Glicolisi, Fermentazione Lattica e Alcolica in 3 minuti!

La glicolisi è il primo step della respirazione cellulare, avviene a livello del citoplasma della cellula e non richiede ossigeno. La glicolisi si svolge in due fasi:
1) Nella prima fase avviene la fosforilazione del glucosio. Questa fase è composta da una serie di reazioni in cui una molecola di glucosio viene ad essere trasformata in fruttosio 1,6 bisfosfato, cioè un fruttosio a cui sono legati due gruppi fosfato. Questo comporta per la cellula un consumo
di energia, in particolare di due molecole di ATP.
2) La seconda fase invece consiste nella formazione del piruvato. In pratica, a partire da una molecola di fruttosio 1,6 bisfosfato, che si è formato nella prima parte della glicolisi, si ottengono due molecole di gliceraldeide 3 fosfato. La produzione di una molecola di gliceraldeide 3 fosfato comporta, ognuna, la produzione di 2 molecole di ATP, 1 NADH ed una molecola di piruvato. Dato si formano due molecole di gliceraldeide 3 fosfato, il bilancio totale di questa seconda fase per una molecola di glucosio è 4 ATP, 2 NADH e 2 molecole di piruvato.

Per ricavare quello che è il bilancio totale della glicolisi bisogna togliere ai prodotti della seconda fase il consumo di 2 ATP, che è avvenuto durante la fosforilazione del glucosio. In questo modo troviamo che il bilancio netto della glicolisi è: 2 ATP, 2 NADH e 2 molecole di piruvato.
Una volta avvenuta la glicolisi, il piruvato può avere due differenti destini: in assenza di ossigeno avviene la fermentazione, se invece l’ossigeno è presente si verifica la respirazione cellulare.

La fermentazione avviene nel citoplasma in assenza di ossigeno, poiché le riserve di NAD sono limitate ed è necessario che il NADH venga riossidato a spese del piruvato.

Nella fermentazione il piruvato, prodotto a livello della glicolisi, viene ad essere ossidato in modo tale da ricavare energia (sotto forma di ATP) e di andare ad ossidare il NADH ripristinando le riserve di NAD.

Esistono due tipi di fermentazione:
1) Fermentazione lattica: da una molecola di piruvato, 2 ADP e 2 gruppi fosfato si ottengono due molecole di lattato (o acido lattico) e 2 molecole di ATP. L’enzima che catalizza questa reazione prende il nome di lattato deidrogenasi. È una reazione reversibile che avviene, ad esempio, a livello dei muscoli scheletrici durante un esercizio fisico anaerobio, cioè in carenza di ossigeno, oppure in alcuni batteri, come i lattobacilli.
2) Fermentazione alcolica: a partire dal piruvato, 2 ADP e 2 gruppi fosfato si ottengono 2 molecole di etanolo, 2 molecole di CO2 (anidride carbonica) e 2 molecole di ATP. Questa reazione avviene ad esempio in alcuni lieviti.
Fondamentalmente durante la fermentazione il piruvato, che deriva dal glucosio ed è prodotto durante la glicolisi, viene ad essere ridotto al fine di riossidare il NADH e rigenerare le riserve di NAD. La quantità di NAD non è infatti infinita e la cellula non può permettersi di ritrovarsi in una situazione di mancanza.