يتكون كل كائن حي من خلايا تؤدي واجباتها الخاصة. رغم ذلك معنا كبشر. تقوم الخلايا في أجسامنا بعمليات مختلفة من أجل البقاء ، بما في ذلك التنفس. حسنًا ، في هذه المرحلة ، يتم تقسيم السكر الذي يحتوي على 6 ذرات كربون إلى جزيئين بيروفات ، يتكون كل منهما من 3 ذرات كربون. تسمى هذه العملية بعد ذلك بتحلل السكر وتحدث في العصارة الخلوية.
علاوة على ذلك ، يتم تكسير جزيء البيروفات مرة أخرى من خلال التنفس الهوائي واللاهوائي. يحدث التنفس اللاهوائي في خلايا الخميرة وخلايا العضلات. في خلايا الخميرة ، يتحلل البيروفات إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون. وفي الوقت نفسه ، تقوم خلايا العضلات بتحويل البيروفات إلى حمض اللاكتيك.
على عكس التنفس اللاهوائي ، في التنفس الهوائي يتأكسد البيروفات تمامًا لثاني أكسيد الكربون والماء باستخدام الأكسجين.
حسنًا ... يبدو معقدًا بعض الشيء ، أليس كذلك؟ حسنًا ، حتى لا يغلي هذا الدماغ ، فلنكتشف المزيد ، ما المقصود بالضبط بتحلل السكر والتنفس اللاهوائي.
تحلل السكر
كما ذكرنا سابقًا ، فإن تحلل السكر هو المرحلة الأولى في التنفس الخلوي. تحدث هذه العملية في العصارة الخلوية. يُعرف تحلل السكر أيضًا بمسار Embden-Meyerhof-Parnas أو مسار EMP. في هذه العملية ، تحدث عملية لاهوائية تقسم جزيء جلوكوز واحد إلى جزيئين من حمض البيروفيك. يمكن رؤية مراحل عملية تحلل السكر في الصورة أعلاه.
إذا قمنا بصياغته ، يكون رد الفعل العام لتحلل السكر على النحو التالي.
C 6 H 12 O 6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pi → 2 Pyruvic acid + 2 ATP + 2 NADH + 2 H +
يمكننا أيضًا إلقاء نظرة على حساب تحلل السكر بالجدول أدناه.
التنفس اللاهوائي
في عملية تحلل السكر ، تعتمد ظروف البيروفات على توافر الأكسجين في الخلايا. مع الأكسجين ، يمكن لجزيئات البيروفات أن تدخل الميتوكوندريا وتتأكسد لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء. ولكن في حالة عدم وجود أكسجين ، يتم تحويل البيروفات إلى إيثانول أو حمض اللاكتيك. تُعرف هذه العملية بالتنفس اللاهوائي. غالبًا ما يُشار إلى التنفس اللاهوائي الذي يحدث في بدائيات النوى وحقيقيات النوى وحيدة الخلية باسم التخمير. ينقسم التخمير إلى نوعين ، هما التخمير الكحولي والتخمير بحمض اللاكتيك.
يتم تخمير الكحول بواسطة الخميرة وبعض الكائنات الحية الدقيقة الأخرى. في هذه العملية ، سيتم نزع الكربوكسيل من حمض البيروفيك الناتج عن تحلل السكر إلى أسيتالديهيد باستخدام إنزيم ديكاربوكسيلاز. ثم في وجود الهيدروجين ، هناك انخفاض في الأسيتالديهيد مع نزع الهيدروجين من الكحول لتكوين الإيثانول أو الكحول الإيثيلي.
وفي الوقت نفسه ، يتم تخمير حمض اللاكتيك بواسطة خلايا العضلات ، وبكتيريا حمض اللاكتيك (LAB) ، وبعض الفطريات. يعتبر تصنيع الزبادي مثالاً على تخمير حمض اللاكتيك لأن بكتيريا Lactobacillus sp. تحويل سكر اللاكتوز إلى حمض اللاكتيك. يتسبب حمض اللاكتيك الذي يتم إنتاجه في تكتل أو تخثر الحليب في اللبن. في هذه العملية ، يتم تقليل البيروفات الناتجة عن تحلل السكر مباشرة إلى حمض اللاكتيك بواسطة NADH + H +. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم نازعة هيدروجين اللاكتيك. لا يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون أثناء التخمير.
