La glucólisis es el primer paso en la respiración celular y no requiere oxígeno para proceder. La glucólisis convierte una molécula de azúcar en dos moléculas de piruvato, que también produce dos moléculas de adenosintrifosfato (ATP) y nicotinamida adenina dinucleótido (NADH). Cuando no hay oxígeno, una célula puede metabolizar los piruvatos mediante el proceso de fermentación.
Metabolismo energético
El ATP es la molécula de almacenamiento de energía de la célula, mientras que el NADH y su versión oxidada, NAD +, participan en las reacciones celulares que implican la transferencia de electrones, conocidas como reacciones redox. Si hay oxígeno presente, la célula puede extraer energía química sustancial al degradar el piruvato a través del ciclo del ácido cítrico, lo que convierte al NADH nuevamente en NAD +. Sin oxidación, la célula debe usar la fermentación para oxidar el NADH antes de que se acumule en niveles no saludables.
Fermentación Homolactic
El piruvato es una molécula de tres carbonos que la enzima lactato deshidrogenasa convierte en lactato a través del proceso conocido como fermentación homoláctica. En el proceso, NADH se oxida en NAD + que se necesita para proceder con la glucólisis. En ausencia de oxígeno, la fermentación homoláctica evita la acumulación de NADH, lo que detendría la glucólisis y robaría a la célula su fuente de energía. La fermentación no produce moléculas de ATP, pero permite que la glucólisis continúe y produzca un pequeño goteo de ATP. En la fermentación homoláctica, el lactato es el único producto.
Fermentación heterólactica
En ausencia de oxígeno, ciertos organismos como la levadura pueden convertir el piruvato en dióxido de carbono y etanol. Los cerveceros aprovechan este proceso para convertir el puré de granos en cerveza. La fermentación heteroláctica procede en dos pasos. Primero, la enzima piruvato deshidrogenasa convierte el piruvato en acetaldehído. En el segundo paso, la enzima alcohol deshidrogenasa transfiere hidrógeno del NADH al acetaldehído, convirtiéndolo en etanol y dióxido de carbono. El proceso también regenera NAD +, lo que permite que la glucólisis continúe.
Siente la quemadura
Si alguna vez sintió que sus músculos se quemaban durante una actividad física intensa, está experimentando el efecto de la fermentación homoláctica en tus células musculares. El ejercicio extenuante agota temporalmente el suministro de oxígeno de una célula. Bajo estas condiciones, los músculos metabolizan el piruvato en ácido láctico, lo que produce la sensación de ardor familiar. Sin embargo, esta es una reacción provisional a los bajos niveles de oxígeno. Sin oxígeno, las células pueden morir rápidamente.
Repollo y yogurt
La fermentación anaeróbica se usa para crear varios alimentos además de la cerveza. Por ejemplo, el repollo se beneficia de la fermentación para producir manjares como el kimchee y el chucrut. Ciertas cepas de bacterias, incluyendo Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophiles, convierten la leche en yogurt a través de la fermentación homoláctica. El proceso congela la leche, le da sabor a yogur y aumenta la acidez de la leche, lo que la hace desagradable para muchas bacterias dañinas.
