Sigurno ste iz biologije morali proučavati jednu od metaboličkih faza aerobnog staničnog disanja koja se odvija u našem tijelu. Radi se o Krebsov ciklus. Poznat je i pod nazivom ciklus limunske kiseline i to je metabolički stadij koji se javlja u mitohondrijskom matriksu životinjskih ćelija.
U ovom ćemo vam članku reći koje su karakteristike i objasniti ćemo korak po korak šta je Krebsov ciklus i njegova važnost.
Ćelijsko disanje
Prije nego što počnemo objašnjavati što je Krebsov ciklus, moramo se sjetiti da se stanično disanje sastoji od tri faze. Pogledajmo koja od faza:
- Glikoliza- Ovo je postupak kojim se glukoza razgrađuje na manje dijelove. Tijekom ovog procesa nastaje piruvat ili piruvična kiselina koja će dovesti do acetil-CoA.
- Krebsov ciklus: U Krebsovom ciklusu acetil-CoA se oksidira u CO2.
- Dišni lanac: ovdje se većina energije proizvodi prijenosom elektrona iz vodonika. Ova energija proizlazi iz uklanjanja supstanci koje sudjeluju u svim prethodnim koracima.
Šta je Krebsov ciklus
Znamo da je to složen ciklus i da ima nekoliko funkcija koje pomažu metabolizmu ćelija. Bez ovog ciklusa ćelije ne bi mogle imati ili ispunjavati vitalne funkcije. Krajnji cilj Krebsovog ciklusa je promocija razgradnje krajnjih proizvoda metabolizma ugljikohidrata, lipida i nekih aminokiselina. Sve ove supstance koje se unose u tijelo hranom pretvaraju se u acetil-CoA uz oslobađanje CO2 i H2O i sintezu ATP.
Tu se generira energija koju ćelije moraju koristiti za obavljanje svojih funkcija. Među različitim fazama ciklusa limunske kiseline nalazimo razne međuprodukte koji se koriste kao preteče u biosintezi aminokiselina i drugih biomolekula. Kroz Krebsov ciklus energiju dobivamo iz molekula organske hrane i prenose se na ostatke molekula za izvoz energije za upotrebu u ćelijskim aktivnostima. Ovom energijom možemo obavljati svoje vitalne funkcije i svakodnevne fizičke aktivnosti.
U Krebsovom ciklusu postoje neke uglavnom oksidativne hemijske reakcije. Za sve ove reakcije potreban je kisik. U svakoj hemijskoj reakciji učestvuju neki enzimi koji se nalaze u mitohondrijima. Ovi enzimi su odgovorni za kataliziranje reakcija. Kada govorimo o kataliziranju reakcije, mislimo na povećanje njene brzine. Brojni su katalizatori koji pomažu da se hemijske reakcije odvijaju brže nego obično.
Koraci Krebsovog ciklusa
Kao što smo već spomenuli, u ovom ciklusu postoje razne kemijske reakcije koje zahtijevaju kisik. Prva reakcija svega je oksidativna dekarboksilacija piruvata. U ovoj reakciji glukoza dobivena razgradnjom ćelavih hidrata pretvara se u dva molekula piruvične kiseline ili piruvata. Glukoza se razgrađuje glikolizom i postaje važan izvor Acetyl-CoA. Oksidativna dekarboksilacija piruvata započinje ciklusom limunske kiseline. Ova hemijska reakcija odgovara eliminaciji ugljen-dioksida i piruvata koji nastaju u acetilnoj grupi koja se veže za koenzim A. U ovoj hemijskoj reakciji NADH se proizvodi kao molekul koji prenosi energiju.
Formiranjem molekule acetil-CoA, Krebsov ciklus započinje u matrici mitohondrija. Cilj je integrirati lanac stanične oksidacije kako bi se ugljikovi dioksidi oksidirali i pretvorili u ugljični dioksid. Za sve ove hemijske reakcije potrebno vam je prisustvo kisika. Stoga je proces staničnog disanja prilično važan.
Krebsov ciklus započinje enzimom citrat sintetazom koji služi za kataliziranje hemijske reakcije prenosa acetilne grupe u oksalooctenu kiselinu koja stvara limunsku kiselinu i oslobađanje koenzima A. Naziv ciklusa povezan je s nastankom kiseline citrusa i svih hemijskih reakcija koje se ovdje odvijaju.
Dalje reakcije oksidacije i dekarboksilacije javljaju se u sljedećim koracima. Te reakcije uzrokuju stvaranje ketoglutarne kiseline. Tijekom procesa oslobađa se ugljični dioksid i stvaraju se NADH i H. Ova ketoglutarna kiselina prolazi kroz reakciju oksidativne dekarboksilacije koja je katalizirana enzimskim kompleksom čiji su dio Acetil CoA i NAD. Sve ove reakcije dovest će do jantarne kiseline, NADH i GTP molekule koji će se kasnije pojaviti prenijet će svoju energiju na molekul ADP koji proizvodi ATP.
Nakon posljednjih koraka vidjet ćemo da će jantarna kiselina oksidirati fumarnu kiselinu poznatu i kao fumarat. Njegov koenzim je ADF. Ovdje će se formirati FADH2, što je još jedan molekul koji prenosi energiju. Konačno, fumarna kiselina je neugodna što može formirati jabučnu kiselinu poznatu i kao malat. Konačno, u Krebsovom ciklusu jabučna kiselina će se oksidirati da bi stvorila oksalooctenu kiselinu, oni su ponovo pokrenuli ciklus. Opet će se sve reakcije odigrati u istom trenutku i sve će početi iznova.
Značaj
Postoje milioni argumenata da se zna da je Krebsov ciklus od vitalne važnosti za formiranje mišićne mase i pravilan rad tijela. Da bi ovaj ciklus radio ispravno, postoji 5 osnovnih hranjivih sastojaka koji su potrebni našem tijelu da bi funkcioniralo: tiamin, riboflavin, niacin, gvožđe i glutamin. To su aminokiseline koje se koriste za stvaranje novog mišićnog tkiva. Stoga je neophodno znati kako funkcionira ovaj ciklus kako bi se naglasila dobra prehrana kako bi se povećali performanse i mišićna masa.
Korisno je znati i Krebsov ciklus kako bismo izbjegli brojne bolesti zbog nedostatka energije ili hranjivih sastojaka u našem tijelu. Kao što vidite, sve ove hemijske reakcije istovremeno se odvijaju u tijelu kako bi se osiguralo pravilno funkcioniranje.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o Krebsovom ciklusu i njegovom značaju.