Τι είναι η αναερόβια ζύμωση;

Η αναερόβια ζύμωση είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για την εξαγωγή ενέργειας από τους υδατάνθρακες όταν το οξυγόνο ή άλλοι δέκτες ηλεκτρονίων δεν είναι διαθέσιμες στο περιβάλλον.Αυτό το διαφοροποιεί από την αναερόβια αναπνοή, η οποία δεν χρησιμοποιεί οξυγόνο, αλλά χρησιμοποιεί μόρια που δέχονται ηλεκτρονίων που προέρχονται από έξω από το κύτταρο.Η διαδικασία μπορεί να ακολουθήσει τη γλυκόλυση ως το επόμενο βήμα στην διάσπαση της γλυκόζης και άλλων σακχάρων για την παραγωγή μορίων τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP) που δημιουργούν μια πηγή ενέργειας για το κύτταρο.(NAD+) από τη μειωμένη μορφή δινουκλεοτιδίου αδενίνης νικοτιναμιδίου (NADH), ένα μόριο που είναι απαραίτητο για τη συνέχιση της γλυκόλυσης.Η αναερόβια ζύμωση βασίζεται σε ένζυμα για την προσθήκη μιας φωσφορικής ομάδας σε ένα μεμονωμένο μόριο διφωσφορικής αδενοσίνης (ADP) για την παραγωγή ΑΤΡ, πράγμα που σημαίνει ότι είναι μια μορφή φωσφορυλίωσης σε επίπεδο υποστρώματος.Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την οξειδωτική φωσφορυλίωση, η οποία χρησιμοποιεί ενέργεια από μια καθιερωμένη κλίση πρωτονίων για την παραγωγή ΑΤΡ

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αναερόβιας ζύμωσης: ζύμωση αιθανόλης και ζύμωση γαλακτικού οξέος.Και οι δύο αποκαθιστούν το NAD+ για να επιτρέψουν σε ένα κελί να συνεχίσει να παράγει ΑΤΡ μέσω γλυκόλυσης.Η ζύμωση της αιθανόλης μετατρέπει δύο πυροσταφυλικά μόρια, τα προϊόντα της γλυκόλυσης, σε δύο μόρια αιθανόλης και δύο μόρια διοξειδίου του άνθρακα.Η αντίδραση είναι μια διαδικασία δύο σταδίων στην οποία το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε ακεταλδεΰδη και το διοξείδιο του άνθρακα πρώτα, από το ενζυμικό πυροσταφυλικό αποκαρβοξυλάση.

Στο δεύτερο βήμα, η αλκοολική αφυδρογονάση μετατρέπει την ακεταλδεΰδη σε αιθανόλη.Αυτή η μεταβολική διαδικασία εμφανίζεται σε ορισμένους τύπους κυττάρων βακτηρίων και σε κύτταρα ζυμομυκήτων.Αυτό καθιστά τη ζύμη δημοφιλής για την παρασκευή ψωμιού, μπύρας και κρασιού, χρησιμοποιώντας είτε το διοξείδιο του άνθρακα είτε τη ζύμωση του αιθανόλης. Η ζύμωση γαλακτικού οξέος είναι μια άλλη μορφή αναερόβιας ζύμωσης και χρησιμοποιείται συνήθως από μυϊκά κύτταρα σε περιόδους στρες όταν όχιΥπάρχει αρκετό οξυγόνο.Αυτά τα κύτταρα μετατρέπουν τα δύο μόρια πυροσταφυλικού άλατος από γλυκόλυση σε δύο μόρια L-Lactate χρησιμοποιώντας την ενζυμική γαλακτική αφυδρογονάση.Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως ομοιακτική ζύμωση, επειδή δύο μόρια πυροσταφυλικού άλατος υποβάλλονται στις ίδιες χημικές αντιδράσεις και αυτή η μορφή ζύμωσης γαλακτικού οξέος συμβαίνει σε κύτταρα των ζώων και ερυθρά αιμοσφαίρια

σε ετεολική ζύμωση, τα πυροσταφυλικά μόρια υφίστανται διαφορετικές χημικές αντιδράσεις.Το ένα μετατρέπεται σε γαλακτικό, ενώ το άλλο μετατρέπεται σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα.Αυτή η διαδικασία εμφανίζεται σε ορισμένα είδη αναερόβιων οργανισμών.

Στα ζώα, το υποπροϊόν γαλακτικού άλατος από αναερόβια ζύμωση αντλείται στην κυκλοφορία του αίματος, όπου μεταφέρεται στο ήπαρ.Σε μια διαδικασία που ονομάζεται κύκλος Cori, το ήπαρ χρησιμοποιεί το δικό του σύνολο ενζύμων για να μετατρέψει το γαλακτικό πίσω στη γλυκόζη, όπου μπορεί να ανακυκλωθεί από το σώμα.Η γλυκόζη μεταφέρεται συνήθως πίσω στους μυς, όπου μπορεί να αποθηκευτεί ως γλυκογόνο για μελλοντικές ενεργειακές ανάγκες.