糖无氧氧化,也被称为糖酵解,是细胞在无氧或缺氧条件下分解葡萄糖生成丙酮酸,进而还原生成乳酸的过程,其终产物是乳酸。
糖无氧氧化可分为两个阶段。第一阶段是由葡萄糖分解成丙酮酸的过程,这一过程又包含多步反应。葡萄糖首先在己糖激酶的催化下磷酸化生成葡萄糖 - 6 - 磷酸,消耗1分子ATP。接着经过一系列异构化、磷酸化等反应,生成1,6 - 二磷酸果糖,再裂解为磷酸二羟丙酮和3 - 磷酸甘油醛,二者可以相互转化。3 - 磷酸甘油醛在一系列酶的作用下,经过脱氢、磷酸化等反应,生成丙酮酸,此过程中会产生少量ATP和NADH H⁺。
在无氧或缺氧条件下,丙酮酸不会进入有氧氧化途径进一步氧化分解,而是在乳酸脱氢酶的催化下,接受由3 - 磷酸甘油醛脱氢生成的NADH H⁺中的氢,被还原为乳酸。这一反应使得NAD⁺得以再生,保证了糖酵解途径能够持续进行。
乳酸作为糖无氧氧化的终产物具有重要意义。在剧烈运动时,肌肉组织处于相对缺氧状态,通过糖无氧氧化迅速产生ATP,满足肌肉收缩的能量需求,尽管其产生的能量相对较少,但反应迅速,能应急供能。不过,乳酸在肌肉中堆积会导致肌肉酸痛,当运动结束后,乳酸可以通过血液循环转运至肝脏,在肝脏中经糖异生途径重新合成葡萄糖或糖原。所以,糖无氧氧化的终产物乳酸在能量代谢和物质循环中都扮演着重要角色。