Fermentazione lattica e alcolica sono la fine del viaggio sulla respirazione cellulare.
Ebbene sì, questo è tipo il capitolo conclusivo in cui capiamo cosa combina l’ATP insieme ai suoi amichetti per produrre energia.
Cioè, non è che sia l’Endgame di questo cinematic universe, ma sicuramente siamo alle battute finali.
Sappiamo che può essere una brutta notizia perché ci divertiamo tanto insieme alla nostra molecola energetica, ma anche le cose belle hanno una fine (tipo il weekend 📆).
Tornando a noi. Siamo partiti dalla glicolisi e ne abbiamo visto le fasi, i prodotti e il bilanciamento. Dopodiché, abbiamo chiarito che tale processo porta alla respirazione cellulare quando le condizioni biochimiche sono di aerobiosi (presenza di ossigeno).
E se invece non c’è ossigeno? Niente, stai male 😵.
Scherziamo, perché in condizioni anaerobiche abbiamo l’inizio dei processi di fermentazione.
Questo processo è fondamentale per la sopravvivenza di molti organismi, come i batteri che si trovano nell’intestino, ma anche per la produzione di cibi come il pane, lo yogurt e il vino.
Con questo articolo vediamo da vicino la fermentazione lattica e alcolica e capiamo come influenzano sia la demolizione delle molecole organiche in sostanze più semplici, sia la produzione e il consumo di ATP (la moneta energetica della cellula, ma questo già lo avevamo detto molti episodi fa. Precisamente qui).
La produzione di acido lattico: cos’è e come funziona
La fermentazione lattica e quella alcolica sono processi metabolici successivi alla glicolisi.
Avvengono in condizioni di anaerobiosi, cioè in assenza di ossigeno, nelle cellule eucariotiche e procariotiche.
Il processo di fermentazione inizia nel citoplasma e la sua funzione è l’ossidazione del NADH per rigenerare NAD+, che è uno dei reagenti della glicolisi ed è necessario perché tale processo possa continuare.
La fermentazione non è funzionale alla produzione di ATP, che avviene solo durante la glicolisi.
In che cosa consiste la fermentazione lattica?
È il processo metabolico che trasforma due molecole di piruvato in due molecole di acido lattico.
L’enzima della reazione è la lattato deidrogenasi, il coenzima è il NADH + H+ che in questo modo si ossida e rigenera NAD+.
I prodotti della fermentazione lattica (conosciuti anche come “resa energetica finale“) sono di 2 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio convertita in acido lattico.
Ciò rende tale processo meno efficiente rispetto alla respirazione cellulare aerobica, che ha una resa energetica di 36-38 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio convertita in anidride carbonica e acqua.
Cosa si produce nella fermentazione lattica?
Viene prodotto acido lattico, che viene utilizzato come fonte di energia per le cellule.
Ti ricordiamo che questo processo avviene a seguito della glicolisi in molti procarioti, ma può coinvolgere anche le cellule muscolari umane.
I muscoli la utilizzano per produrre energia in assenza di ossigeno (ecco cosa succede quando carichi abbestia sulla panca 🏋️).
Infatti, in caso di sforzo intenso e prolungato il flusso sanguigno diviene insufficiente nel fornire ossigeno. A questo punto le cellule abbandonano la respirazione cellulare a favore della fermentazione lattica.
L’acido lattico viene così diffuso nel sangue, giunge al fegato e viene convertito di nuovo in piruvato ♻️.
Come avviene il processo di fermentazione alcolica?
Anche questo inizia in presenza di un eccesso di piruvato, ottenuto dalla conversione del glucosio della glicolisi.
Il processo metabolico della fermentazione alcolica trasforma ogni molecola in eccesso in due molecole di acetaldeide e, successivamente, in due molecole di alcol etilico.
Inoltre, la reazione produce 2 molecole di CO2 e ossida il NADH + H+ per rigenerare il NAD+.
La resa energetica finale è di 2 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio convertita in etanolo.
La fermentazione alcolica avviene in certi lieviti e cellule vegetali ed è responsabile della produzione di bevande alcoliche e della lievitazione del pane.
Cioè, renditi conto. Il pane, tu lo vedi e pensi “ah vabbè, cosa vuoi che sia”.
Senza la fermentazione sarebbe un alimento triste, piatto e denso anziché spugnoso e leggero.
Piccolo fun fact sulla fermentazione del pane: avviene all’interno della massa di farina, acqua e lievito. Quest’ultimo consuma gli zuccheri della farina e produce alcool etilico e anidride carbonica, che è l’elemento che fa lievitare l’impasto conferendogli la consistenza spugnosa e morbida.
Vabbè a questo punto vediamo anche come interviene nella produzione di vino, birra & co.
In tal caso, la fermentazione avviene all’interno di una miscela di ingredienti (mosto per la birra e il vino, mela per il sidro, tante altre cose strane per altri tipi di bevande, ecc.) contenente zuccheri e altri nutrienti.
I lieviti agiscono metabolizzando gli zuccheri e producendo alcool etilico e anidride carbonica.
Questo vuol dire che, per esempio, la frutta fermentata (un po’ più in là con l’età rispetto alla frutta matura) è più ricca dal punto di vista energetico perché contiene etanolo. Infatti, molti animali usano questo trick nutrizionale per selezionare il cibo.
Poi vabbè, si ubriacano per farlo, ma è diverso perché loro non vogliono sbronzarsi (tu invece sì…salute 🍻).
Bene! Dal mondo della fermentazione è tutto.
Speriamo che questo articolo ti sia utile per unire tutti i tasselli e capire la produzione e il consumo di energia nei processi del metabolismo cellulare.
Se vuoi approfondire questi temi puoi dare un’occhiata alla nostra playlist YouTube interamente dedicata all’argomento.
Ciao DoctorZ, alla prossima! 🧡🚀
