مفهوم التخمر اللبني
التخمر اللبني هو عملية إنتاج الطاقة على شكل ATP في غياب الأكسجين، وتحدث في السيتوبلازم ، وذلك من خلال تحلل سكر الجلوكوز، إذ يتحلل الجلوكوز بكسر جزيء الجلوكوز إلى جزيئين، وهذا ما يعرف بتحلل السكر، والذين يتم اختزالهما إلى حمض اللاكتيك، مما ينتج عنه بشكل نهائي جزيئين ATP.
يعتبر التخمر اللبني نوع من أنواع التنفس اللاهوائي الذي تقوم به بكتيريا وغيرها من الأنواع البكتيرية الأخرى التي يتم استخدامها في إنتاج مشتقات الألبان والأجبان المتعددة، وتقوم به أيضًا خلايا أنسجة عضلات الإنسان عند الإجهاد العضلي الشديد ونقص إمداد الأوكسجين، إذ يسبب إنتاج حمض اللاكتيك اللبني في العضلات الألم الشديد.
مراحل التخمر اللبني
تنقسم عملية التخمر اللبني إلى مرحليتين وهما كالآتي:
تحلل السكر
يبدأ التخمر اللبني بتحلل السكر حيث يتم تحلل جزيء الجلوكوز المكون من 6 جزيئات من الكربون إلى جزيئين من 3 كربون مشكِّلةً حمض البيروفيك (pyruvate)، وفي عملية تحلل السكر يتم اختزال مركبين من الـ NAD إلى مركبين من NADH، كما يتم فسفرة اثنين من مركبات الطاقة ADP إلى اثنين من ATP.
إعادة تشكيل (NADH)
يتم في هذه المرحلة اختزال جزيئي الـ (pyruvate) إلى جزيئين من حمض اللاكتيك، وذلك عن طريق اختزال اثنين من مركبات الطاقة NADH إلى جزيئين من الـ NAD .
أهداف الخلايا من عملية التخمر
يَمكّن التخمير الخلايا من إنتاج الطاقة الكيميائية من تحلل سكر الجلوكوز بدون مساعدة الأكسجين، وهذا يعطي الكائنات اللاهوائية (الملزمة، الاختيارية، أو المتحملة للهواء) ميزة الازدهار في بيئات خالية من الأوكسجين، كالطين والتربة والفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار، وفي المقابل، ينتجون منتجات ثانوية يتم إطلاقها في البيئة، يمكن استخدام منتجاتها الثانوية بواسطة كائنات أخرى أو يمكن إعادتها إلى البيئة كشكل من أشكال الدورات الغذائية، وبالتالي، فإن وجودهم في هذه البيئات يمكن أن يكون ضروريًا للبيئة.
التخمر اللبني في البكتيريا والعضلات
يساعد حمض اللاكتيك الذي تنتجه بكتيريا الـ (Lactobacillus) على قتل البكتيريا الأخرى في منتجات الألبان، فأصبحت الشركات والمصانع تلجأ إلى البكتيريا أو الفطريات التي تقوم بالتخمر اللبني لإنتاج جميع منتجات الزبادي والأجبان.
عند التعرض للإجهاد العضلي، كأداء التمارين الرياضية الشاقة، لا يستطيع الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية نقل الأكسجين إلى خلايا العضلات، خاصة تلك الموجودة في عضلات الساقين بالسرعة الكافية للحفاظ على التنفس الهوائي، فتلجأ الخلايا للقيام بالتخمر اللبني للسماح بالإنتاج المستمر لمركبات الطاقة ATP، لكن عندما يعود مستوى الأكسجين إلى طبيعته، يعود الجسم والعضلات إلى التنفس الهوائي الخلوي بشكل طبيعي.
