การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนคืออะไร?

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นวิธีการที่เซลล์ใช้ในการสกัดพลังงานจากคาร์โบไฮเดรตเมื่อออกซิเจนหรือตัวรับอิเล็กตรอนอื่น ๆ ไม่สามารถใช้ได้ในสภาพแวดล้อมโดยรอบสิ่งนี้สร้างความแตกต่างจากการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งไม่ได้ใช้ออกซิเจน แต่ใช้โมเลกุลที่ยอมรับด้วยอิเล็กตรอนที่มาจากนอกเซลล์กระบวนการนี้สามารถติดตาม glycolysis เป็นขั้นตอนต่อไปในการสลายกลูโคสและน้ำตาลอื่น ๆ เพื่อผลิตโมเลกุลของ adenosine triphosphate (ATP) ที่สร้างแหล่งพลังงานสำหรับเซลล์

ด้วยวิธีนี้เซลล์สามารถสร้างนิโคตินอะนี(NAD+) จากรูปแบบที่ลดลงของ nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่จำเป็นในการดำเนินการต่อ glycolysis ต่อไปการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนขึ้นอยู่กับเอนไซม์เพื่อเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตให้กับโมเลกุล adenosine diphosphate (ADP) แต่ละตัวเพื่อผลิต ATP ซึ่งหมายความว่ามันเป็นรูปแบบของฟอสโฟรีเลชั่นระดับพื้นผิวสิ่งนี้ตรงกันข้ามกับการออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชั่นซึ่งใช้พลังงานจากการไล่ระดับสีโปรตอนที่จัดตั้งขึ้นเพื่อผลิต ATP. มีสองประเภทหลักของการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน: การหมักเอทานอลและการหมักกรดแลคติกทั้งสองคืนค่า NAD+ เพื่อให้เซลล์สามารถสร้าง ATP ต่อไปผ่าน glycolysisการหมักเอทานอลแปลงโมเลกุลไพรูเวตสองโมเลกุลผลิตภัณฑ์ของ glycolysis เป็นสองโมเลกุลของเอทานอลและสองโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ปฏิกิริยาเป็นกระบวนการสองขั้นตอนที่ pyruvate ถูกแปลงเป็น acetaldehyde และคาร์บอนไดออกไซด์ก่อนโดยเอนไซม์ pyruvate decarboxylase

ในขั้นตอนที่สองแอลกอฮอล์ dehydrogenase แปลง acetaldehyde เป็น ethanolกระบวนการเผาผลาญนี้เกิดขึ้นในเซลล์แบคทีเรียบางประเภทและในเซลล์ยีสต์สิ่งนี้ทำให้ยีสต์เป็นที่นิยมในการทำขนมปังเบียร์และไวน์โดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์หรือเอทานอลจากการหมัก

การหมักกรดแลคติกเป็นรูปแบบหนึ่งของการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนมีออกซิเจนเพียงพอเซลล์เหล่านี้แปลงโมเลกุลทั้งสองของ pyruvate จาก glycolysis เป็นสองโมเลกุลของ L-lactate โดยใช้เอนไซม์แลคเตท dehydrogenaseกระบวนการนี้เรียกว่าการหมักแบบ homolactic เนื่องจากโมเลกุลสองโมเลกุลของไพรูเวตได้รับปฏิกิริยาทางเคมีแบบเดียวกันและการหมักกรดแลคติคในรูปแบบนี้เกิดขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อสัตว์และเซลล์เม็ดเลือดแดง

ในการหมัก heterolacticหนึ่งถูกแปลงเป็นแลคเตทในขณะที่อีกอันจะถูกแปลงเป็นเอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจนบางชนิด

ในสัตว์ผลพลอยได้จากแลคเตทจากการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะถูกสูบเข้าสู่กระแสเลือดซึ่งถูกส่งไปยังตับในกระบวนการที่เรียกว่ารอบ Cori ตับใช้ชุดเอนไซม์ของตัวเองเพื่อแปลงแลคเตทกลับเป็นกลูโคสซึ่งสามารถรีไซเคิลได้โดยร่างกายกลูโคสมักจะถูกส่งกลับไปยังกล้ามเนื้อซึ่งสามารถเก็บไว้เป็นไกลโคเจนสำหรับความต้องการพลังงานในอนาคต