المحتوى
- تحلل السكر: مصدر البيروفات
- معالجة البيروفات في حقيقيات النوى
- أكسدة البيروفات: تفاعل الجسر
- التنفس الهوائية بعد البيروفات
- التخمير: حمض اللبنيك
تحلل هو تحويل جزيء السكر الستة الكربون جلوكوز لاثنين من جزيئات مركب الكربون ثلاثة البيروفات وقليلا من الطاقة في شكل ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) و NADH (جزيء "حامل الإلكترون"). يحدث في جميع الخلايا ، سواء بدائية النواة (أي تلك التي تفتقر بشكل عام إلى القدرة على التنفس الهوائي) ونواة حقيقية النواة (أي تلك التي تحتوي على عضيات وتستفيد من التنفس الخلوي بأكمله).
البيروفات التي تشكلت في انحلال السكر ، وهي عملية لا تحتاج إلى أكسجين في حد ذاتها ، تنتقل في حقيقيات النوى إلى الميتوكوندريا التنفس الهوائي، الخطوة الأولى منها هي تحويل البيروفات إلى أسيتيل CoA (أسيتيل أنزيم أ).
ولكن في حالة عدم وجود أكسجين أو عدم وجود خلايا في التنفس أثناء التنفس (كما هو الحال في معظم بدائيات النوى) ، يصبح البيروفات شيئًا آخر. في التنفس اللاهوائيماذا تحول جزيئات البيروفات إلى?
تحلل السكر: مصدر البيروفات
تحلل السكر هو تحويل جزيء واحد من الجلوكوز ، C6هيدروجين12O6، لجزيئين من البيروفات ، C3هيدروجين4O3، مع بعض ATP ، يتم توليد أيونات الهيدروجين و NADH على طول الطريق بمساعدة سلائف ATP و NADH:
C6هيدروجين12O6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pأنا → 2 درجة مئوية3هيدروجين4O3 + 2 NADH + 2 H+ + 2 اعبي التنس المحترفين
هنا Pأنا تمثل "الفوسفات غير العضويأو "مجموعة فوسفات حرة غير مرتبطة بجزيء حامل للكربون. ADP يكون الأدينوزين ثنائي فسفات، والذي يختلف عن ADP من خلال مجموعة فوسفات حرة واحدة ، كما قد تفكر في ذلك.
معالجة البيروفات في حقيقيات النوى
كما هو الحال في الظروف اللاهوائية ، فإن المنتج النهائي لتحلل السكر في ظل الظروف الهوائية هو البيروفات. ما يحدث للبيروفيت في ظل الظروف الهوائية ، وفقط في ظل الظروف الهوائية ، هو التنفس الهوائي (الذي بدأه تفاعل الجسر السابق لدورة كريبس). في ظل الظروف اللاهوائية ، فإن ما يحدث للبيروفيت هو تحويله إلى اللاكتات للمساعدة في الحفاظ على تحلل الغلوكوز على طول المنبع.
قبل النظر عن كثب في مصير البيروفات في ظل الظروف اللاهوائية ، يجدر النظر إلى ما يحدث لهذا الجزيء الرائع في ظل الظروف العادية التي تعيشها أنت بنفسك - في الوقت الحالي على سبيل المثال.
أكسدة البيروفات: تفاعل الجسر
رد فعل الجسر ، وتسمى أيضا تفاعل الانتقال، يحدث في الميتوكوندريا من حقيقيات النواة وينطوي على نزع الكربوكسيل من البيروفات لتشكيل خلات ، وهو جزيء ثنائي الكربون. يضاف جزيء الإنزيم A إلى الأسيتات لتكوين إنزيم الأسيتيل A أو أسيتيل CoA. يدخل هذا الجزيء في دورة كريبس.
عند هذه النقطة ، يتم إخراج ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات. لا توجد طاقة مطلوبة ولا يتم حصادها في صورة ATP أو NADH.
التنفس الهوائية بعد البيروفات
التنفس الهوائي يكمل عملية التنفس الخلوي ويشمل دورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون ، سواء في الميتوكوندريا.
ترى دورة كريبس أسيتيل CoA ممزوجة مع جزيء من أربعة الكربون يسمى أوكسالو أسيتات ، والذي يتم تقليل نتاجه بالتتابع إلى أوكسالوسيتات ؛ قليلا ATP والكثير من ناقلات الإلكترون نتيجة.
سلسلة نقل الإلكترون تستخدم الطاقة في الإلكترونات في تلك الناقلات المذكورة أعلاه لإنتاج قدر كبير من اعبي التنس المحترفين ، مع الأكسجين المطلوبة باعتباره متلقي الإلكترون النهائي للحفاظ على العملية برمتها من النسخ الاحتياطي المنبع ، في تحلل.
التخمير: حمض اللبنيك
عندما لا يكون التنفس الهوائي خيارًا (كما هو الحال في بدائيات النوى) أو يتم استنفاد النظام الهوائي لأن سلسلة نقل الإلكترون قد تم تشبعها (كما في التمرينات عالية الكثافة أو اللاهوائية ، في العضلات البشرية) ، لم يعد من الممكن أن يستمر تحلل السكر لم يعد مصدر NAD_ لاستمراره.
تحتوي خلاياك على حل بديل لذلك. يمكن تحويل Pyruvate إلى حمض اللبنيك ، أو اللاكتات ، لتوليد ما يكفي من NAD + للحفاظ على التحلل المستمر لفترة من الوقت.
C3هيدروجين4O3 + NADH → NAD+ + C3هيدروجين5O3
هذا هو نشأة "حرق حمض اللبنيك" سيئ السمعة الذي تشعر به أثناء التمرينات العضلية الشديدة ، مثل رفع الأثقال أو مجموعة شاملة من الأحجام.