路易斯·巴斯德效應(yīng)法國微生物學(xué)家巴斯德(L. Pasteur)在研究酵母發(fā)酵時發(fā)現(xiàn)，供氧充分的條件下呼吸抑制酵解，以后在肌肉酵解中也觀察到同樣的現(xiàn)象。例如在激烈運動時，肌肉中缺氧糖氧化受到限制酵解加強糖消耗和乳酸生成都升高反之，在供氧充足的條件下，酵解受到抑制糖消耗和乳酸生成都減少。這種現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)。它實際上是糖酵解和有氧氧化間的一種調(diào)節(jié)。
產(chǎn)生這種效應(yīng)的機制是因三羧酸循環(huán)和atp能抑制酵解中關(guān)鍵限速環(huán)節(jié)磷酸果糖激酶的活性。
定義
B.L.Pasteur觀察到氧抑制酒精發(fā)酵的現(xiàn)象，即氧可以降低糖類的分解代謝和減少糖酵解產(chǎn)物的積累，這種現(xiàn)象被稱為巴斯德效應(yīng)。在體內(nèi)則表現(xiàn)為糖有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。
產(chǎn)生原理
路易斯·巴斯德觀察到，在微生物發(fā)酵中，氧濃度增加能抑制酒精發(fā)酵，這個現(xiàn)象被命名為巴斯德效應(yīng)。就是說，低濃度的氧，有利于發(fā)酵；高濃度的氧，抑制發(fā)酵，而促進有氧呼吸，同時使糖酵解速率減慢，有利于合理地利用能量和把來自糖的碳用于合成反應(yīng)。
這是因為有NADH可穿梭進入線粒體而氧化而抑制了乳酸的生成。缺氧時NADH不能經(jīng)呼吸鏈氧化，丙酮酸作為氫的接受體還原成乳酸，所以有氧抑制了酵解。
這就說明，通過改變外界的氧濃度，可以對代謝過程進行調(diào)節(jié)。
產(chǎn)生機制
關(guān)于巴斯德效應(yīng)的機制，很早就提出了許多學(xué)說。現(xiàn)已證實，第一個調(diào)節(jié)點是磷酸果糖激酶，此酶是變構(gòu)酶，它受atp、檸檬酸及其他高能化合物抑制，被AMP、ADP激活。在好氣條件下，糖代謝進入三羧酸循環(huán)，產(chǎn)生檸檬酸等，并通過氧化磷酸化生成大量ATP，細胞內(nèi)檸檬酸生成量增加，反饋阻遏磷酸果糖激酶的合成，這種阻遏作用由于ATP的存在而加強，同時ATP反饋抑制此酶的活性。由于磷酸果糖激酶受抑制，導(dǎo)致6-磷酸果糖積累，當(dāng)反應(yīng)6-磷酸葡萄糖與6-磷酸果糖相互轉(zhuǎn)化達平衡時，醛糖與酮糖的物質(zhì)的量之比=7:3，導(dǎo)致6-磷酸葡萄糖積累。在酵母中，6-磷酸葡萄糖反饋抑制己糖激酶，抑制葡萄糖進入細胞內(nèi)，最終導(dǎo)致葡萄糖利用率降低。
同時，在好氣條件下，丙酮酸激酶的活性降低，此酶受磷酸果糖激酶催化生成的1，6-二磷酸果糖的激活，因此丙酸激酶活性降低也是由于磷酸果糖激酶活性降低所致，丙酮酸激酶活性降低，導(dǎo)致磷酸烯醇丙酮酸積累，后者反饋抑制己糖激酶的活性，從而也降低了糖的酵解速度。
發(fā)現(xiàn)人簡介
路易斯·巴斯德（公元1822-1895年），法國微生物學(xué)家、化學(xué)家。他研究了微生物的類型、習(xí)性、營養(yǎng)、繁殖、作用等，奠定了工業(yè)微生物學(xué)和醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的基礎(chǔ)，并開創(chuàng)了微生物生理學(xué)。循此前進，在戰(zhàn)勝狂犬病、雞霍亂、炭疽病、蠶病等方面都取得了成果。英國醫(yī)生約瑟夫·李斯特并據(jù)此解決了創(chuàng)口感染問題。從此，整個醫(yī)學(xué)邁進了細菌學(xué)時代，得到了空前的發(fā)展。美國學(xué)者麥克·哈特所著的《影響人類歷史進程的100名人排行榜》中，巴斯德名列第12位，可見其在人類歷史上巨大的影響力。其發(fā)明的巴氏消毒法直至現(xiàn)在仍被應(yīng)用。
決定因素
巴斯德效應(yīng)可總結(jié)為厭氧型和需氧型能量代謝之間的轉(zhuǎn)換過程。這個過程由細胞的能量狀況和氧氣的供給決定。
存在范圍
這種現(xiàn)象不僅在酵母中，在具有呼吸和發(fā)酵能力的細胞中一般普遍。
反巴斯德效應(yīng)
發(fā)現(xiàn)某些組織，如視網(wǎng)膜以及多種癌瘤細胞在葡萄糖充足時，不管供氧條件如何都有很強的酵解如而有氧氧化相對減弱。這種現(xiàn)象稱為反巴斯德效應(yīng)，也稱克奈布瑞效應(yīng)。
參考資料 >