Метод ментора

Про историю открытия молочнокислого брожения

Кисломолочные продукты люди использовали со времен неолита. Молочную кислоту из простокваши впервые выделили в XVIII веке. И только в 1857 году великий Пастер показал, что молочной кислоты нет в составе молока, а она появляется в результате работы микроорганизмов. Благодаря их работе у нас есть простокваша, творог, сыр, квашеная капуста, соленые огурцы, соленые грибы, силос и многое другое.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #брожение #методментора

Молочнокислое брожение и боль в мышцах

При активных мышечных нагрузках требуется много энергии, которая обеспечивается в основном аэробным этапом клеточного дыхания. При нехватке кислорода наши мышцы некоторое время могут продолжать работать, довольствуясь лишь  результатом гликолиза (#гликолиз).  В этом случае в мышечных клетках происходит молочнокислое брожение и образуется молочная кислота.

Раньше считалось, что боль в мышцах после активных занятий спортом появляется именно из-за молочной кислоты. Сейчас принято считать, что боль возникает из-за микротравм нетренированных мышц.

Молочная кислота, образовавшаяся в мышечных клетках, переносится кровью в печень, где в несколько этапов превращается в глюкозу.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #брожение #методментора

Молочнокислое брожение

В процессе молочнокислого брожения НАДH, окисляясь, передаёт электроны пировиноградной кислоте (ПВК, пируват). В результате из ПВК образуется молочная кислота (лактат) и регенерируется НАД+.

2ПВК + 2НАД∙Н+Н+ → 2Лактата + 2НАД+

Процесс, разумеется, ферментативный.

Молочнокислое брожение практикуют целый ряд молочнокислых бактерий и бифидобактерий. С их помощью получаются молочнокислые и квашенные продукты.
Молочнокислое брожение происходит у человека в мышечных клетках при нехватке кислорода; в эритроцитах, так там нет митохондрий и др.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #брожение #методментора

Виды брожения

Итак, брожение - окисление НАДH обратно в НАД+, происходит в цитоплазме, необходимо для возобновления запасов НАД+ и возможности снова осуществлять гликолиз.

В процессе окисления электроны от НАДH передаются на другую органическую молекулу. Важно, что при этом фактически не происходит высвобождения энергии.

Виды брожения различаются субстратами (акцепторами электронов), количеством этапов, конечными продуктами. Обычно вид брожения называют по основному конечному продукту.

Вот некоторые примеры: спиртовое брожение, молочнокислое брожение, маслянокислое брожение, уксуснокислое брожение, муравьинокислое брожение.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #брожение #методментора

НАД+ + 2e- + 2H+ ⇄ НАДH + H+

#метаболизмклетки #НАД #методментора

Окисление – восстановление НАД

В клетках НАД находиться либо в окисленной форме НАД+, либо, после присоединяя к себе электронов, в восстановленной форме НАДH.
Формально НАД+ присоединяет к себе гидрид-ион

НАД+ + 2e- + 2H+→ НАДH + H+  
восстановление НАД+

НАДH → НАД+ + 2e- + H+
окисление НАДH

#метаболизмклетки #НАД #методментора

Никотинамидадениндинуклеотид
(НАД, англ. NAD)

Молекула НАД — это два нуклеотида, соединённых фосфатными группами. В состав одного нуклеотида в качестве азотистого основания входит аденин, в состав другого — никотинамид. В качестве пятиуглеродного сахара в нуклеотиды входят остатки рибозы.

Обычно НАД работает совместно с ферментами (то есть является коферментом) и необходим во всех живых клетках в окислительно-восстановительных реакциях для переноса электронов.

В клетках НАД находиться либо в окисленной форме НАД+, либо после присоединяя к себе электронов от других молекул, восстановленной форме НАДH.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #НАД #методментора

О терминах

Гликолиз – бескислородное расщепление (окисление) глюкозы в цитоплазме клетки. Из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. При этом образуются две молекулы АТФ и две молекулы восстановленного НАДН.

Брожение - окисление НАДH обратно в НАД+. Происходит в цитоплазме, необходимо для возобновления запасов НАД+ и возможности снова осуществлять гликолиз.

Иногда термин брожение (fermentation) используют для совокупной характеристики этих процессов: окисления глюкозы до ПВК и последующего возобновления запасов НАД+.

Иногда термин гликолиз используют для совокупной характеристики этих процессов: окисления глюкозы до ПВК и последующего возобновления запасов НАД+.

Будьте внимательны

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #гликолиз #брожение #методментора

Кто занимается брожением?

Брожением занимаются разные анаэробные бактерии.
Анаэробные эукариоты, да, такие бывают.
Аэробные эукариотические клетки в случае временной нехватки кислорода.

В комментариях приводите примеры организмов, практикующих брожение.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #брожение #методментора

Про брожение

Если после анаэробного этапа или гликолиза следует аэробный или кислородный этап в митохондриях, то туда переходят продукты гликолиза и начинается подготовка к циклу Кребса.

Если по какой-то причине кислородный этап не происходит и глюкоза, соответственно, окисляется не полностью, то весь энергетический профит от одной молекулы глюкозы составляет две молекулы АТФ. Дальше происходит процесс брожения в цитоплазме.

Две молекулы АТФ это сильно лучше, чем ничего. Многие только так и живут, если не могут пользоваться кислородом. Для возможности повторения гликолиза и обеспечения себя энергией, нужно окислить НАДH обратно в НАД+. Это и происходит при брожении.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #гликолиз #брожение #методментора

После небольшого перерыва продолжим разговор о клеточном метаболизме.

#метаболизмклетки #методментора

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #гликолиз #методментора

Еще раз про итоги гликолиза

В результате бескислородного этапа энергетического обмена или гликолиза образуется две энергетических молекулы АТФ (сначала 2АТФ тратится, потом образуется 4АТФ); две молекулы восстановленного НАД∙Н+Н⁺  (НАД – кофермент, переносчик электронов) и две молекулы ПВК (пировиноградной кислоты, пирувата) на одну молекулу глюкозы.

Все это происходит в цитоплазме и затем конечные продукты гликолиза используются для кислородного этапа энергетического обмена в митохондриях аэробных эукариотов.  (см. #термины).

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #гликолиз #методментора

Суммарный энергетический итог гликолиза при окислении одной молекулы глюкозы: 2АТФ и 2(НАД∙Н + Н⁺)

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #гликолиз #методментора

Основные этапы гликолиза

Гликолиз – анаэробное (бескислородное) ферментативное окисление глюкозы до пировиноградной кислоты (ПВК, пируват). Процесс происходит в цитоплазме и состоит из 10 стадий, которые удобно описывать следующими этапами: 

Энергозатратное фосфорилирование   (присоединение фосфатов) и изомеризация (изменение пространственной структуры) глюкозы с образованием нестабильного шестиуглеродного сахарофосфата. На этом этапе расходуется две молекулы АТФ (см. #АТФ) на одну молекулы глюкозы.

Расщепление нестабильного шестиуглеродного сахарофосфата на трехуглеродные сахарофосфаты (триозофосфаты).

Окисление  триозофосфата с образованием двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК, пирувата), восстановлением двух молекул НАД⁺ до НАД∙Н + Н⁺  и образованием четырех молекул АТФ (на две молекулы триозофосфата или, соответственно, на 1 молекулу глюкозы).

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #гликолиз #методментора

Красоты вам в ленту

Пятнистый вееропалый геккон
Ptyodactylus guttatus

А мы продолжаем разговор про энергетический обмен:

В друг ещё не всё знают про этот прекрасный биохимический канал?

https://t.me/egechimbio

Бескислородный (анаэробный) этап энергетического обмена или гликолиз

Расщепление глюкозы в цитоплазме клетки

Гликолиз - сложный многоступенчатый процесс, каскад следующих друг за другом ферментативных биохимических реакций.

Все реакции гликолиза протекают в цитоплазме клетки при участии ферментов гиалоплазмы, не связанных с мембранами.

В результате расщепления одной молекулы глюкозы образуется
2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК, пирувата), 2 молекулы АТФ (#АТФ) и 2 молекулы восстановленного НАД∙Н2 (НАД – кофермент никотинамидадениндинуклеотид – переносчик протонов).

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #гликолиз #методментора

Подготовительный этап энергетического обмена

Расщепление, переваривание сложных больших органических молекул до составных частей (мономеров).

Белки расщепляются до аминокислот.
Сложные углеводы расщепляются до глюкозы.
Жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот.
Нуклеиновые кислоты (это ДНК и РНК, да они тоже перевариваются) до нуклеотидов.

На самом деле каждый раз это (как всегда) целый комплекс сложных ферментативных биохимических реакций.

Реакции подготовительного этапа энергетического обмена происходят в пищеварительном тракте (если он есть), в лизосомах (#лизосомы) или, например, в пищеварительных вакуолях (https://t.me/mentormethod/590).

Высвобождающаяся энергия выделяется в виде тепла.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #методментора

Основные этапы энергетического обмена эукариотических аэробов

Если забыли слова – смотрите здесь #термины

Подготовительный этап – переваривание, расщепление больших органических молекул на составные части. Происходит в пищеварительной системе, вакуолях или лизосомах.

Бескислородный (анаэробный) этап или гликолиз – расщепление глюкозы. Происходит в цитоплазме клетки.

Кислородный (аэробный) этап – много разных биохимических реакций, которые происходят в митохондриях:
     - подготовка к циклу Кребса;
     - цикл Кребса;
     - дыхательная (электронно-транспортная) цепь или окислительное фосфорилирование.

#метаболизмклетки #энергетическийобмен #методментора