Шта се догађа са пируватом у анаеробним условима?

Гликолиза је конверзија молекула шећера са шест угљеника глукоза на два молекула једињења са три угљеника пируват и мало енергије у облику АТП (аденозин трифосфат) и НАДХ (молекул „носач електрона“). Јавља се у свим ћелијама, и прокариотским (тј. Онима које генерално немају способност аеробика дисање) и еукариотске (тј. оне које имају органеле и у себи користе ћелијско дисање целина).

Пируват настала у гликолизи, процес који сам по себи не захтева кисеоник, еукариотима се наставља у митохондрије аеробик дисање, чији је први корак конверзија пирувата у ацетил ЦоА (ацетил коензим А).

Али ако нема кисеоника или ћелији недостају начини за аеробно дисање (као и код већине прокариота), пируват постаје нешто друго. У анаеробно дисање, у шта се претварају два молекула пирувата?

Гликолиза је конверзија једног молекула глукозе, Ц.₆Х.₁₂О.₆, на два молекула пирувата, Ц.₃Х.₄О.₃, са неким АТП, јонима водоника и НАДХ који се успут генеришу уз помоћ претходника АТП и НАДХ:

Ц.₆Х.₁₂О.₆ + 2 НАД + 2 АДП + 2 П._и → 2 Ц.₃Х.₄О.₃ + 2 НАДХ + 2 Х.⁺ + 2 АТП

Ево П._и означава "неоргански фосфат, "или слободна фосфатна група која није везана за молекул који садржи угљеник. АДП је аденозин дифосфат, који се од АДП разликује, као што сте могли претпоставити, једном слободном фосфатном групом.

Баш као што је то у анаеробним условима, коначни производ гликолизе под аеробним условима је пируват. Оно што се дешава са пируватом у аеробним условима и само под аеробним условима је аеробик дисање (покренут реакцијом моста која претходи Кребсовом циклусу). У анаеробним условима, оно што се дешава са пируватом је његово претварање у лактат да би се гликолиза задржала узводно.

Пре него што пажљиво погледамо судбину пирувата у анаеробним условима, вреди погледати шта се дешава овом фасцинантном молекулу у нормалним условима које и сами обично доживљавате - управо сада пример.

Реакција моста, такође названа реакција транзиције, одвија се у митохондријима еукариота и укључује декарбоксилацију пирувата да би се добио ацетат, молекул са два угљеника. Молекул коензима А се додаје ацетату да би се формирао ацетил коензим А или ацетил ЦоА. Овај молекул затим улази Кребсов циклус.

У овом тренутку, угљен-диоксид се излучује као отпадни производ. Није потребна енергија нити се бере у облику АТП или НАДХ.

Аеробно дисање довршава процес ћелијског дисања и укључује Кребсов циклус и ланац за транспорт електрона, оба у митохондријуму.

Кребсов циклус види ацетил ЦоА помешан са молекулом од четири угљеника званим оксалоацетат, чији се производ поново секвенцијално редукује у оксалоацетат; резултат је мало АТП-а и пуно носача електрона.

Ланац преноса електрона користи енергију у електронима у поменутим носачима да би произвео велику количину АТП, са потребним кисеоником као крајњи акцептор електрона да спречи да се читав процес спреми далеко узводно, при гликолизи.

Када аеробно дисање није опција (као код прокариота) или је аеробни систем исцрпљен јер је ланац транспорта електрона засићен (као код вежбања високог интензитета или анаеробне вежбе у људским мишићима), гликолиза више не може да се настави, јер више нема извора НАД_ који би је задржао одлазак.

Ваше ћелије имају заобилазно решење за ово. Пируват се може претворити у млечну киселину или лактат, да би се створио довољно НАД + да би неко време гликолиза била у току.

Ц.₃Х.₄О.₃ + НАДХ → НАД⁺ + Ц₃Х.₅О.₃

Ово је генеза озлоглашеног „опекотина млечне киселине“ које осећате током интензивних мишићних вежби, попут дизања тегова или свеукупног спринта.