Mitä tapahtuu pyruvaatille anaerobisissa olosuhteissa?

Sisältö

• Glycolysis: Pyruvate lähde
• Pyruvaatin käsittely eukaryooteissa
• Pyruvaattihapetus: siltareaktio
• Aerobinen hengitys pyruvaatin jälkeen
• Käyminen: Maitohappo

Glykolyysivaiheen on kuuden hiilen sokerimolekyylin konversio glukoosi kolmen hiilen yhdisteen kahdelle molekyylille pyruvaatti ja vähän energiaa ATP: n (adenosiinitrifosfaatti) ja NADH ("elektronikantaja" -molekyyli) muodossa. Sitä esiintyy kaikissa soluissa, sekä prokaryoottisissa (ts. Niissä, joilla yleensä ei ole kykyä aerobiseen hengitykseen) että eukaryoottisissa (ts. Niissä, joissa on organelleja ja jotka käyttävät soluhengitystä kokonaisuudessaan).

Glykolyysiin muodostettu pyruvaatti, prosessi, joka itsessään ei vaadi happea, etenee eukaryooteissa mitokondrioihin aerobinen hengitys, jonka ensimmäinen vaihe on pyruvaatin muuttaminen asetyyli-CoA: ksi (asetyylikoentsyymi A).

Mutta jos happea ei ole läsnä tai solusta puuttuu tapoja suorittaa aerobinen hengitys (kuten useimmissa prokaryooteissa), pyruvaatista tulee jotain muuta. Sisään anaerobinen hengitys, mihin muuttuvat kaksi pyruvaatin molekyyliä?

Glycolysis: Pyruvate lähde

Glykolyysi on yhden glukoosimolekyylin, C: n, konversio₆H₁₂O₆, kahdelle pyruvaatin molekyylille, C₃H₄O₃, joidenkin ATP: n, vetyionien ja NADH: n avulla, jotka muodostuvat matkalla ATP: n ja NADH: n prekursorien avulla:

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD + 2 ADP + 2 P_minä → 2 ° C₃H₄O₃ + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP

Tässä P_minä tarkoittaa "epäorgaaninen fosfaatti"tai vapaa fosfaattiryhmä, joka ei ole kiinnittynyt hiiltä kantavaan molekyyliin. ADP on adenosiinidifosfaatti, joka eroaa ADP: stä yhdellä vapaalla fosfaattiryhmällä, kuten saatat arvata.

Pyruvaatin käsittely eukaryooteissa

Aivan kuten anaerobisissa olosuhteissa, glykolyysin lopputuote aerobisissa olosuhteissa on pyruvaatti. Mikä tapahtuu pyruvaatille aerobisissa olosuhteissa ja vain aerobisissa olosuhteissa, on aerobinen hengitys (jonka Krebs-sykliä edeltävä siltareaktio aloittaa). Anaerobisissa olosuhteissa pyruvaattille tapahtuu sen muuttuminen laktaatiksi pitämään glykolyysi chuggingina pitkin ylävirtaan.

Ennen kuin tarkastellaan tarkkaan pyruvaatin kohtaloa anaerobisissa olosuhteissa, on syytä tutkia, mitä tällä kiehtovalle molekyylille tapahtuu normaaleissa olosuhteissa, joita itse tyypillisesti koet - esimerkiksi nyt.

Pyruvaattihapetus: siltareaktio

Siltareaktio, jota kutsutaan myös siirtymäreaktio, tapahtuu eukaryoottien mitokondrioissa ja siihen sisältyy pyruvaatin dekarboksylointi, jotta muodostuu asetaatti, kaksihiilinen molekyyli. Koentsyymi A -molekyyli lisätään asetaattiin asetyylikoentsyymi A: n tai asetyyli-CoA: n muodostamiseksi. Sitten tämä molekyyli siirtyy Krebs-kiertoon.

Tässä vaiheessa hiilidioksidi erittyy jätetuotteena. Energiaa ei tarvita, eikä sitäkään kerätä ATP: n tai NADH: n muodossa.

Aerobinen hengitys pyruvaatin jälkeen

Aerobinen hengitys saattaa loppuun soluhengitysprosessin ja sisältää Krebs-syklin ja elektronin kuljetusketjun, molemmat mitokondrioissa.

Krebs-sykli asetyyli CoA: ta sekoitetaan neljän hiilen molekyylin kanssa, nimeltään oksaloasetaatti, jonka tuote pelkistetään peräkkäin jälleen oksaloasetaatiksi; tuloksena on pieni ATP ja paljon elektronikantoaaltoja.

Elektronien kuljetusketju käyttää energian noissa edellä mainituissa kantajissa olevissa elektronissa tuottamaan paljon ATP, happea tarvitaan lopullisena elektroniakseptorina pitämään koko prosessi varmuuskopiosta kaukana ylävirtaan glykolyysiin.

Käyminen: Maitohappo

Kun aerobinen hengitys ei ole vaihtoehto (kuten prokaryooteissa) tai kun aerobinen järjestelmä on käytetty loppuun, koska elektronin kuljetusketju on kyllästynyt (kuten ihmisen lihaksen voimakkaassa tai anaerobisessa liikunnassa), glykolyysi ei voi enää jatkua, koska siellä ei ole enää NAD_-lähde sen ylläpitämiseksi.

Soluillasi on kiertotapa tähän. Pyruvaatti voidaan muuttaa maitohapoksi tai laktaatiksi tuottamaan tarpeeksi NAD + pitämään glykolyysi jatkuvana jonkin aikaa.

C₃H₄O₃ + NADH → NAD⁺ + C₃H₅O₃

Tämä on pahamaineisen "maitohappopõstön" synty, jota tunnet intensiivisen lihasharjoituksen aikana, kuten nostamalla painoja tai kaikenlaisia ​​sarjoja.