Určitě jste museli studovat v biologii jedno z metabolických stádií aerobního buněčného dýchání, které probíhá v našem těle. Je to o Krebsův cyklus. Je také známý pod názvem cyklus kyseliny citronové a jedná se o metabolickou fázi, která se vyskytuje v mitochondriální matrici živočišných buněk.
V tomto článku vám řekneme, jaké jsou charakteristiky, a vysvětlíme Krebsův cyklus krok za krokem a jeho důležitost.
Buněčné dýchání
Než začneme vysvětlovat, co je Krebsův cyklus, musíme si uvědomit, že buněčné dýchání se skládá ze tří fází. Podívejme se, která z fází:
- Glykolýza- Toto je proces, při kterém se glukóza rozkládá na menší části. Během tohoto procesu se vytváří pyruvát nebo kyselina pyrohroznová, což povede k acetyl-CoA.
- Krebsův cyklus: V Krebsově cyklu se Acetyl-CoA oxiduje na CO2.
- Dýchací řetězec: zde se většina energie vyrábí přenosem elektronů z vodíku. Tato energie vzniká eliminací zúčastněných látek ve všech předchozích krocích.
Co je Krebsův cyklus
Víme, že se jedná o složitý cyklus a že má několik funkcí, které pomáhají buněčnému metabolismu. Bez tohoto cyklu by buňky nemohly mít nebo plnit životně důležité funkce. Konečným cílem Krebsova cyklu je podporovat rozklad konečných produktů metabolismu sacharidů, lipidů a některých aminokyselin. Všechny tyto látky, které jsou do těla přijímány potravou, se přeměňují na Acetyl-CoA uvolňováním CO2 a H2O a syntézou ATP.
To je místo, kde se generuje energie, kterou musí buňky používat k výkonu svých funkcí. Mezi různými fázemi cyklu kyseliny citrónové najdeme různé meziprodukty, které se používají jako prekurzory v biosyntéze aminokyselin a dalších biomolekul. Prostřednictvím Krebsova cyklu energii získáváme z molekul organických potravin a jsou přeneseny do zbytků molekul k exportu energie pro použití v buněčných aktivitách. S touto energií můžeme vykonávat naše životní funkce a fyzické aktivity ze dne na den.
V Krebsově cyklu existují některé hlavně oxidační chemické reakce. Všechny tyto reakce vyžadují kyslík. Každá chemická reakce má účast některých enzymů nalezených v mitochondriích. Tyto enzymy jsou zodpovědné za katalýzu reakcí. Když mluvíme o katalyzování reakce, máme na mysli zvýšení její rychlosti. Existuje mnoho katalyzátorů, které pomáhají chemickým reakcím probíhat rychleji než obvykle.
Kroky Krebsova cyklu
Jak jsme již zmínili, v tomto cyklu existují různé chemické reakce, které vyžadují kyslík. První reakcí ze všech je oxidativní dekarboxylace pyruvátu. Při této reakci se glukóza získaná degradací plešatých hydrátů přemění na dvě molekuly kyseliny pyrohroznové nebo pyruvátu. Glukóza se odbourává glykolýzou a stává se důležitým zdrojem acetyl-CoA. Oxidační dekarboxylace pyruvátu začíná cyklem kyseliny citronové. Tato chemická reakce odpovídá eliminaci oxidu uhličitého a pyruvátu, který se vytváří v acetylové skupině, která se váže na koenzym A. Při této chemické reakci se NADH vyrábí jako molekula nesoucí energii.
S tvorbou molekuly Acetyl-CoA Krebsův cyklus začíná v matici mitochondrií. Cílem je integrovat řetězec buněčné oxidace k oxidaci uhlíků a jejich přeměně na oxid uhličitý. Pro všechny tyto chemické reakce potřebujete přítomnost kyslíku. Proces buněčného dýchání je proto docela důležitý.
Krebsův cyklus začíná enzymem citrát-syntetázou, který slouží ke katalyzování chemické reakce přenosu acetylové skupiny na kyselinu oxaloctovou, která tvoří kyselinu citronovou, a uvolňování koenzymu A. Název cyklu souvisí s tvorbou kyseliny citrusy a všechny chemické reakce, které zde probíhají.
Další oxidační a dekarboxylační reakce probíhají v následujících krocích. Tyto reakce způsobují tvorbu kyseliny ketoglutarové. V průběhu procesu se uvolňuje oxid uhličitý a tvoří se NADH a H. Tato kyselina ketoglutarová prochází oxidační dekarboxylační reakcí, která je katalyzována enzymatickým komplexem, jehož součástí jsou Acetyl CoA a NAD. Všechny tyto reakce povedou ke kyselině jantarové, NADH a molekule GTP, která následně převede svoji energii na molekulu ADP produkující ATP.
Po dokončení posledních kroků uvidíme, že kyselina jantarová oxiduje kyselinu fumarovou, známou také jako fumarát. Jeho koenzym je ADF. Zde se vytvoří FADH2, což je další molekula nesoucí energii. Nakonec je kyselina fumarová nepříjemná, aby mohla tvořit kyselinu jablečnou známou také jako malát. Nakonec v Krebsově cyklu bude kyselina jablečná oxidovat za vzniku kyseliny oxalooctové, cyklus znovu zahájili. Všechny reakce budou opět probíhat ve stejný okamžik a začne to znovu.
Význam
Existují miliony argumentů, které je třeba vědět, že Krebsův cyklus má zásadní význam pro tvorbu svalové hmoty a správné fungování těla. Aby tento cyklus fungoval správně, existuje 5 základních živin, které naše tělo potřebuje k fungování: thiamin, riboflavin, niacin, železo a glutamin. Jedná se o aminokyseliny, které se používají k tvorbě nové svalové tkáně. Proto je nutné vědět, jak tento cyklus funguje, aby se zdůraznila správná výživa za účelem zvýšení výkonu a svalové hmoty.
Je také užitečné znát Krebsův cyklus, abychom se vyhnuli mnoha chorobám způsobeným nedostatkem energie nebo živin v našem těle. Jak vidíte, všechny tyto chemické reakce probíhají v těle současně, aby byla zajištěna správná funkce.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o Krebsově cyklu a jeho důležitosti.