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Fermentación láctica

En la medida en que esté familiarizado con la palabra “fermentación”, puede estar inclinado asociarla con el proceso de creación de bebidas alcohólicas.

Si bien esto realmente se aprovecha de un tipo de fermentación (formal y no misteriosamente llamada fermentación alcohólica ).

Un segundo tipo, la fermentación con ácido láctico.

Es en realidad más vital y casi con certeza ocurre en cierta medida en su propio cuerpo mientras lee esto.

La fermentación se refiere a cualquier mecanismo mediante el cual una célula puede usar la glucosa para liberar energía.

En forma de trifosfato de adenosina (ATP) en ausencia de oxígeno, es decir, en condiciones anaeróbicas.

En todas las condiciones, por ejemplo:

  • Con o sin oxígeno
  • Y tanto en células eucarióticas (plantas y animales) como en células procarióticas (bacterianas).

El metabolismo de una molécula de glucosa, llamada glucólisis, se produce a través de varios pasos para producir dos moléculas de piruvato.

Lo que sucede entonces depende de qué organismo está involucrado y si el oxígeno está presente.

Poniendo la Mesa para la Fermentación: Glicólisis

En todos los organismos, la glucosa (C 6 H 12 O 6) se utiliza como fuente de energía y se convierte en una serie de nueve reacciones químicas distintas al piruvato.

La glucosa en sí proviene de la descomposición de todo tipo de alimentos, incluidos los carbohidratos, las proteínas y las grasas.

Todas estas reacciones tienen lugar en el citoplasma celular, independientemente de la maquinaria celular especial.

El proceso comienza con una inversión de energía:

  • Dos grupos de fosfato, cada uno de ellos tomado de una molécula de ATP
  • Se unen a la molécula de glucosa,
  • Dejando atrás dos moléculas de adenosina difosfato (ADP).

Resultado es una molécula que se parece a la fructosa de azúcar de fruta, pero con los dos grupos de fosfato unidos.

Este compuesto se divide en un par de moléculas de tres carbonos, dihidroxiacetona fosfato (DHAP) y gliceraldehído-3-fosfato (G-3-P).

que tienen la misma fórmula química pero diferentes disposiciones de sus átomos constituyentes; El DHAP se convierte en G-3-P de todos modos.

Las dos moléculas G-3-P luego entran en lo que a menudo se denomina la etapa de la glucólisis productora de energía.

G-3-P (y recuerde, hay dos de estos) cede un protón, o átomo de hidrógeno, a una molécula de NAD + (dinucleótido adenina nicotinamida.

Importante portador de energía en muchas reacciones celulares

Mientras que el NAD dona un fosfato a G-3-P para convertirlo en bisfosfoglicerato (BPG), un compuesto con dos fosfatos.

Cada uno de estos se emite a ADP para formar dos ATP a medida que finalmente se genera piruvato.

Sin embargo, recuerde que todo lo que sucede después de la división del azúcar de seis carbonos en dos azúcares de tres carbonos se duplica.

Por lo que esto significa que el resultado neto de la glucólisis es cuatro ATP, dos NADH y dos moléculas de piruvato.

Es importante tener en cuenta que la glucólisis se considera anaeróbica porque no se requiere oxígeno para que se produzca el proceso.

  • Es fácil confundir esto con “solo si no hay oxígeno presente”.

De la misma manera, puede deslizarse cuesta abajo en un automóvil, incluso con un tanque lleno de gasolina.

  • Y así participar en la conducción sin gas
  • La glucólisis se desarrolla de la misma manera si el oxígeno está presente en cantidades generosas, en cantidades más pequeñas o en absoluto.

¿Dónde y cuándo ocurre la fermentación del ácido láctico?

Una vez que la glucólisis ha alcanzado el paso de piruvato, el destino de las moléculas de piruvato depende del entorno específico.

En los eucariotas, si hay suficiente oxígeno presente, casi todo el piruvato se transporta a la respiración aeróbica.

El primer paso de este proceso de dos pasos es el ciclo de Krebs, también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido tricarboxílico;

El segundo paso es la cadena de transporte de electrones.

Estos tienen lugar en la mitocondria de las células, orgánulos que a menudo se comparan con pequeñas plantas de energía.

Algunos procariotas pueden participar en el metabolismo aeróbico a pesar de no tener mitocondrias u otros orgánulos (los “aerobios facultativos”).

Pero en su mayor parte pueden satisfacer sus necesidades de energía solo a través de vías metabólicas anaeróbicas.

Ymuchas bacterias son en realidad envenenadas con oxígeno (“anaerobios obligados”).

Cuando suficiente oxígeno es no presente, en procariotas y la mayoría de eucariotas, piruvato entra en la ruta de fermentación de ácido láctico.

La excepción a esto es la levadura eucariota unicelular, un hongo que metaboliza el piruvato a etanol (el alcohol de dos carbonos que se encuentra en las bebidas alcohólicas).

En la fermentación alcohólica, una molécula de dióxido de carbono se elimina del piruvato para crear acetaldehído.

Y luego se une un átomo de hidrógeno al acetaldehído para generar etanol.

Fermentación del ácido láctico

En teoría, la glucólisis podría proceder indefinidamente a suministrar energía al organismo principal, ya que cada glucosa produce una ganancia neta de energía.

Después de todo, la glucosa podría alimentarse más o menos continuamente al esquema.

Si el organismo simplemente come lo suficiente, y el ATP es esencialmente un recurso renovable.

  • El factor limitante aquí es la disponibilidad de NAD + , y aquí es donde entra en juego la fermentación láctica.
  • Una enzima llamada lactato deshidrogenasa (LDH) convierte el piruvato en lactato agregando un protón (H +) al piruvato.
  • Y en el proceso, parte de la NADH de la glucólisis se convierte de nuevo en NAD +.

Esto proporciona un NAD +Molécula que se puede devolver “corriente arriba”.

Para participar en, y así ayudar a mantener, la glucólisis.

En realidad, esto no es completamente reparador en términos de las necesidades metabólicas de un organismo.

Usando a los humanos como ejemplo

Incluso una persona sentada en reposo no podría acercarse a satisfacer sus necesidades metabólicas a través de la glucólisis sola.

Esto es probablemente evidente en el hecho de que cuando las personas dejan de respirar.

No pueden mantener la vida por mucho tiempo por falta de oxígeno.

Como resultado, la glucólisis combinada con la fermentación es en realidad solo una medida provisional.

Una forma de obtener el equivalente de un tanque de combustible auxiliar pequeño cuando el motor necesita combustible adicional.

Este concepto forma la base completa de las expresiones coloquiales en el mundo del ejercicio:

  • Sentir la quemadura
  • Golpear la pared
  • Y otros.