Zawartość
Rozkład glukozy w komórkach dzieli się na dwie fazy, z których pierwsza nazywa się glikolizą. Jednym z produktów tej fazy jest cząsteczka zwana pirogronianem, która w normalnych warunkach byłaby utleniana w cyklu kwasu cytrynowego. Jednak gdy tlen jest słabo dostępny, komórki wykorzystują pirogronian do fermentacji mlekowej. Ten proces jest niezbędny do kontynuacji glikolizy, ale ma też wady.
Fizjologiczne przyczyny
Podczas krótkich okresów intensywnej aktywności, takiej jak bieganie, w mięśniach szkieletowych brakuje tlenu, aby kontynuować oddychanie aerobowe. Glikoliza redukuje NAD + do NADH, a jeśli mięśnie nie utleniają NADH z powrotem do NAD +, zabraknie im NAD + do glikolizy i nie będą już w stanie rozkładać glukozy na energię. Aby odzyskać swoje zapasy NAD +, redukują pirogronian do kwasu mlekowego, utleniając w tym procesie NADH do NAD +.
Nieskuteczność
Glikoliza, po której następuje fermentacja mlekowa, pozwala wydobyć tylko ułamek energii zmagazynowanej w cząsteczce glukozy, wytwarzając tylko cztery ATP na cząsteczkę glukozy, w porównaniu z ponad 30 wytwarzanymi przez oddychanie tlenowe. Komórki zależne od fermentacji mlekowej muszą zużywać znacznie więcej glukozy, aby uzyskać taką samą ilość energii, jak komórki oddychające tlenem. Fermentacja wykorzystuje również energię zmagazynowaną przez redukcję NADH do redukcji pirogronianu, co nie jest przydatne dla komórki.
Kwas mlekowy
Kwas mlekowy wytworzony w wyniku fermentacji może zostać zawrócony do wątroby, ale wymaga to czasu. Podczas biegania kwas mlekowy gromadzi się i osiąga bardzo wysokie stężenie w płynie zewnątrzkomórkowym. Ta kumulacja wywołuje uczucie pieczenia, które jest odczuwalne podczas intensywnych ćwiczeń mięśni. To zakłóca rozkład glukozy, utrudniając kontynuowanie wysiłku. Nawet dobrze przygotowani sportowcy mogą wysilać się tylko przez ograniczony czas, zanim będą musieli zwolnić lub odpocząć.
Glikogen
Gdy Twoje mięśnie spalają glukozę, muszą zużywać więcej zapasów glikogenu, polimeru cząsteczek glukozy wykorzystywanych przez komórki do jej przechowywania. Ponieważ proces fermentacji mlekowej jest nieefektywny, komórki szybko zużywają glukozę, zmniejszając jej zapasy. Wraz z nagromadzeniem kwasu mlekowego, te efekty pokazują, że twoje ciało ma bardzo ograniczoną zdolność do wykonywania intensywnych i szybkich wysiłków, znacznie bardziej niż niektóre inne zwierzęta, takie jak ptaki.