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8.13: Fermentação
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Fermentation
 
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8.13: Fermentation

8.13: Fermentação

Most eukaryotic organisms require oxygen to survive and function adequately. Such organisms produce large amounts of energy during aerobic respiration by metabolizing glucose and oxygen into carbon dioxide and water. However, most eukaryotes can generate some energy in the absence of oxygen by anaerobic metabolism.

Aerobic respiration proceeds through a series of oxidation-reduction reactions that end when oxygen–the final electron acceptor–is reduced to water. In the absence of oxygen, this reaction cannot proceed. Instead, cells regenerate NADH produced during glycolysis by using an organic molecule, such as pyruvate, as the final electron acceptor. The process of using an organic molecule to regenerate NAD+ from NADH is called fermentation.

There are two types of fermentation based on the end products of the reaction: 1) lactic acid fermentation and 2) alcohol fermentation. In mammals, lactic acid fermentation takes place in red blood cells that cannot respire aerobically due to lack of mitochondria, as well as in skeletal muscles during strenuous exercise. It also occurs in certain bacteria, like those found in yogurt. In this reaction, pyruvate and NADH are converted to lactic acid and NAD+.

Alcohol fermentation is a two-step process. In the first step, pyruvate is converted to carbon dioxide and acetaldehyde. In the second step, acetaldehyde acts as an electron acceptor and is reduced to ethanol with concomitant conversion of NADH into NAD+. Overall, alcohol fermentation converts pyruvate and NADH into ethanol, carbon dioxide, and NAD+. Yeasts use alcohol fermentation to convert sugars into carbon dioxide and ethanol. This process is harnessed to produce alcoholic beverages such as beer and wine.

A maioria dos organismos eucarióticos precisa de oxigénio para sobreviver e funcionar adequadamente. Tais organismos produzem grandes quantidades de energia durante a respiração aeróbica, metabolizando glicose e oxigénio em dióxido de carbono e água. No entanto, a maioria dos eucariotas pode produzir alguma energia na ausência de oxigénio através do metabolismo anaeróbico.

A respiração aeróbica prossegue através de uma série de reações de oxidação-redução que terminam quando o oxigénio&ndasho aceitador final de eletrões&ndashé reduzido em água. Na ausência de oxigénio, essa reação não pode avançar. Em vez disso, as células regeneram o NADH produzido durante a glicólise usando uma molécula orgânica, como o piruvato, como o aceitador final de eletrões. O processo de utilização de uma molécula orgânica para regenerar NAD+ a partir de NADH é chamado de fermentação.

Existem dois tipos de fermentação baseados nos produtos finais da reação: 1) fermentação láctica e 2) fermentação alcoólica. Nos mamíferos, a fermentação láctica ocorre em glóbulos vermelhos que não podem respirar aerobicamente devido à falta de mitocôndrias, bem como em músculos esqueléticos durante o exercício vigoroso. Também ocorre em certas bactérias, como as encontradas no iogurte. Nesta reação, piruvato e NADH são convertidos em ácido láctico e NAD+.

A fermentação alcoólica é um processo de duas etapas. Na primeira etapa, o piruvato é convertido em dióxido de carbono e acetaldeído. Na segunda etapa, o acetaldeído funciona como um aceitador de eletrões e é reduzido para etanol com conversão concomitante de NADH em NAD+. No geral, a fermentação alcoólica converte piruvato e NADH em etanol, dióxido de carbono e NAD+. As leveduras usam fermentação alcoólica para converter açúcares em dióxido de carbono e etanol. Este processo é aproveitado para produzir bebidas alcoólicas, como cerveja e vinho.


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