Bölümler | Kategoriler | Konular | Üye Girişi | İletişim
Sınırlı Oksijen Derişimlerinde Glikoliz:Timsahlar ve Kolakantlar
Sınırlı Oksijen Derişimlerinde Glikoliz:Timsahlar ve Kolakantlar
Omurgalıların bir çoğu, esasında aerobik organizmalardır; glukozu glikolizle pirüvata çevirirler, sonra moleküler oksijeni kullanarak pirüvatı tamamen CO2 ve H2O’ya oksitlerler. Glukozun laktata anaerobik yıkımı, şiddetli kas aktivitesinin kısa atakları sırasında olur, örneğin bir 100 metre koşusu sırasında oksijen kaslara pirüvatı oksitlemeye yetecek hızda taşınamaz. Bunun yerine kaslar fermantasyonla ATP üretmek için depoladıkları kendi glukozlarını 8glikojen) yakıt olarak kullanır, laktat son üründür. Kısa mesafe koşusunda kandaki laktat yüksek derişimlere çıkar. Laktat karaciğerde solunum hızı normale dönünceye kadar oksijen kullanım hızının derece derece azaldığı izleyen dinlenme veya toparlanma döneminde glukoneogenezle glukoza geri döndürülür. Toparlanma döneminde fazladan harcanan oksijen, oksijen açığının geri ödenmesini temsil eder. Bu miktar, koşudaki yoğun kas aktivitesini yürütmek için kas ve karaciğerden “borç” alınan glikojeni toparlama solunumu sırasında yerine koymak üzere glukoneogeneze ATP sağlamak için gerekli olan oksijen miktarıdır. Kasta glukozun laktata ve karaciğerde laktatın glukoza çevrildiği tepkimelerin yer aldığı döngüye “Cori döngüsü” denir. 1930 ve 1940’larda Carl ve Gerty Cori’ nin çalışmaları bu yolu ve rolünü aydınlatmıştır.
Birçok küçük omurgalının dolaşım sistemleri, oksijeni kaslarına, kas oksijeninin anaerobik olarak kullanılmasına olanak tanımayacak bir hızla taşır. Örneğin göç eden kuşlar, uzun mesafeleri sıklıkla yüksek hızda dinlenmeden ve bir oksijen açığına girmeden uçarlar. Pek çok orta büyüklükteki koşan hayvanın iskelet kasları esasta bir anaerobik metabolizmaya sahiptir. Fakat insanlar dahil büyük hayvanların dolaşım sistemleri iskelet kaslarında uzun kas aktivitesi sırasında aerobik metabolizmayı tamamen sağlayamaz. Bu hayvanlar, normal şartlar altında genellikle, yavaş hareketlidir ve yoğun kas aktivitesini sadece acil durumlarda kullanır, çünkü böyle aktivite patlamaları oksijen açığını ödemek için uzun dinlenme dönemlerini gereksinir.
Örneğin timsahlar normalde uyuşuk ve tembeldir. Ancak bu hayvanlar uyarıldıkları zaman kuvvetli kuyruklarını tehlikeli bir şekilde şimşek gibi savurabilirler. Bu tip aktivite patlamaları kısadır ve arkasından uzun toparlanma dönemleri gelmelidir. İskelet kaslarında ATP üretmek için hızlı acil hareketler laktik asit fermantasyonuna gereksinir. Kas glikojen depoları yoğun kas aktivitesinde hızla harcanır ve laktat kas ve hücre dışı sıvıda çok yüksek derişimlere ulaşır. Halbuki eğitimli bir atlet 100 metre koşusundan sonra 30 dakika veya daha az bir zamanda kendine gelebilir, bir timsah bir aktivite patlaması sonrasında kanındaki fazla laktatı temizlemek ve kas glikojenini yenilemek için uzun saatler dinlenmeye ve fazladan oksijen kullanmaya gereksinim gösterebilir.
Fil ve gergedan gibi diğer büyük hayvanlar, dalıcı memeli hayvanlar olan balina ve fok gibi benzeri metabolik problemlere sahiptir. Dinozorlar ve artık nesli tükenmiş diğer hayvanlar kas aktivitesinde enerji desteğini sağlamak için olasılıkla laktat fermantasyonuna bağımlıydı ve bunların izleyen çok uzun dinlenme dönemleri sırasında oksijeni daha iyi kullanabilen ve böylece sürekli kas aktivitesi sağlamaya daha iyi uyarlanmış küçük predatörlerin hücumuyla yaralanmaları oluştu.
Derin deniz keşifleri oksijen derişimi sıfıra yakın olan büyük okyanus derinliklerinde deniz canlılarının pek çok türünü ortaya çıkardı. Örneğin, Güney Afrika kıyılarında 40000 m veya daha derinlerde yakalanan bir büyük balık olan ilkel coelacanth hemen hemen tüm dokularında esas olarak anaerobik bir metabolizmaya sahiptir. Karbohidratları laktata ve pek çoğu atılacak olan diğer ürünlere çevirir. Bazı deniz omurgalıları ATP üretmek için glukozu etanole ve CO2 ‘e fermentler.