互动科普

生物体内的葡萄糖可经过多个步骤转变为丙酮酸，这个过程叫糖酵解。糖酵解是一个非常重要的过程，无论是在有氧还是无氧环境中，无论是动植物还是微生物，都普遍通过这个过程来分解代谢糖，为生命活动提供能量。丙酮酸并不只是无氧呼吸的产物。而丙酮酸的去向主要可以分为三种情况。

在无氧或乏氧的情况下，由葡萄糖转变而来的丙酮酸会再转变为乳酸或乙醇（酒精）。随着物种的不同，最终产物也不同。在人体中，丙酮酸无氧代谢为乳酸，例如在百米冲刺等短时间内需要迅速供能的活动中，肌肉组织进行糖酵解，丙酮酸转变为乳酸，所以我们会觉得肌肉酸胀。在乳酸菌中也会代谢为乳酸，这正是酸奶制作的原理。而在酿酒酵母中则会代谢为乙醇。在有氧情况下，丙酮酸被氧化成乙酰辅酶A，接着被彻底氧化为二氧化碳和水，并释放大量能量。这是糖的有氧氧化。这个过程正是问题中所说的将丙酮酸用于有氧呼吸。丙酮酸还可以参与其他代谢，例如重新合成葡萄糖或糖原，作为能源储备；还可以经过转氨酶作用生成丙氨酸。

丙酮酸究竟以哪个去路为主，取决于机体的需要和机体所处的环境。人主要进行有氧呼吸，当需迅速供能时（如百米冲刺、举重等），肌肉则会进行无氧呼吸；成熟红细胞因没有线粒体而进行无氧呼吸；生长迅速的细胞如神经细胞和肿瘤细胞的无氧呼吸也很活跃。对于厌氧生物乳酸菌或酵母，它们以无氧呼吸为主。

体内丙酮酸偏高会损害组织器官。人体血液中丙酮酸含量稳定，处于一个动态平衡，机体会通过上述途径自行调节。丙酮酸经有氧呼吸彻底氧化成二氧化碳和水排出体外，或经无氧呼吸转变为乳酸，多余的丙酮酸会合成葡萄糖和丙氨酸。

图. 丙酮酸

（本文发表于《科学世界》2015年第12期）