Innhold
Glykolyse er det første trinnet i celleånding, og det krever ikke oksygen for å fortsette. Glykolyse omdanner et molekyl med sukker til to molekyler av pyruvat, og produserer også to molekyler hver av adenosintrifosfat (ATP) og nikotinamidadenindinukleotid (NADH). Når oksygen er fraværende, kan en celle metabolisere pyruvatene gjennom fermenteringsprosessen.
Energimetabolisme
ATP er cellens energilagringsmolekyl, mens NADH og dens oksiderte versjon, NAD +, deltar i cellereaksjonene som involverer overføring av elektroner, kjent som redoksreaksjonene. Hvis oksygen er til stede, kan cellen trekke ut betydelig kjemisk energi ved å bryte ned pyruvat gjennom sitronsyresyklusen, som konverterer NADH tilbake til NAD +. Uten oksidasjon må cellen bruke gjæring for å oksidere NADH før den bygger seg opp til usunne nivåer.
Homolaktisk gjæring
Pyruvat er et tre-karbon molekyl som enzymet laktatdehydrogenase omdanner til laktat gjennom prosessen kjent som homolaktisk gjæring. I prosessen oksideres NADH til NAD + som er nødvendig for at glykolyse skal fortsette. I fravær av oksygen forhindrer homolaktisk gjæring at NADH samler seg, noe som ville stoppe glykolyse og frarøve cellen til energikilden. Fermentering gir ingen ATP-molekyler, men det tillater glykolyse å fortsette og produserer en liten sild med ATP. Ved homolaktisk gjæring er laktat det eneste produktet.
Heterolaktisk gjæring
I mangel av oksygen kan visse organismer som gjær omdanne pyruvat til karbondioksid og etanol. Bryggere utnytter denne prosessen for å konvertere kornmos til øl. Heterolaktisk gjæring fortsetter i to trinn. For det første konverterer enzymet pyruvatdehydrogenase pyruvat til acetaldehyd. I det andre trinnet overfører enzymet alkoholdehydrogenase hydrogen fra NADH til acetaldehyd, og omdanner det til etanol og karbondioksid. Prosessen regenererer også NAD +, som gjør at glykolyse kan fortsette.
Feeling the Burn
Hvis du noen gang har følt musklene dine brenne under tung fysisk aktivitet, opplever du effekten av homolaktisk gjæring i muskelcellene dine. Anstrengende trening tømmer midlertidig en celle oksygentilførsel. Under disse forholdene metaboliserer muskler pyruvat til melkesyre, som gir den kjente brennende følelsen. Dette er imidlertid en stopgap-reaksjon på lave oksygennivåer. Uten oksygen kan celler raskt dø.
Kål og yoghurt
Anaerob gjæring brukes til å lage flere matvarer foruten øl. For eksempel drar kål fordel av gjæring til å gi delikatesser som kimchee og surkål. Enkelte bakteriestammer, inkludert Lactobacillus bulgaricus og Streptococcus thermophiles, omdanner melk til yoghurt gjennom homolaktisk gjæring. Prosessen belaster melken, gir yoghurtsmaken og øker melkenes surhet, noe som gjør den usmakelig for mange skadelige bakterier.