Независимо дали сте учили биология в гимназията или четете за покачване на мускулна маса, вероятно сте чували за цикъла на Кребс . Това е един от метаболитните етапи на аеробното клетъчно дишане, което протича в телата ни. Известен още като цикъл на лимонената киселина, това е метаболитна стъпка, която се случва в митохондриалната матрица на всички животински клетки.
В тази статия ще ви кажем какви са характеристиките, стъпка по стъпка частите от цикъла на Кребс и значението му на общо ниво.
Фази на клетъчно дишане
Преди да можем да обясним какво представлява цикълът на Кребс, трябва да помним как работи клетъчното дишане, тъй като то е от жизненоважно значение. Нека да видим кои са фазите на клетъчното дишане. Това се случва в 3 основни фази:
- Гликолиза: това е процесът, при който глюкозата се разгражда на по-малки части. По време на този процес се образува пируват или пировиноградна киселина, която ще доведе до ацетил-КоА.
- Цикъл на Кребс: В цикъла на Кребс ацетил-КоА се окислява до CO2.
- Дихателна верига- По-голямата част от енергията се произвежда тук чрез пренос на електрони от водород. Тази енергия възниква от елиминирането на веществата, участващи във всички предишни стъпки.
Какво представлява цикълът на кребс
Как работи клетъчното дишане, което е включено в една от стъпките на този цикъл, нека видим за какво става въпрос. Знаем, че това е сложен цикъл и той има множество функции, които подпомагат клетъчния метаболизъм. Без този цикъл всички клетки не биха могли да изпълняват функции, които са жизненоважни за нашето тяло. Крайната цел на цикъла на кребс е да насърчи разграждането на крайните продукти от метаболизма на въглехидратите, липидите и някои аминокиселини.
Когато се храним, трябва да знаем, че основните макронутриенти са въглехидрати, протеини и мазнини. Протеините от своя страна са съставени от аминокиселини. Следователно, цикълът на Кребс играе ключова роля в процеса на храносмилане. Всички вещества, поети от тялото чрез храната, се превръщат в ацетил-КоА, освобождавайки CO2 и H2O и синтезирайки АТФ.
Благодарение на този синтез именно там се генерира енергията, която клетките трябва да използват, за да изпълнят своите функции. Имаме различни междинни продукти през всички етапи на цикъла, които те използват като предшественици при синтеза на аминокиселини и други биомолекули. Благодарение на този цикъл можем да получим енергия от молекулите на органичната храна. Тази енергия, която получаваме, можем да я прехвърлим на молекулите за използване в клетъчните дейности и да изпълняваме жизнените си функции и всички физически дейности на нашето ежедневие.
В рамките на цикъла на Кребс откриваме няколко химични реакции, които са предимно окислителни по природа. Всички тези реакции изискват кислород, за да се случат. Всяка химична реакция включва ензими, разположени в митохондриите на клетките. Основната характеристика на всички ензими е способността им да катализират химични реакции. Когато говорим за катализиране на реакция, имаме предвид увеличаване на скоростта, с която реагентите се превръщат в продукти.
Стъпки от цикъла на кребс
По време на този цикъл протичат няколко химични реакции, които изискват кислород. Първата химична реакция е окислителното декарбоксилиране на пируват. При тази реакция глюкозата, получена от разграждането на въглехидратите, се превръща в две молекули пирувинова киселина или пируват. Глюкозата се разгражда чрез гликолиза и се превръща във важен източник на ацетил-КоА. Окислителното декарбоксилиране на пируват започва с цикъла на лимонената киселина. Тази химична реакция включва елиминирането на въглероден диоксид и образуването на пируват, който се генерира от ацетилната група, свързана с коензим А. В тази реакция се произвежда NADH като молекула, носеща енергия.
След като молекулата ацетил-CoA се образува, в митохондриалната матрица протича цикълът на Кребс. Целта на този процес е да се инициира клетъчна окислителна верига, окисляваща всички въглеродни атоми и превръщайки ги във въглероден диоксид. Постоянното присъствие на кислород е необходимо за протичането на всички тези химични реакции. Ето защо подчертахме значението на клетъчното дишане, преди да опишем цикъла на Кребс.
Всичко започва с ензима цитрат синтетаза, който служи за катализиране на химичната реакция, при която прехвърлянето на ацетиловата група към оксалооцетната киселина, която образува лимонена киселина, действа и освобождаването на коензим А. Името на този цикъл е свързано с образуването на лимонена киселина и всички химични реакции, които протичат тук.
В следващите етапи протичат допълнителни реакции на окисление и декарбоксилиране. Тези реакции причиняват образуването на кетоглутарова киселина. По време на процеса се отделя въглероден диоксид и се образуват NADH и H. Тази кетоглутарова киселина е подложена на реакция на окислително декарбоксилиране, която се катализира от ензимен комплекс, който включва Acetyl CoA и NAD. Всички тези реакции ще доведат до янтарна киселина, NADH и GTP молекула, която впоследствие ще прехвърли енергията си към ADP молекула, произвеждаща ATP.
Последните стъпки на този цикъл се фокусират единствено върху окислението на янтарна киселина до образуване на фумарова киселина . Този вид киселина е известна като фумарат. Нейният коензим е ADF. Образува се и FADH2, друга молекула, пренасяща енергия. Накрая, фумаровата киселина се окислява до образуване на ябълчена киселина, известна още като малат. За да завърши цикълът на Кребс, ябълчената киселина се окислява постепенно до образуване на оксалооцетна киселина. По този начин цикълът се рестартира и всички споменати реакции протичат отначало.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за цикъла на кребс и неговите характеристики.