Ce se întâmplă cu piruvatul în condiții anaerobe?

Glicoliza este conversia moleculei de zahăr cu șase atomi de carbon glucoză la două molecule ale compusului cu trei carbon piruvat și un pic de energie sub formă de ATP (adenozin trifosfat) și NADH (o moleculă „purtătoare de electroni”). Apare în toate celulele, ambele procariote (adică cele care nu au în general capacitatea de aerob respirație) și eucariote (adică cele care au organite și folosesc respirația celulară în ea integral).

Piruvatul format în glicoliză, un proces care în sine nu necesită oxigen, continuă în eucariote către mitocondrii pentru respirație aerobică, a cărui primă etapă este conversia piruvatului în acetil CoA (acetil coenzima A).

Dar dacă nu există oxigen sau celulei îi lipsesc modalitățile de a efectua respirația aerobă (la fel ca cele ale majorității procariotelor), piruvatul devine altceva. În respirația anaerobă, la ce se transformă cele două molecule de piruvat?

Glicoliza este conversia unei molecule de glucoză, C₆H₁₂O₆, la două molecule de piruvat, C

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

Aici P_eu înseamnă "fosfat anorganic, "sau o grupare fosfat liber care nu este atașată la o moleculă purtătoare de carbon. ADP este adenozin difosfat, care diferă de ADP prin, după cum ați fi putut ghici, un singur grup de fosfat liber.

La fel cum este în condiții anaerobe, produsul final al glicolizei în condiții aerobe este piruvatul. Ce se întâmplă cu piruvatul în condiții aerobe, și numai în condiții aerobe, este respirație aerobică (inițiat de reacția de punte anterioară ciclului Krebs). În condiții anaerobe, ceea ce se întâmplă cu piruvatul este conversia sa în lactat pentru a ajuta la menținerea glicolizei în amonte.

Înainte de a privi cu atenție soarta piruvatului în condiții anaerobe, merită să ne uităm la ce se întâmplă la această moleculă fascinantă în condițiile normale pe care le experimentați de obicei - chiar acum, pentru exemplu.

Reacția pod, numită și reacție de tranziție, are loc în mitocondriile eucariotelor și implică decarboxilarea piruvatului pentru a forma acetat, o moleculă cu doi carbon. O moleculă de coenzima A este adăugată la acetat pentru a forma acetil coenzima A sau acetil CoA. Această moleculă intră apoi ciclul Krebs.

În acest moment, dioxidul de carbon este excretat ca produs rezidual. Nu este necesară energie și nici nu se recoltează sub formă de ATP sau NADH.

Respirația aerobă completează procesul de respirație celulară și include ciclul Krebs și lanțul de transport al electronilor, atât în ​​mitocondrie.

Ciclul Krebs vede acetil CoA amestecat cu o moleculă de patru carbon numită oxaloacetat, al cărui produs este redus secvențial din nou la oxaloacetat; rezultă puțin ATP și o mulțime de purtători de electroni.

Lanțul de transport al electronilor folosește energia din electroni în acei purtători menționați mai sus pentru a produce mult ATP, cu oxigen necesar ca acceptor final de electroni pentru a împiedica întregul proces să se retragă în amonte, la glicoliză.

Când respirația aerobă nu este o opțiune (la fel ca în procariote) sau sistemul aerob este epuizat deoarece lanțul de transport al electronilor a fost saturat (ca și în exercițiile de intensitate ridicată sau anaerobă ale mușchilor umani), glicoliza nu mai poate continua, deoarece nu mai există o sursă de NAD_ care să o păstreze mergând.

Celulele dvs. au o soluție pentru asta. Piruvatul poate fi transformat în acid lactic sau lactat, pentru a genera suficient NAD + pentru a menține glicoliza pentru o vreme.

C₃H₄O₃ + NADH → NAD⁺ + C₃H₅O₃

Aceasta este geneza notorii „arsuri lactice” pe care le simțiți în timpul exercițiilor musculare intense, cum ar fi ridicarea greutăților sau un set complet de sprinturi.