Что происходит с пируватом в анаэробных условиях?

Гликолиз представляет собой преобразование молекулы шестиуглеродного сахара глюкоза к двум молекулам трехуглеродного соединения пируват и немного энергии в виде АТФ (аденозинтрифосфат) и НАДН (молекула «переносчик электронов»). Это происходит во всех клетках, как прокариотических (т. Е. Тех, которые, как правило, не обладают способностью к аэробной активности). дыхание) и эукариотические (то есть те, которые имеют органеллы и используют клеточное дыхание в своей целиком).

Пируват образуется при гликолизе, процесс, который сам по себе не требует кислорода, протекает у эукариот в митохондрии для аэробного дыхания, первым этапом которого является превращение пирувата в ацетил-КоА (ацетилкофермент А).

Но если кислорода нет или клетка не имеет возможности выполнять аэробное дыхание (как и у большинства прокариот), пируват становится чем-то другим. В анаэробное дыхание, что две молекулы пирувата превращаются в?

Гликолиз - это превращение одной молекулы глюкозы, C₆ЧАС₁₂

C₆ЧАС₁₂О₆ + 2 НАД + 2 АДФ + 2 П_я → 2 С₃ЧАС₄О₃ + 2 НАДН + 2 Н⁺ + 2 АТФ

Здесь п_я означает "неорганический фосфат, "или свободная фосфатная группа, не присоединенная к углеродной молекуле. ADP является аденозиндифосфат, который отличается от АДФ, как вы могли догадаться, одной свободной фосфатной группой.

Как и в анаэробных условиях, конечным продуктом гликолиза в аэробных условиях является пируват. Что происходит с пируватом в аэробных условиях и только в аэробных условиях, - это аэробного дыхания (инициируется мостовой реакцией, предшествующей циклу Кребса). В анаэробных условиях с пируватом происходит его преобразование в лактат, что помогает поддерживать процесс гликолиза вверх по течению.

Прежде чем внимательно посмотреть на судьбу пирувата в анаэробных условиях, стоит посмотреть, что происходит. к этой удивительной молекуле в обычных условиях, с которыми вы сами обычно сталкиваетесь - прямо сейчас, для пример.

Мостовая реакция, также называемая переходная реакция, происходит в митохондриях эукариот и включает декарбоксилирование пирувата с образованием ацетата, двухуглеродной молекулы. К ацетату добавляется молекула кофермента А с образованием ацетилкофермента А или ацетил-КоА. Затем эта молекула входит цикл Кребса.

В этот момент углекислый газ выводится из организма в виде отходов жизнедеятельности. Энергия не требуется и не собирается в форме АТФ или НАДН.

Аэробное дыхание завершает процесс клеточного дыхания и включает цикл Кребса и электронная транспортная цепь, как в митохондриях.

В цикле Кребса ацетил-КоА смешивается с четырехуглеродной молекулой, называемой оксалоацетатом, продукт которой снова последовательно восстанавливается до оксалоацетата; в результате получается мало АТФ и много переносчиков электронов.

Цепь переноса электронов использует энергию электронов в этих вышеупомянутых носителях для производства большого количества АТФ, с необходимым кислородом в качестве последнего акцептора электронов, чтобы не допустить дублирования всего процесса далеко вверх по потоку, при гликолизе.

Когда аэробное дыхание невозможно (как у прокариот) или аэробная система истощена из-за насыщения цепи переноса электронов (как при высокоинтенсивных или анаэробных упражнениях на мышцы человека) гликолиз больше не может продолжаться, потому что больше нет источника NAD_, чтобы удерживать его. идущий.

У ваших ячеек есть обходной путь. Пируват может быть преобразован в молочную кислоту или лактат для выработки достаточного количества НАД + для поддержания гликолиза в течение некоторого времени.

C₃ЧАС₄О₃ + НАДН → НАД⁺ + C₃ЧАС₅О₃

Так происходит пресловутый «ожог молочной кислотой», который вы ощущаете во время интенсивных мышечных упражнений, таких как поднятие тяжестей или комплексный спринт.