Mitä on anaerobinen käyminen?

Anaerobinen käyminen on menetelmä, jota solut käyttävät energian ottamiseen hiilihydraateista, kun happea tai muita elektronin vastaanottajia ei ole saatavilla ympäröivässä ympäristössä. Tämä erottaa sen anaerobisesta hengityksestä, joka ei käytä happea, mutta käyttää elektroneja vastaanottavia molekyylejä, jotka tulevat solun ulkopuolelta. Prosessi voi seurata glykolyysiä seuraavana vaiheena glukoosin ja muiden sokerien hajoamisessa, jolloin saadaan adenosiinitrifosfaattimolekyylejä (ATP), jotka luovat solulle energianlähteen.

Tällä menetelmällä solu pystyy regeneroimaan nikotiiniamidiadeniinidinukleotidin (NAD+) pelkistyneestä nikotiiniamidiadeniinidinukleotidin (NADH) muodosta, joka on molekyyli, joka on välttämätön glykolyysin jatkamiseksi. Anaerobinen käyminen perustuu entsyymeihin fosfaattiryhmän lisäämiseksi yksittäiseen adenosiinidifosfaattimolekyyliin (ADP) ATP: n tuottamiseksi, mikä tarkoittaa, että se on substraattitason fosforylaation muoto. Tämä on ristiriidassa oksidatiivisen fosforylaation kanssa, joka käyttää vakiintuneen protonigradientin energiaa ATP: n tuottamiseen.

Anaerobista käymistä on kahta päätyyppiä: etanolikäyminen ja maitohappokäyminen. Molemmat palauttavat NAD+: n, jotta solu voi jatkaa ATP: n tuottamista glykolyysin avulla. Etanolikäyminen muuttaa kaksi pyruvaattimolekyyliä, glykolyysituotteet, kahteen etanolimolekyyliin ja kahteen hiilidioksidimolekyyliin. Reaktio on kaksivaiheinen prosessi, jossa pyruvaatti muutetaan ensin asetaldehydiksi ja hiilidioksidiksi pyruvaatidekarboksylaasientsyymin avulla.

Toisessa vaiheessa alkoholidehydrogenaasi muuttaa asetaldehydin etanoliksi. Tämä aineenvaihdunta tapahtuu tietyntyyppisissä bakteerisoluissa ja hiivasoluissa. Tämä tekee hiivasta suositun leivän, oluen ja viinin valmistukseen käyttämällä joko käymisestä peräisin olevaa hiilidioksidia tai etanolia.

Maitohappokäyminen on toinen anaerobisen käymisen muoto, ja lihassolut käyttävät sitä yleisesti stressin aikana, kun happea ei ole riittävästi. Nämä solut muuttavat kaksi pyruvaattimolekyyliä glykolyysistä kahteen L-laktaattimolekyyliin käyttämällä laktaattidehydrogenaasientsyymiä. Tätä prosessia kutsutaan homolaktiseksi käymiseksi, koska kaksi pyruvaattimolekyyliä käyvät läpi samat kemialliset reaktiot, ja tämä maitohappofermentaation muoto esiintyy eläinten lihassoluissa ja punasoluissa.

Heterolaktisessa käymisessä pyruvaattimolekyylit käyvät läpi erilaisia ​​kemiallisia reaktioita. Toinen muunnetaan laktaatiksi, toinen etanoliksi ja hiilidioksidiksi. Tämä prosessi tapahtuu joissakin anaerobisten organismien lajeissa.
Eläimillä anaerobisesta fermentaatiosta peräisin oleva laktaatin sivutuote pumpataan verenkiertoon, missä se kuljetetaan maksaan. Prosessissa, jota kutsutaan Cori -sykliksi, maksa käyttää omaa entsyymisarjaa muuntaakseen laktaatin takaisin glukoosiksi, missä keho voi kierrättää sen. Glukoosi kuljetetaan yleensä takaisin lihaksiin, missä se voidaan varastoida glykogeeninä tulevia energiantarpeita varten.