معادلات التخمر اللبني شرح مبسط

معادلات التخمر اللبني

يتضمن التخمر اللبني خطوتين رئيسيتين داخل الخلية: التحلل السكري والتخمر اللبني. تحدث المرحلة الأولى في وجود الأكسجين، بينما تتم الثانية في غيابه. خلال هذه العملية، يُنتج جزيئان من حمض اللاكتيك وجزيئان من مركب الطاقة ATP.^[1] فيما يلي شرح الخطوات الأساسية لمعادلات التخمر اللبني بالترتيب:

التحلل السكري

في هذه المرحلة، يتم تحويل جزيء واحد من الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات دون وجود الأكسجين. يُعرف هذا التفاعل بـ التحلل السكري، ومعادلته كما يلي:^[2]

• C6H12O6 + 2(NAD+) + 2ADP + 2phosphate غير عضوي = 2C3H4O3 + 2NADH + 2H2O + 2ATP

التخمر اللبني

في هذه المرحلة، يتم تحويل جزيئين من البيروفات (أو حمض البيروفيك) إلى جزيئين من حمض اللاكتيك، مرة أخرى دون وجود الأكسجين. تكون المعادلة كما يلي:

• (+2C3H4O3 + 2NADH = 2CH3CH(OH)COOH + 2(NAD

التفاعل الكلي الصافي

يمكن تمثيل التفاعل الكلي الصافي بالمعادلة التالية:

• (+الجلوكوز + ADP + NADH = حمض اللاكتيك + ATP + (2NAD
• إجمالي الطاقة الناتجة = 2ATP

المتفاعلات والنواتج

تتمثل المتفاعلات والنواتج المشاركة في التخمر اللبني كما يلي:^[1]

• المتفاعلات في التخمر اللبني: الجلوكوز + ADP + NADH.
• النواتج من التخمر اللبني: حمض اللاكتيك + ATP + NAD.
• مقدار الطاقة النهائية: 2ATP.

عملية التخمر اللبني

في التخمر اللبني، يتم كسر جزيء واحد من الجلوكوز (سكريات ذات ستة كربونات) إلى جزيئين من حمض البيروفيك الثلاثي الكربون، ويُنتج بذلك جزيئان من مركبات الطاقة ATP مع مساعدة الفوسفات ووجود مركب NAD+.^[3]

ثم يتم تحويل جزيئي حمض البيروفيك إلى جزيئين من حمض اللاكتيك، حيث يُعاد تحوّل مركب NADH إلى NAD+. إجمالي الطاقة الناتجة من هذه العملية اللاهوائية هو فقط 2ATP—وهذا أقل بكثير مما يُنتَج خلال التنفس الهوائي، الذي يحدث طبيعيًا في الميتوكوندريا بشروط أكسجين مثالية.^[3]

لماذا يحدث التخمر اللبني؟

عندما تحتاج خلايانا للطاقة، فإنها تكسر الجزيئات البسيطة مثل الجلوكوز. يُسمى هذا التفاعل بـ التحلل السكري، ويُنتج جزيئين من ATP، ويحدث في السيتوبلازم دون وجود الأكسجين. بعد التحلل السكري، يتحول البيروفات الناتج إلى حمض اللاكتيك.^[3]

بعد اكتمال التحلل السكري، يبقى جزيئان من البيروفات. في الظروف الطبيعية، تدخل هذه الجزيئات إلى الميتوكوندريا لتُحَوَّل أكثر عبر التنفس الهوائي، مما يطلق طاقة إضافية. لكن في حالات نقص الأكسجين—مثل أثناء مجهود عضلي شديد—لا تستطيع الخلايا إجراء التنفس الهوائي.^[3]

في هذه الحالة، رغم الحاجة المستمرة للطاقة، تستمر الخلايا في إجراء التحلل السكري، لكنها تلجأ إلى التخمر اللبني لإنتاج حمض اللاكتيك وبكمية محدودة من الطاقة. وتُنتج هذه العملية اللاهوائية طاقة أقل بكثير مقارنةً بالتنفس الهوائي الطبيعي الذي يحدث عندما يكون الأكسجين متاحًا.^[3]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} Md Jahangir (29/3/2020), "معادلة التخمر اللبني، المتفاعلات والنواتج", حقائق ميكروبية, تم الاسترجاع في 6/2/2022. معدل.
2. ↑ Gary Kaiser (4/1/2021), "التحلل السكري", libretexts, تم الاسترجاع في 6/2/2022. معدل.
3. ^ ^{أ ب ج د ه} "التخمر اللبني: التعريف، النواتج والمعادلة", study.com, تم الاسترجاع في 6/2/2022. معدل.