Γίνεται ζύμωση γαλακτικού οξέος στα μυϊκά κύτταρα;

Η ζύμωση γαλακτικού οξέος εμφανίζεται στα μυϊκά κύτταρα

ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνει στα μυϊκά κύτταρα, τα οποία παράγουν ATP ταχύτερα από την αερόβια κυτταρική αναπνοή. Αυτή η διαδικασία διαταράσσει την ισορροπία του pH του μυός, που με τη σειρά του προκαλεί μυϊκή κόπωση. Αυτό το άρθρο θα εξηγήσει πώς αυτή η διαδικασία επηρεάζει το σώμα. Μάθετε για τον ρόλο του στην άσκηση. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε όλους τους μύες, συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς, των πνευμόνων και των μυών. Ακολουθούν τα οφέλη και τα μειονεκτήματα αυτής της διαδικασίας.

λαμβάνει χώρα ζύμωση γαλακτικού οξέος στα μυϊκά κύτταρα

Εκτός από το ότι υπάρχει σε ζωικά κύτταρα και κύτταρα μικροοργανισμών, η ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνει και στα μυϊκά κύτταρα των ανθρώπων. Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ παράγει ενέργεια όταν το οξυγόνο είναι σπάνιο ή δεν είναι διαθέσιμο. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί σάκχαρα αντί για οξυγόνο για την παραγωγή ATP. Ως αποτέλεσμα, ονομάζεται επίσης αναερόβια αναπνοή. Η διαδικασία απελευθερώνει γαλακτικό, ένα απόβλητο προϊόν της γλυκόλυσης, στην κυκλοφορία του αίματος, όπου μετατρέπεται ξανά σε γλυκόζη.

Το γαλακτικό οξύ είναι υποπροϊόν της ζύμωσης σε φυτά και ζώα και παράγεται στους μύες των ανθρώπων κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης. Εμφανίζεται όταν τα μιτοχόνδρια στους μύες δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν το οξυγόνο και μεταβαίνουν σε ζύμωση γαλακτικού οξέος. Αυτή η διαδικασία παράγει λιγότερο ATP από την κυτταρική αναπνοή και οδηγεί σε κράμπες και μυϊκή κόπωση. Ωστόσο, η ζύμωση γαλακτικού οξέος είναι απαραίτητη για την πρόληψη της μυϊκής κόπωσης κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτή η διαδικασία μπορεί επίσης να είναι επιβλαβής όταν παράγονται υπερβολικές ποσότητες γαλακτικού οξέος.

Η ζύμωση γαλακτικού οξέος στα μυϊκά κύτταρα είναι απαραίτητη για την παραγωγή ATP κατά τη διάρκεια της άσκησης. Η παραγωγή ATP απουσία οξυγόνου είναι αδύνατη χωρίς ζύμωση γαλακτικού οξέος, η οποία αναπληρώνει το κυτταρικό ΝΑ για τη διαδικασία γλυκόλυσης. Διαφορετικά, η αντίδραση αφυδρογονάσης γλυκεραλδεΰδης-3-φωσφορικής δεν θα γινόταν και το κύτταρο δεν θα ήταν σε θέση να ολοκληρώσει τη διαδικασία παραγωγής ΑΤΡ.

Ενώ δεν είναι κατανοητό ακριβώς πώς συμβαίνει η παραγωγή γαλακτικού οξέος στα μυϊκά κύτταρα, είναι γνωστό ότι η ζύμωση γαλακτικού οξέος λαμβάνει χώρα στα κύτταρα των μυών κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης. Οι μύες καταναλώνουν σημαντική ποσότητα οξυγόνου κατά τη διάρκεια της άσκησης, αλλά όταν ο μυς απαιτεί ενέργεια, μεταβαίνει σε αναερόβια αναπνοή. Επειδή η διαδικασία είναι τόσο αποτελεσματική, το γαλακτικό οξύ παράγεται επίσης στα ερυθρά αιμοσφαίρια που βρίσκονται στο σώμα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τους μύες, τα ερυθρά αιμοσφαίρια δεν περιέχουν μιτοχόνδρια, μέρος της αερόβιας αναπνοής.

Παράγει ATP πιο γρήγορα από την αερόβια κυτταρική αναπνοή.

Η αναερόβια γλυκόλυση είναι μια διαδικασία που παράγει ενέργεια μέσα στα κύτταρα. Υπό αερόβιες συνθήκες, αυτή η διαδικασία παράγει δύο μόρια ATP από ένα μόνο μόριο γλυκόζης. Η αναερόβια γλυκόλυση παράγει μια καθαρή ποσότητα δύο μορίων ΑΤΡ από ένα μόνο μόριο γλυκόζης. Η διαδικασία είναι ταχύτερη από την αερόβια κυτταρική αναπνοή και εμφανίζεται πιο γρήγορα όταν το οξυγόνο είναι περιορισμένο ή εάν το κύτταρο είναι υπό ισχαιμία. Η γλυκόλυση είναι επίσης μια πηγή ενέργειας για τους σκελετικούς μυς που συστέλλονται στο μέγιστο.

Η αναερόβια κυτταρική αναπνοή παράγει 2 ATP ανά γραμμάριο γλυκόζης που καταναλώνεται. Αντίθετα, ο αερόβιος κυτταρικός μεταβολισμός (που περιλαμβάνει τον κύκλο του Krebs και την αναπνευστική μεταφορά ηλεκτρονίων) μπορεί να παράγει έως και 38 ATP για κάθε γραμμάριο γλυκόζης. Τα αναερόβια κύτταρα απαιτούν μεγάλη ποσότητα ενέργειας για να λειτουργήσουν και χωρίς οξυγόνο πεθαίνουν πολύ γρήγορα. Τα αερόβια κύτταρα παράγουν μόνο περίπου το 40% της γλυκόζης τους ως ATP και το υπόλοιπο 60% χάνεται ως θερμότητα. Αν και ο ρυθμός του αερόβιου μεταβολισμού είναι ταχύτερος από εκείνον της αναερόβιας αναπνοής, εξακολουθεί να μην είναι τόσο αποτελεσματικός όσο η αερόβια κυτταρική αναπνοή και οι υποχρεωτικοί αναερόβιοι οργανισμοί έχουν επιβιώσει για περισσότερα από δύο δισεκατομμύρια χρόνια.

Όλα τα περιβλήματα απαιτούν οξυγόνο και γλυκόζη για να επιβιώσουν και να εκτελέσουν αερόβια αναπνοή. Διάφορα όργανα και κύτταρα παρέχουν αυτά τα δύο στοιχεία με συντονισμένο τρόπο. Η τροφή είναι πηγή γλυκόζης, η οποία μετατρέπεται σε πυροσταφυλικό και ATP από ένζυμα στο στόμα και στο έντερο. Όλα τα κύτταρα του σώματος χρησιμοποιούν γλυκόζη για να παράγουν ATP, αν και ορισμένα τη χρησιμοποιούν για άλλους σκοπούς.

Διαταράσσει το φυσιολογικό pH του μυός.

Ως υποπροϊόν της διαδικασίας γλυκόλυσης, το γαλακτικό οξύ μετατρέπεται από πυροσταφυλικό σε γαλακτικά οξέα, το οποίο βοηθά το κύτταρο να συνεχίσει τη διαδικασία γλυκόλυσης. Το NAD είναι μια πηγή ενέργειας και κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, βοηθά το κύτταρο να παράγει ATP, το καύσιμο που χρησιμοποιεί το μυϊκό κύτταρο για να κάνει τη δουλειά του. Εάν η συγκέντρωση NAD στο κύτταρο αυξηθεί, η γλυκόλυση συνεχίζεται. Όταν η συγκέντρωση του NAD αυξάνεται, το πυροσταφυλικό μετατρέπεται επίσης σε γαλακτικό, το οποίο βοηθά το κύτταρο να λειτουργήσει.

Το pH ενός μυϊκού κυττάρου είναι γενικά 7,3 ή 7,4 εκτός εάν υπάρχει υπερβολική ποσότητα ιόντων υδρογόνου στο κύτταρο. Επιπλέον, το ασβέστιο διακινείται στο ER απευθείας από το PM. Τα πρωτόνια ακολουθούν τις αλλαγές του pH μεταξύ των δύο οργανιδίων, έτσι το pH ενός μυϊκού κυττάρου αλλάζει όταν αρχίζει και σταματά η διαδικασία ζύμωσης του γαλακτικού οξέος. Ωστόσο, δεν είναι σαφές γιατί συμβαίνει αυτή η διαδικασία.

Καθώς ένα όξινο περιβάλλον βλάπτει τη δομή των κυτταρικών μεμβρανών, μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη οξειδωτικού στρες στα κύτταρα. Το γαλακτικό οξύ διαταράσσει το φυσιολογικό pH των μυϊκών κυττάρων και σχετίζεται με πολλά άλλα προβλήματα υγείας. Για παράδειγμα, μια κακή διατροφή είναι υπεύθυνη για το μεταβολικό στρες, που οδηγεί σε ασθένειες όπως ο καρκίνος και το μεταβολικό σύνδρομο. Ωστόσο, μια υγιεινή διατροφή μπορεί να βοηθήσει στην άμβλυνση των επιπτώσεων του μεταβολικού στρες.

Τα πρωτόνια μεταφέρονται έξω από το κύτταρο μέσω του συστήματος μεταφοράς μεμβράνης, όπου ρυθμίζονται. Τα πρωτόνια μεταφέρονται στο εξωκυττάριο υγρό, ρυθμιζόμενο από τον εναλλάκτη Na+/H+. Αυτοί οι μεταφορείς διατηρούν το pH του εξωκυτταρικού υγρού και ένα υψηλό επίπεδο οξύτητας στο διάμεσο υγρό του σώματος είναι επιζήμιο για τη μεταβολική υγεία. Οδηγεί επίσης σε μειωμένη σωματική απόδοση.

Προκαλεί μυϊκή κόπωση.

Η διάσπαση των απαιτούμενων υποστρωμάτων για τις συσπάσεις έχει ως αποτέλεσμα την μυϊκή κόπωση επειδή αυτά τα θρεπτικά συστατικά δεν μπορούν πλέον να παραχθούν. Επιπλέον, η εξάντληση αυτών των υποστρωμάτων οδηγεί στη συσσώρευση ενεργών ειδών οξυγόνου (ROS) και ιόντων Mg2+ στον μυ. Αυτές οι τοξίνες μπορεί να επηρεάσουν την απελευθέρωση ιόντων Ca+ από το σαρκοπλασματικό δίκτυο, μειώνοντας τη συγγένεια της τροπονίνης προς το Ca+.

Εάν το οξυγόνο στην κυκλοφορία του αίματος είναι χαμηλό, τα μυϊκά κύτταρα παράγουν γαλακτικό οξύ. Η ζύμωση γαλακτικού οξέος δίνει στον μυ έναν τρόπο να αποκτήσει ATP χωρίς οξυγόνο. Με τη μετατροπή της γλυκόζης σε γαλακτικό, το γαλακτικό οξύ παρέχει μια εναλλακτική πηγή ενέργειας. Το γαλακτικό οξύ που παράγεται κατά τη διάρκεια μιας προπόνησης παρέχει την ενέργεια που απαιτείται από τους μυς, αλλά προκαλεί επίσης κράμπες. Αυτός είναι ο λόγος που μερικοί άνθρωποι βιώνουν κράμπες και αδυναμία κατά τη διάρκεια έντονης σωματικής δραστηριότητας.

Η παραγωγή γαλακτικού οξέος στους μύες κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης είναι η πιο κοινή αιτία μυϊκού πόνου. Αν και αυτό το άχρηστο προϊόν δεν είναι ο ένοχος, συμβάλλει στην κόπωση των μυών. Αυτό προκύπτει από τον αναερόβιο μεταβολισμό, ο οποίος μετατρέπει την αποθηκευμένη γλυκόζη και γλυκογόνο σε γαλακτικό οξύ. Ως αποτέλεσμα, η έντονη άσκηση προκαλεί διπλασιασμό του αριθμού των μιτοχονδρίων στους μυς.

Η διαδικασία της γλυκόλυσης στο σώμα απελευθερώνει γαλακτικό οξύ, το οποίο βοηθά στον καθαρισμό των κυττάρων από το πυροσταφυλικό. Τα ιόντα υδρογόνου που παράγονται από αυτή τη διαδικασία μειώνουν το επίπεδο pH του μυϊκού ιστού, καθιστώντας τον πιο όξινο. Κατά συνέπεια, η οξέωση προκαλεί αίσθημα καύσου στους μύες. Καθώς το γαλακτικό οξύ συσσωρεύεται, οι μύες το συνηθίζουν και προσαρμόζονται σε αυτό. Αυτό προκαλεί μυϊκή κόπωση και πόνο.

Είναι αναστρέψιμο

Η διάσπαση των αποθηκευμένων πολυσακχαριτών στα μυϊκά κύτταρα προκαλεί την παραγωγή γαλακτικού οξέος ή γαλακτικού οξέος. Αυτή η διαδικασία είναι αναστρέψιμη, καθώς το γαλακτικό μπορεί να μετατραπεί ξανά σε πυροσταφυλικό παρουσία οξυγόνου. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως γαλακτική ζύμωση. Όταν αυτή η αντίδραση συμβαίνει στα μυϊκά κύτταρα, το οξυγόνο που απαιτείται για την αποκατάσταση της ισορροπίας του γαλακτικού οξέος είναι γνωστό ως χρέος οξυγόνου.

Κατά τη διάρκεια της έντονης άσκησης, το σώμα δημιουργεί γαλακτικό για να καλύψει τις ενεργειακές του ανάγκες. Η ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνει στα μυϊκά κύτταρα επειδή το αναπνευστικό και το καρδιαγγειακό σύστημα δεν μπορούν να παρέχουν αρκετό οξυγόνο στους μύες. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στα μυϊκά κύτταρα να παράγουν ATP συνεχώς. Μπορεί να προκαλέσει κράμπες, επομένως είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί η ζύμωση γαλακτικού οξέος στα μυϊκά κύτταρα. Ευτυχώς, είναι μια φυσική διαδικασία, καθιστώντας την έναν από τους πιο συνηθισμένους λόγους για υπερβολική καταπόνηση των μυών.

Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για το μεταβολισμό σχεδόν όλων των κυττάρων και είναι απαραίτητη για την ενδοκυτταρική ομοιόσταση του pH. Η διαδικασία της γλυκόλυσης δημιουργεί δύο μόρια γαλακτικού οξέος για κάθε μόριο γλυκόζης που καταναλώνεται. Λόγω αυτού του υψηλού ρυθμού παραγωγής γαλακτικού οξέος, το γαλακτικό οξύ πρέπει να μεταφερθεί έξω από τα μυϊκά κύτταρα για να διατηρήσει τα επίπεδά του. Τα πρωτόνια και το γαλακτικό μεταφέρονται μέσω των πλασματικών μεμβρανών με μονοκαρβοξυλικούς μεταφορείς συνδεδεμένους με πρωτόνια, καταλύοντας τη διαδικασία.

Η μεταβολική διαδικασία της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος μετατρέπει τη γλυκόζη σε γαλακτικό, μια κυτταρική πηγή ενέργειας. Περιλαμβάνει δύο στάδια, το καθένα από τα οποία περιλαμβάνει μόρια τριών άνθρακα, στο κυτταρόπλασμα. Το πρώτο βήμα της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος είναι η γλυκόλυση. Η γλυκόζη διασπάται σε πυροσταφυλικό κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, μια ένωση που αποτελείται από μόρια τριών άνθρακα. Η διαδικασία παράγει επίσης δύο μόρια NADH και τέσσερα ATP.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *