Бескислородный, или неполного окисления или анаэробный

Поскольку одним из главных видов биологического «топлива» служат углеводы – глюкоза, окисление глюкозы сопровождается ее расщеплением, и поэтому такой процесс принято называть гликолизом (от греч. «гликис» - сладкий и «лизис» - расщепление). Гликолиз – это неполное окисление глюкозы без участия кислорода, когда акцептором электронов служит НАД⁺ (никотинамидадениндинуклеотид), тогда как полное окисление глюкозы происходит при участии кислорода.

В реакциях гликолиза молекула глюкозы расщепляется на две молекулы прировиноградной кислоты (ПВК - С₃Н₄О₃). При этом образуются две молекулы АТФ и атомы водорода. Атомы водорода присоединяются к переносчику НАД⁺, который переходит в свою восстановленную форму НАД*Н+Н⁺.

Суммарно уравнение гликолиза имеет вид:

С₆Н₁₂О₆ + 2 АДФ + 2 Н₃РО₄ + 2 НАД⁺ 2 С₃Н₄О₃ + 2 АТФ + 2 НАД*Н+Н⁺

В последствии две молекулы ПВК восстанавливаются до молочной кислоты. Этим завершается гликолиз.

Человек может тоже короткое время обходится без кислорода, и тогда клетки получают энергию за счет гликолиза. Быстрый бег даже на короткие дистанции может вызвать у нас одышку. Это молочная кислота, которая образовалась при недостатке кислорода, возбуждает дыхательный центр и заставляет нас часто дышать, чтобы насытить кровь кислородом и окислить молочную кислоту.

У некоторых видов микроорганизмов, живущих без доступа кислорода, имеет место только гликолиз, который называют брожением.

Брожение – анаэробный ферментативный окислительно-восстановительный процесс превращения органических веществ, посредством которого многие организмы получают энергию, необходимую для жизнедеятельности.

Брожение – эволюционно более ранняя и энергетически менее рациональная форма получения энергии из питательных веществ по сравнению с кислородным дыханием. К брожению способны бактерии, многие микроскопические грибы и простейшие. Брожение может наблюдаться в клетках растений и животных в условиях дефицита кислорода. Продуктами брожения являются различные органические кислоты (молочная, масляная, уксусная, муравьиная), спирты (этиловый, бутиловый, амиловый), ацетон, а также углекислый газ и вода. Широкое распространение в природе имеет молочнокислое, маслянокислое, уксуснокислое, спиртовое и другие типы брожения.

Процесс брожения находит большое практическое применение. Молочнокислое брожение используется для получения различных кисломолочных продуктов, при солении и квашении овощей, силосовании кормов и т.д. Спиртовое брожение лежит в основе получения различных спиртов, в том числе этилового, а также вин и пива.