Що трапляється пірувати в анаеробних умовах?

Зміст

• Гліколіз: джерело пірувату
• Переробка пірувату в еукаріот
• Окислення піруватом: мостова реакція
• Аеробне дихання після пірувату
• Бродіння: молочна кислота

Гліколіз - це перетворення молекули цукру з шести вуглецю глюкоза до двох молекул тривуглецевого з'єднання піруват і трохи енергії у вигляді АТФ (аденозинтрифосфат) та НАДГ (молекула "носія електронів"). Він зустрічається у всіх клітинах, як прокаріотичних (тобто тих, які взагалі не мають здатності до аеробного дихання), так і еукаріотичних (тобто тих, у яких є органели і використовують клітинне дихання в повному обсязі).

Піруват, утворений при гліколізі, процес, який сам по собі не потребує кисню, переходить в еукаріот до мітохондрій аеробне дихання, першим етапом якого є перетворення пірувату в ацетил CoA (ацетильний коензим A).

Але якщо кисню немає або клітині не вистачає способів здійснити аеробне дихання (як у більшості прокаріотів), піруват стає чимось іншим. В анаеробне дихання, до чого перетворюються дві молекули пірувату?

Гліколіз: джерело пірувату

Гліколіз - це перетворення однієї молекули глюкози, С₆Н₁₂О₆, до двох молекул пірувату, С₃Н₄О₃, з деякими АТФ, іонами водню та НАДГ, що утворюються по дорозі за допомогою попередників АТФ та НАДГ:

С₆Н₁₂О₆ + 2 НАД + 2 АДП + 2 П_i → 2 С₃Н₄О₃ + 2 НАДН + 2 год⁺ + 2 АТФ

Ось П_i виступає за "неорганічний фосфат, "або вільна фосфатна група, не приєднана до молекули, що містить вуглець. АДП є аденозиндифосфат, що відрізняється від АДФ, як ви могли здогадатися, однією вільною фосфатною групою.

Переробка пірувату в еукаріот

Як і в анаеробних умовах, кінцевим продуктом гліколізу в аеробних умовах є піруват. Пируват відбувається в аеробних умовах і лише в аеробних умовах - аеробне дихання (ініційоване мостовою реакцією, що передує циклу Кребса). В анаеробних умовах піруватом відбувається перетворення його на лактат, що допомагає утримати гліколіз, що перемішується уздовж течії.

Перш ніж уважно ознайомитися з долею пірувату в анаеробних умовах, варто поглянути на те, що відбувається з цією захоплюючою молекулою в нормальних умовах, які ви зазвичай переживаєте - наприклад, зараз.

Окислення піруватом: мостова реакція

Мостова реакція, яка також називається реакція переходу, має місце в мітохондріях еукаріотів і передбачає декарбоксилювання пірувату з утворенням ацетату, молекули двовуглецю. Молекула коензиму А додається до ацетату, утворюючи ацетил-коензим А, або ацетил СоА. Потім ця молекула потрапляє в цикл Кребса.

У цей момент вуглекислий газ виводиться як відходи. Ні енергії не потрібно, ні збирання в формі АТФ або НАДГ.

Аеробне дихання після пірувату

Аеробне дихання завершує процес клітинного дихання і включає цикл Кребса і ланцюг транспорту електронів, як в мітохондріях.

Цикл Кребса бачить ацетил CoA, змішаний з чотирьохвуглецевою молекулою, що називається оксалоацетатом, продукт якої послідовно знову зводиться до оксалоацетату; результат АТФ і багато носіїв електронів.

Електронний ланцюг транспорту використовує енергію електронів у цих вищезгаданих носіях для отримання великої кількості АТФ, з необхідним киснем як кінцевий акцептор електронів, щоб утримувати весь процес від резервної віддачі вгору за течією при гліколізі.

Бродіння: молочна кислота

Коли аеробне дихання не є можливим (як у прокаріотів) або аеробна система виснажена, оскільки ланцюг транспорту електронів був насиченим (як у високоінтенсивній, або анаеробній, фізичній вправі в людських м'язах), гліколіз вже не може продовжуватися, оскільки там більше не є джерелом NAD_, щоб продовжувати це.

Ваші клітини вирішують це. Піруват може бути перетворений на молочну кислоту або лактат, щоб генерувати достатню кількість НАД +, щоб деякий час тривати гліколіз.

С₃Н₄О₃ + NADH → NAD⁺ + С₃Н₅О₃

Це генезис горезвісного "опіку молочної кислоти", який ви відчуваєте під час напружених м'язових вправ, як підйом ваги або загальний набір сс.