¿Cómo se usa NAD+ en la fermentación de ácido láctico después de que se oxida a partir de NADH?

Glicólisis anaeróbica

Como esta pregunta se refiere a la glucólisis en el contexto de la fermentación del ácido láctico, se relaciona claramente con la glucólisis anaeróbica , por lo que agregué eso a la pregunta.

Creo que es correcto considerar que el propósito principal de la glucólisis anaeróbica es generar ATP para el organismo o tejido anaeróbico .

Para comprender las funciones del NAD y el lactato en este proceso, debe tener en cuenta la química. La conversión de glucosa en piruvato es un proceso oxidativo, siendo el agente oxidante NAD ⁺ , que a su vez se reduce a NADH. Para que la glucólisis continúe, el NADH debe reoxidarse para regenerar NAD ⁺ . Este es el propósito principal de la reducción de piruvato a lactato y se resume en mi propio diagrama, a continuación.

Entonces, las respuestas a sus preguntas (parafraseadas) "¿para qué se necesitan el NAD y el ácido láctico?" y “¿son productos de desecho?” son:

• El NADH no se necesita para nada, es la consecuencia de la función oxidativa del NAD ⁺ . No, no es un producto de desecho: debe reoxidarse, de lo contrario, la glucólisis se detendría por falta de poder oxidante.
• El lactato tampoco es necesario para nada, como lo demuestra el hecho de que otros productos reducidos de piruvato se producen en diferentes organismos, sobre todo el etanol en las levaduras. El etanol ciertamente puede considerarse un producto de desecho, aunque el esqueleto de carbono del lactato se salva en los organismos multicelulares que respiran oxígeno.

El llamado ciclo de Cori & Cori

En mi opinión, es mejor abordar la glucólisis como lo he hecho anteriormente, sin referencia al tejido u organismo, para comprender las características esenciales del proceso.

En el caso específico de los mamíferos, algunos tejidos realizan la glucólisis de forma anaeróbica, por ejemplo, el glóbulo rojo (que carece de mitocondrias) o el músculo que se ejercita rápidamente (donde el suministro de sangre y el número de mitocondrias no son suficientes para generar ATP para la contracción muscular). El hígado, en Por el contrario, tiene un suministro abundante de oxígeno y, por lo tanto, de NAD ⁺ , por lo que puede reoxidar el lactato a piruvato si el primero se transporta en la sangre desde el tejido anaeróbico hasta el hígado, salvando el esqueleto de carbono.

En condiciones de bajo nivel de azúcar en sangre (p. ej., inanición), es importante que el piruvato se reconvierta en glucosa en el hígado mediante gluconeogénesis, en lugar de convertirse en otros productos, y la glucosa se libera en la sangre. En este caso, se cierra el círculo, este proceso generalmente se conoce como el Ciclo de Cori. Siempre evité este término al enseñar a los estudiantes, ya que descubrí que causaba confusión con ciclos como el ciclo del ácido tricarboxílico y el ciclo de la urea, donde todas las interconversiones químicas tienen lugar en el mismo tejido.

Nota al pie: glucólisis en condiciones aeróbicas

En condiciones aeróbicas (por ejemplo, en el hígado después de una comida con carbohidratos), el propósito de la glucólisis no es principalmente generar energía sino utilizar la glucosa, almacenándola como grasa (después de alcanzar la capacidad de glucógeno) o usándola para sintetizar intermediarios. Hay diferentes destinos para el piruvato (se muestra acetil-CoA), pero el lactato no es uno de ellos, ya que el NADH puede reoxidarse de manera mucho más eficiente en las mitocondrias, siendo el oxígeno molecular el agente oxidante final.

Referencias de texto

Berg et al. Sección. 16.1 cubre la glucólisis en gran detalle en condiciones aeróbicas. La reacción de la deshidrogenasa láctica recibe poco énfasis, pero se puede encontrar en la sección 16.1.9.

Todo el propósito de la glucólisis es hacer 2 ATP netos, ¿verdad?

No, en realidad es la descomposición de la glucosa como su nombre indica, para proporcionar piruvato, cuyo destino depende de las necesidades de las células y del medio ambiente.

¿Entonces el piruvato y el NADH son productos de desecho?

¿Por qué? Son solo intermediarios que se pueden utilizar en el ciclo tca o cori o en cualquier otra vía metabólica según las necesidades de la célula.

Además, el piruvato luego se reduce a ácido láctico. ¿Cuál es la necesidad de esto? NADH se oxida a NAD+......

Wikipedia dice:

La producción de lactato es beneficiosa porque regenera NAD+ (el piruvato se reduce a lactato mientras que el NADH se oxida a NAD+), que se utiliza en la oxidación del gliceraldehído 3-fosfato durante la producción de piruvato a partir de glucosa, y esto asegura que se mantenga la producción de energía. y el ejercicio puede continuar. (Durante el ejercicio intenso, la cadena respiratoria no puede seguir el ritmo de la cantidad de átomos de hidrógeno que se unen para formar NADH y no puede regenerar NAD+ lo suficientemente rápido). células, células cardíacas y células cerebrales. El piruvato se usa directamente para alimentar el ciclo de Krebs. La conversión a glucosa a través de la gluconeogénesis en el hígado y su liberación a la circulación; ver ciclo de Cori Si las concentraciones de glucosa en sangre son altas,

Además, el ácido láctico finalmente se convierte nuevamente en piruvato a través del ciclo de Cori. ¿Cómo se usa ese piruvato?

En el ciclo cori, el lactato se convierte finalmente en glucosa a través del piruvato intermedio.

En respuesta a los comentarios, relación entre la glucólisis y la fermentación: