Молочнокислое брожение у аэробных организмов

У многоклеточных организмов образование молочной кислоты может происходить в различных тканях в условиях кислородного голодания.

К примеру, у человека молочнокислое брожение идет в мышцах при недостатке кислорода.

Сердце при нагрузке на мышцы не успевает их обеспечить кислородом, вследствие чего накапливается лактат (молочная кислота) и мышцы болят.

При недостатке кислорода электроны, образующиеся при окислении НАД Н, восстанавливают все белки-переносчики ЭТЦ; в результате новые порции НАД Н не окисляются и НАД восстановленный накапливается; в результате возникает недостаток НАД⁺ окисленного.

НАД окисленный является коферментом дегидрогеназы, участвующей в цикле Кребса и в превращении ПВК в ацетил КоА. В его отсутствие эти дегидрогеназы не активны, т.е. ПВК не может превращаться в ацетил КоА и цикл Кребса блокируется.

Таким образом, роль молочнокислого брожения состоит в окислении НАД Н, образующегося при гликолизе, что позволяет гликолизу функционировать. В результате образуется 2 АТФ, поддерживающие некоторое время жизнедеятельность организма.

Маслянокислое брожение

Большинство микроорганизмов, вызывающих маслянокислое брожение, являются анаэробами. Некоторые из них принадлежат к группе облигатных анаэробов, т.е. таких организмов, которые могут жить только в отсутствие кислорода, и для которых последний является ядом.

Наряду с масляной кислотой, двуокисью углерода и водородом при маслянокислом брожении образуются этиловый спирт, а также молочная и уксусная кислоты.

Маслянокислое брожение в природных условиях происходит в гигантских масштабах на дне болот, в заболоченных почвах, в различного рода илах и всех тех местах, куда ограничен доступ кислорода, и где в результате деятельности маслянокислых бактерий разлагаются огромные количества органического вещества.

Существуют и другие схемы брожения, при которых конечными продуктами могут являться уксусная, валериановая, пропионовая а также другие органические кислоты.

Распад органического вещества в процесс гликолиза и брожения является не только источником энергии для данного организма, но также источником различных соединений, возникающих в качестве промежуточных продуктов брожения и используемых организмом для многочисленных синтетических реакций.

Лекция 8. Аэробное дыхание

1. Основные этапы аэробного дыхания

Как было отмечено ранее, образовавшаяся в результате гликолиза пировиноградная кислота (пируват) является неустойчивым химическим соединением и всегда подвергается дальнейшей метаболизации. В большинстве случаев (в аэробных условиях) ПВК подвергается полному окислению до диоксида углерода и воды при участии кислорода с полным извлечением энергии и запасанием ее в форме АТФ. Этот процесс называется аэробным дыханием.

Аэробное дыхание представляет собой серию достаточно сложных процессов, которые можно разбить на 3 стадии:

1) Окислительное декарбоксилирование пирувата (ПВК) с образованием ацетилкоэнзима А (либо образование его из жирных кислот и аминокислот).

2) Разрушение ацетильных групп в цикле трикарбоновых кисло (цикл Кребса) с высвобождением углекислого газа и атомов водорода.

3) перенос электронов (соответствующих этим атомам водорода к молекулярному кислороду – процесс окисления, сопряженный с фосфорилированием АДФ, в результате которого образуется АТФ).