Fermentación láctica
La fermentación es un proceso metabólico mediante el cual una célula u organismo obtiene energía mediante la pérdida de poder reductor. Existen varios tipos de fermentación, que se denominan por el compuesto final del proceso. Puedes leer más sobre la fermentación en el artículo que le dedicamos aquí. La fermentación láctica es el proceso en el que la célula partiendo de una molécula de glucosa, que la mayoría de las veces se obtiene dela disociación del disacárido lactosa, se obtiene energía en forma de ATP y se producen los metabolitos secundarios acido láctico y CO2.
Este tipo de fermentación es un proceso evolutivo primitivo, presente tanto en hongos como en animales. Requiere de muy pocas enzimas y tiene lugar cuando la célula no puede obtener energía por el ciclo de la respiración oxidativa -mediante la glucólisis y el ciclo de Krebs-. Los organismos más famosos que hacen esta fermentación son los del género Lactobacillus, principales generadores del queso y el yogur a partir de leche, mediante la fermentación láctica de la lactosa. Pero también las aceitunas, el salami, el pan o los pepinillos se maceran para que fermenten y se forme ácido láctico.
La glicólisis es el paso clave para el uso metabólico de la gran mayoría de azucares. Este proceso toma como sustrato una molécula de glucosa -a la que otros azucares sencillos pueden convertirse- y la metaboliza en piruvato. Durante el proceso se obtiene energía en forma de 2 moléculas de ATP y poder reductor en forma de 2 moléculas de NADH. En la respiración oxidativa este NADH servirá para producir más energía en forma de ATP. Sin embargo, en ausencia de oxígeno la respiración oxidativa no cuenta con el sustrato externo para oxidar, el oxígeno, por lo que la célula va acumulando NADH, con la consiguiente parada de la glucólisis. Para que el ciclo siga produciendo energía -ATP- el NADH debe ser consumido. En este caso es cuando se lleva a cabo la fermentación láctica.
El producto de la glucólisis es piruvato, una molécula central del metabolismo y sustrato del ciclo de Krebs. El piruvato es una molécula de 3 carbonos, por lo que cada glucosa producirá 2. Cuando no puede ser usada en este proceso otros enzimas la toman como sustrato. La lactato deshidrogenasa es la enzima encargada de la fermentación láctica. Tomando el piruvato como sustrato y usando el poder reductor del NADH, del que extrae un protón en forma de H+, la enzima sintetiza ácido láctico, otra molécula de 3 carbonos. El lactato, o ácido láctico, es muy similar químicamente al piruvato. Solo se diferencian en que en el carbono 2 el piruvato tiene un grupo cetona (un oxigeno, =O) y el lactato tiene un grupo hidroxilo (-OH). Este sencillo cambio que gasta el poder reductor permite que la glucosa siga metabolizándose en la glucólisis y generando esas 2 moléculas de ATP que serán necesarias para todos los procesos celulares.
Por contra, el lactato se va acumulando en el citoplasma de la célula, donde la fermentación ocurre. Las células pueden expulsar al exterior el ácido sin problemas, de hecho, esta estrategia de acidificar el medio evita que otros organismos crezcan en el medio y compitan por los recursos con las bacterias u hongos fermentadores. De esto se aprovecha el ser humano puesto que el ácido láctico es uno e los principales conservantes naturales que se emplean en la industria alimentaria.