Ak bunka nemá mitochondrie, kyslík sa v nej nevyužíva na oxidatívnu fosforyláciu. Energia sa vyrába iba v cytoplazme anaeróbnou glykolýzou, ktorá kyslík nepotrebuje. Pyruvát sa následne mení na laktát, aby mohla glykolýza pokračovať. NIH – glykolýza
Pri červených krvinkách
Zrelé červené krvinky mitochondrie nemajú. Kyslík, ktorý naviažu na hemoglobín v pľúcach, preto nespotrebujú na vlastnú výrobu energie, ale prenášajú ho do tkanív.
Ich energetický proces vyzerá takto:
- glukóza vstúpi do červenej krvinky;
- glykolýza z nej vytvorí pyruvát;
- vznikne malé množstvo ATP;
- pyruvát sa zmení na laktát;
- laktát sa uvoľní do krvi.
Z jednej molekuly glukózy vzniknú pri glykolýze čisté 2 ATP a laktát. Tento výťažok je malý v porovnaní s mitochondriálnou oxidáciou, ale pre červenú krvinku je dostačujúci, pretože má jednoduché energetické potreby. NCBI – glykolýza
Kyslík zostáva „k dispozícii“
To, že červená krvinka kyslík nespotrebúva, neznamená, že kyslík v bunke nevstupuje do žiadnych chemických dejov. Kyslík je naviazaný na hemoglobín a prenášaný krvou. Červená krvinka ho však neposiela do mitochondrií, pretože ich nemá.
Je to výhodná špecializácia:
- viac priestoru pre hemoglobín;
- žiadna vlastná spotreba prenášaného kyslíka;
- nižšia tvorba reaktívnych foriem kyslíka pri mitochondriálnom dýchaní;
- účinný transport kyslíka do tkanív.
Čo sa stane s pyruvátom
V bežnej bunke s mitochondriami môže pyruvát vstúpiť do mitochondrie, zmeniť sa na acetyl-CoA a pokračovať cez Krebsov cyklus a dýchací reťazec.
Bez mitochondrií táto cesta nie je možná. Pyruvát sa preto redukuje na laktát. Tento krok obnovuje NAD⁺, ktorý je potrebný na pokračovanie glykolýzy. Bez obnovy NAD⁺ by sa výroba ATP z glukózy rýchlo zastavila. NIH – regulácia laktátu a glykolýzy
Porovnanie
| Bunka | Mitochondrie | Hlavný spôsob výroby ATP | Osud kyslíka |
|---|---|---|---|
| Červená krvinka | Nie | Anaeróbna glykolýza | Nespotrebúva ho na výrobu ATP |
| Sval pri dostatku kyslíka | Áno | Glykolýza + oxidatívna fosforylácia | Spotrebúva ho v mitochondriách |
| Sval pri nedostatku kyslíka | Áno, ale nedostatočný prísun | Glykolýza a tvorba laktátu | Mitochondrie ho využívajú obmedzene |
| Neurón | Áno | Najmä oxidatívny metabolizmus | Spotrebúva ho vo veľkej miere |
Čo to znamená pre organizmus
Červené krvinky vyrábajú laktát, ktorý sa dostáva do krvi a môže byť spracovaný v pečeni. Pečeň z neho môže vytvoriť glukózu v takzvanom Coriho cykle.
Tak červené krvinky:
- získajú potrebné ATP;
- neodoberú prenášaný kyslík;
- uvoľnia laktát;
- pomáhajú vytvárať metabolický okruh medzi krvou a pečeňou.
Záver
Bez mitochondrií bunka kyslík nepoužíva na tvorbu ATP cez dýchací reťazec. Pri červených krvinkách sa glukóza rozkladá anaeróbnou glykolýzou, vzniká malé množstvo ATP a pyruvát sa mení na laktát. Kyslík preto zostáva naviazaný na hemoglobín a môže byť doručený tkanivám, ktoré ho potrebujú. NIH – metabolizmus červených krviniek
