Glikoliz, hücre solunumunun ilk adımıdır ve ilerlemek için oksijen gerektirmez. Glikoliz, bir şeker molekülünü iki piruvat molekülüne dönüştürür ve ayrıca her biri adenosin trifosfat (ATP) ve nikotinamid adenin dinükleotidi (NADH) olmak üzere iki molekül üretir. Oksijen olmadığında, hücre fermantasyon süreci boyunca piruvatları metabolize edebilir.
Enerji metabolizması
ATP, hücrenin enerji depolama molekülüdür, NADH ve oksitlenmiş versiyonu NAD+, redoks reaksiyonları olarak bilinen elektron transferini içeren hücre reaksiyonlarında yer alır. Oksijen mevcutsa, hücre, NADH'yi tekrar NAD+'ya dönüştüren sitrik asit döngüsü boyunca piruvatı parçalayarak önemli kimyasal enerjiyi çıkarabilir. Oksidasyon olmadan hücre, sağlıksız seviyelere çıkmadan önce NADH'yi oksitlemek için fermantasyon kullanmalıdır.
Homolaktik Fermantasyon
Piruvat, laktat dehidrojenaz enziminin homolaktik fermantasyon olarak bilinen süreçle laktata dönüştürdüğü üç karbonlu bir moleküldür. Bu süreçte NADH, glikolizin devam etmesi için gerekli olan NAD+'ya oksitlenir. Oksijen yokluğunda, homolaktik fermantasyon, NADH'nin birikmesini önler, bu da glikolizi durdurur ve hücreyi enerji kaynağından mahrum eder. Fermantasyon herhangi bir ATP molekülü vermez, ancak glikolizin devam etmesine ve küçük bir ATP damlası üretmesine izin verir. Homolaktik fermentasyonda laktat tek üründür.
heterolaktik fermantasyon
Oksijen yokluğunda, maya gibi bazı organizmalar piruvatı karbon dioksit ve etanole dönüştürebilir. Bira üreticileri, tahıl püresini biraya dönüştürmek için bu süreçten yararlanır. Heterolaktik fermantasyon iki aşamada gerçekleşir. İlk olarak, piruvat dehidrojenaz enzimi, piruvatı asetaldehite dönüştürür. İkinci aşamada, alkol dehidrojenaz enzimi, hidrojeni NADH'den asetaldehite aktarır ve onu etanol ve karbon dioksite dönüştürür. İşlem ayrıca glikolizin devam etmesini sağlayan NAD+'ı da yeniden üretir.
Yanmayı Hissetmek
Ağır fiziksel aktivite sırasında kaslarınızın yandığını hissettiyseniz, kas hücrelerinizde homolaktik fermentasyonun etkisini yaşıyorsunuz demektir. Yorucu egzersiz, bir hücrenin oksijen kaynağını geçici olarak tüketir. Bu koşullar altında, kaslar piruvatı, tanıdık yanma hissini üreten laktik aside metabolize eder. Ancak bu, düşük oksijen seviyelerine karşı bir geçici reaksiyondur. Oksijen olmadan hücreler hızla ölebilir.
Lahana ve Yoğurt
Anaerobik fermantasyon, biranın yanı sıra çeşitli gıda maddeleri oluşturmak için kullanılır. Örneğin, lahana, kimchee ve lahana turşusu gibi lezzetler elde etmek için fermantasyondan yararlanır. Lactobacillus bulgaricus ve Streptococcus thermophiles dahil olmak üzere belirli bakteri türleri, homolaktik fermantasyon yoluyla sütü yoğurda dönüştürür. İşlem sütü dondurur, yoğurt aromasını verir ve sütün asitliğini arttırır, bu da sütü birçok zararlı bakteri için tatsız hale getirir.