Menschliche Zellen haben zwei Strategien, Glukose oder Blutzucker zu verbrennen, um Energie freizusetzen. Die häufigere der beiden Strategien - aerobe Atmung - erfordert reichlich Sauerstoff. Weniger häufig verwendet, weil es etwa 15 mal weniger Energie pro Glukose-Molekül liefert, ist eine anaerobe Strategie, die Fermentation genannt wird, die nicht von Sauerstoff abhängt. Wenn menschliche Zellen Glukose fermentieren, ist eines der Produkte Milchsäure. Als solches wird der Prozess oft als Milchsäuregärung bezeichnet, die mehrere Produkte enthält.
Milchsäure
Ein Produkt der Milchsäuregärung ist Milchsäure selbst. Menschen, Tiere und einige Bakterien betreiben Milchsäurefermentation als anaerobe Stoffwechselstrategie, im Gegensatz zu Hefe und anderen Bakterien, die stattdessen ethanolische Fermentation verwenden. Wie von Drs. Reginald Garrett und Charles Grisham in ihrem Buch "Biochemistry" unterscheidet sich Milchsäure von Ethanol um ein Kohlenstoffatom; Milchsäure hat drei Kohlenstoffe, während Ethanol zwei hat. So teilt sich eine Glukose mit sechs Kohlenstoffatomen ordentlich in zwei Moleküle Milchsäure, was bedeutet, dass Milchsäure-Fermenter im Gegensatz zu Ethanol-Fermentern kein Kohlendioxid als Nebenprodukt produzieren.
NAD +
Der Prozess der Gärung liefert nicht wirklich Energie. Tatsächlich wird Glukose ohne Sauerstoff in zwei Pyruvatmoleküle durch den Stoffwechselprozess der Glykolyse gespalten, der eine kleine Energiemenge erzeugt. Pyruvat wird durch Milchsäuregärung in Milchsäure umgewandelt, aber der Zweck der Umwandlung besteht nicht darin, zusätzliche Energie zu liefern. Stattdessen erfordert die Glykolyse die Beteiligung einer Substanz namens NAD +. Fermentation dient dem Zweck, NAD + zu regenerieren, erklären Drs. Mary Campbell und Shawn Farrell in ihrem Buch "Biochemistry". NAD + ist ein wichtiges Produkt der Milchsäuregärung, da es den Energiegewinnungsprozess der Glykolyse ermöglicht.
Pyruvat
Milchsäure selbst ist kein besonders nützliches Produkt, sondern wird als Nebenprodukt bei der Herstellung von NAD + produziert. Einmal produziert, ist es im Wesentlichen metabolische Verschwendung. Dennoch stellt Milchsäure eine wertvolle Quelle für reduzierten Kohlenstoff dar, der das Potenzial hat, Energie zu liefern. Die Leber kann Milchsäure recyceln, indem sie sie wieder in Pyruvat umwandelt, das unter sauerstoffreichen Bedingungen für weitere Energie verbrannt werden kann, siehe Drs. Garrett und Grisham. Durch die Umwandlung von Milchsäure in Pyruvat behält der Körper eine wertvolle Kohlenstoffquelle bei und vermeidet die Verschwendung potentiell energieerzeugenden Molekülen.
