oksijensiz solunum

OKSİJENSİZ SOLUNUM
FERMANTASYON

Organik besin maddelerinin oksijen kullanımından yıkılarak enerji üretmesine denir. Fermantasyon (oksijensiz solunum) olayının tamamı hücrenin sitoplazmasında meydana gelir. Fermantasyon sonucu oluşan ürünler canlıdan canlıya çok az değişiklik gösterir. Oksijensiz yolla enerji eldesi, bakterilerin büyük bir bölümünde, maya mantarlarında, omurgalıların çizgili kaslarında ve bazı tohumlarda gerçekleşir. Fermantasyon olayı iki ana kademede gerçekleştirilir. Bu safhalar “glikoz” ve “son ürün oluşumu”dur.

A) Glikoz Reaksiyonları: Glikozun, prüvik asite kadar parçalanması reaksiyonlarına glikoz denir. Bu reaksiyonlar hem oksijenli(aerobik) hem de oksijensiz(an aerobik) solunumun başlangıç kısmını oluşturur,yani her iki solunum da ortaktır. Her canlı hücre glikolizi gerçekleştirebilir. Pasif haldeki glikoz moleküllerinin aktifleşerek reaksiyona girebilmesi için canlıların vücut ısısı yetersizdir. Bunun için aktivasyon enerjisi olarak ATP harcanır. Glikozun aktifleşmesi için 2 ATP molekülü gerekir. Aktifleşen glikoz bir dizi reaksiyonla pirüvik aside kadar parçalanır. Bu olaylar sonucunda 4 ATP ve 2NADH2 sentezlenir. Başlangıçta glikozu aktifleştirmek için 2ATP kazanılmış olur. Bütün canlılarda glikoz safhasında görev yapan enzimler aynıdır. Bütün fermantasyon çeşitlerinde ATP üretimi de glikoliz kısmında gerçekleşir. Bunun için bütün fermantasyonların ATP kazancı da aynıdır. Sonuç olarak glikoz sonunda şu ürünler oluşur :

• 4 molekül ATP
• 2 molekül NADH2
• 2 molekül Pirüvat



Pirüvik asitten sonra kullanılan enzimler farklı türlerde farklılık gösterir. Bu nedenle fermantasyonun son ürünleri canlı türlerine göre değişiklik gösterir.

B) Son Ürünlerin Oluşumu: Pirüvik asit her canlı türünde en uygun artık maddeye dönüştürülerek vücut dışına atılır. Bu dönüşümü sağlayan enzimler de farklıdır. Glikolizde ortama verilen ve NAD tarafından tutulan hidrojenler bu safhada tekrar geri alınarak kullanılır. Bu kademelerde ATP harcanmaz ve oluşturulmaz. Fermantasyon çeşitleri oluşan son ürünlerin ismine göre adlandırılır.

• Alkol Fermantasyonu: Bira mayası başta olmak üzere maya mantarlarında ve şarap bakterilerinde gerçekleşir.



Pirüvik asit ortama 1 molekül CO2 vererek aset aldehite dönüşür. Aset aldehit, NADH2 nin hidrojenlerini tutarak etil alkole dönüşür. Bu reaksiyon sonunda serbest kalan NAD glikolizde tekrar kullanılabilir. Alkol fermantasyonunun genel denklemi şu şekildedir:



Kas hücrelerinin laktik asit oluşturmalarının asıl nedeni glikoliz ürünleri olan Pirüvik asit ve NADH2 nin uzaklaştırılamayarak ortamda birikmesidir. Ortamda yoğunluğu artan bu iki madde birbirleriyle reaksiyona girerek laktik asiti oluşturur. Laktik asit kolayca difüzyon olarak hücreler arası sıvıya geçer ve uzaklaştırılmış olur.

Görüldüğü gibi bütün fermantasyonlarda oluşan son ürünlerin çoğu organik bileşiklerdir. Enerjinin büyük bir kısmı bu moleküllerde bağlı kalmıştır. Bunun için fermantasyonda glikoz moleküllerindeki enerjinin ancak %2 si ATP ye dönüştürülmüş olur. Bir miktar enerji de ısı olarak ortama verilir.

Oksijenli solunumda ise glikoliz inorganik maddelere kadar parçalanabildiği için daha yüksek oranda ısı ve ATP (%40) üretilmiş olur.

İnsanlar, çeşitli canlılar tarafından gerçekleşen fermantasyon (mayalanma) olaylarından; turşu, yoğurt, hamur, şarap eldesi gibi çeşitli şekillerde faydalanmaktadırlar.

An aerobik bazı bakteriler amino asitleri de fermente ederler ve çok kötü kokular açığa çıkarırlar. Bu olaya pütrifikasyon(kokuşma) denir. Yemeklerin bozulmasıyla çeşitli kokuların oluşması azotlu ve kükürtlü fermantasyon ürünlerinden dolayıdır.