תוֹכֶן
- גליקוליזה: מקור פירובטה
- עיבוד פירובטה באוקריוטות
- חמצון פירובט: תגובת הגשר
- נשימה אירובית לאחר פירובטה
- תסיסה: חומצה לקטית
גליקוליזה היא ההמרה של מולקולת הסוכר של שש פחמן גלוקוזה לשתי מולקולות של תרכובת שלוש הפחמן פירובטה וקצת אנרגיה בצורה של ATP (אדנוזין טריפוספט) ומ NADH (מולקולת "נשאת אלקטרונים"). זה מתרחש בכל התאים, גם פרוקריוטיים (כלומר, כאלה שבדרך כלל חסרים יכולת הנשימה אירובית) וגם אוקריוטיים (כלומר, כאלה שיש להם אברונים ועושים שימוש בנשימה תאית במלואה).
הפירובט שנוצר בגלייקוליזה, תהליך שלעצמו אינו דורש חמצן, ממשיך באיוקריוטות למיטוכונדריה עבור נשימה אירוביתשהצעד הראשון בו הוא המרת פירובט לאצטיל CoA (אצטיל קו-אנזים A).
אבל אם אין חמצן או שהתא חסר דרכים לבצע נשימה אירובית (כמו אלה של רוב הפרוקריוטות), פירובט הופך למשהו אחר. בתוך נשימה אנאירובית, למה ממירים את שתי מולקולות הפירובה?
גליקוליזה: מקור פירובטה
גליקוליזה היא המרה של מולקולה אחת של גלוקוז, C6ח12O6, לשתי מולקולות של פירובאט, C3ח4O3, עם כמה ATP, יוני מימן ו- NADH שנוצרו לאורך הדרך בעזרת מבשרי ATP ו- NADH:
ג6ח12O6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pאני → 2 ג3ח4O3 + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP
פה עאני מייצג עבור "פוספט אנאורגני, "או קבוצת פוספט חופשית שאינה צמודה למולקולה נושאת פחמן. ADP פועל עזר לגוף שני אדנוזין דיפוספט, השונה מ- ADP על ידי, כפי שאפשר לנחש, קבוצת פוספט חופשית אחת.
עיבוד פירובטה באוקריוטות
בדיוק כפי שהוא נמצא בתנאים אנאירוביים, התוצר הסופי של גליקוליזה בתנאים אירוביים הוא פירובט. מה שקורה לפירובאט בתנאים אירוביים, ורק בתנאים אירוביים, הוא הנשימה אירובית (יזומה מתגובת הגשר שקדמה למחזור קרבס). בתנאים אנאירוביים, מה שקורה לפירובט הוא ההמרה שלו לקטט כדי לסייע בשמירה על היקף הגליקוליזה לאורך הזרם.
לפני שתבדוק מקרוב את גורלו של פירובט בתנאים אנאירוביים, כדאי לבדוק מה קורה למולקולה המרתקת הזו בתנאים הרגילים שאתה בעצמך חווה בדרך כלל - ברגע זה, למשל.
חמצון פירובט: תגובת הגשר
תגובת הגשר, המכונה גם תגובת מעבר, מתרחשת במיטוכונדריה של האוקריוטות וכוללת את הדקרבוקסילציה של פירובט ליצירת אצטט, מולקולת דו-פחמנית. מולקולה של קו-אנזים A מתווספת לאצטט ליצירת אצטיל קו-אנזים A, או אצטיל CoA. מולקולה זו נכנסת אז למחזור קרבס.
בשלב זה מופרש פחמן דו חמצני כמוצר פסולת. אין צורך באנרגיה ואף לא נקצר בצורת ATP או NADH.
נשימה אירובית לאחר פירובטה
נשימה אירובית משלימה את תהליך הנשימה התאית וכוללת את מחזור הקרבס ואת שרשרת הובלת האלקטרונים, שניהם במיטוכונדריה.
במחזור קרבס ניתן לראות את CoA של אצטיל מעורבב במולקולת ארבע-פחמנית הנקראת אוקסלואצטט, אשר תוצרו מצטמצם שוב ושוב לאוקסלואצטט; מעט ATP והרבה נשאיות אלקטרונים.
שרשרת הובלת האלקטרונים משתמשת באנרגיה האלקטרונים באותם מובילים שהוזכרו לעיל בכדי לייצר כמות רבה של ATP, עם חמצן נדרש כמקבל האלקטרונים הסופי כדי למנוע את התהליך כולו לגבות רחוק במעלה הזרם, בזמן גליקוליזה.
תסיסה: חומצה לקטית
כאשר הנשימה אירובית אינה אפשרות (כמו בפרוקריוטות) או שהמערכת האירובית מותשת מכיוון שרשת הובלת האלקטרונים הייתה רוויה (כמו בפעילות גופנית בעצימות גבוהה, או אנאירובית בשריר האדם), הגליקוליזה כבר לא יכולה להימשך, כי שם הוא כבר לא מקור ל- NAD_ כדי להמשיך בזה.
לתאים שלך יש דרך לעקיפת הבעיה. ניתן להמיר את פירובטה לחומצה לקטית, או לקטט, כדי לייצר מספיק NAD + בכדי להמשיך את הגליקוליזה לזמן מה.
ג3ח4O3 + NADH → NAD+ + ג3ח5O3
זהו הסיסמה של "צריבת חומצת חלב" הידועה לשמצה שאתה מרגיש במהלך פעילות גופנית אינטנסיבית של שרירים, כמו הרמת משקולות או סט של ss מוחלט.