajai daļai prokariotu), piruvāts kļūst par kaut ko citu. In anaerobā elpošana, par ko pārvēršas abas piruvāta molekulas?
Glikolīze: piruvāta avots
Glikolīze ir vienas glikozes molekulas C pārveidošana6H12O6, divām piruvāta molekulām C3H4O3, ar dažiem ATP, ūdeņraža joniem un NADH, kas ceļā radās ar ATP un NADH prekursoru palīdzību:
C6H12O6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pi → 2 C3H4O3 + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP
Šeit Pi nozīmē "neorganiskais fosfāts"vai brīvā fosfāta grupa, kas nav piesaistīta oglekli saturošai molekulai. ADP ir adenozīna difosfāts, kas no ADP atšķiras ar to, kā, iespējams, uzminējāt, ar vienu brīvā fosfāta grupu.
Piruvāta apstrāde eikariotos
Gluži tāpat kā anaerobos apstākļos, glikolīzes gala produkts aerobos apstākļos ir piruvāts. Kas notiek ar piruvatu aerobos apstākļos un tikai aerobos apstākļos, ir aerobā elpošana (ko izraisīja tilta reakcija pirms Krebsa cikla). Anaerobos apstākļos piruvātam notiek tā pārvēršanās par laktātu, lai palīdzētu glikolīzei sasmalcināties augšpus straumes.
Pirms uzmanīgi aplūkot piruvāta likteni anaerobos apstākļos, ir vērts apskatīt, kas notiek šai aizraujošajai molekulai normālos apstākļos, kurus jūs pats parasti izjūtat - tieši tagad piemērs.
Piruvāta oksidēšana: tilta reakcija
Tilta reakcija, saukta arī par pārejas reakcija, notiek eikariotu mitohondrijās un ietver piruvāta dekarboksilēšanu, veidojot acetātu - divu oglekļa molekulu. Acetātam pievieno koenzīma A molekulu, veidojot acetilkoenzīmu A vai acetil CoA. Pēc tam šī molekula nonāk Krebsa cikls.
Šajā brīdī oglekļa dioksīds izdalās kā atkritumi. Enerģija nav nepieciešama, un tā netiek novākta ATP vai NADH veidā.
Aerobā elpošana pēc piruvāta
Aerobā elpošana pabeidz šūnu elpošanas procesu un ietver Krebsa ciklu un elektronu transporta ķēde, gan mitohondrijos.
Krebsa cikla laikā acetil CoA tiek sajaukts ar četru oglekļa molekulu, ko sauc par oksaloacetātu, kuras produkts tiek secīgi reducēts līdz oksaloacetātam; rodas nedaudz ATP un daudz elektronu nesēju.
Elektronu transporta ķēde izmanto enerģiju, kas atrodas elektronos šajos iepriekšminētajos nesējos, lai radītu daudz ATP, ar nepieciešamo skābekli kā galīgais elektronu akceptors, lai viss process netiktu dublēts tālu augšpus glikolīzes.
Fermentācija: pienskābe
Ja aerobā elpošana nav iespējama (kā prokariotos) vai aerobā sistēma ir izsmelta, jo elektronu transporta ķēde ir piesātināta (tāpat kā ar augstas intensitātes vai anaerobiem vingrinājumiem cilvēka muskuļos), glikolīzi vairs nevar turpināt, jo vairs nav NAD_ avota, lai to saglabātu iet.
Jūsu šūnām ir risinājums. Piruvātu var pārveidot par pienskābi vai laktātu, lai radītu pietiekami daudz NAD +, lai kādu laiku uzturētu glikolīzi.
C3H4O3 + NADH → NAD+ + C3H5O3
Šī ir bēdīgi slavenā "pienskābes apdeguma" ģenēze, ko jūtat intensīvu muskuļu vingrinājumu laikā, piemēram, pacelšanas svars vai visaptverošs sprintu komplekts.
