Σίγουρα χρειάστηκε να μελετήσετε στη βιολογία ένα από τα μεταβολικά στάδια της αερόβιας κυτταρικής αναπνοής που λαμβάνει χώρα στο σώμα μας. Είναι περίπου Κύκλος Krebs. Είναι επίσης γνωστό με το όνομα του κύκλου κιτρικού οξέος και είναι ένα μεταβολικό στάδιο που εμφανίζεται στη μιτοχονδριακή μήτρα των ζωικών κυττάρων.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε ποια είναι τα χαρακτηριστικά και θα εξηγήσουμε βήμα προς βήμα τον κύκλο Krebs και τη σημασία του.
Κυτταρική αναπνοή
Πριν αρχίσουμε να εξηγούμε τι είναι ο κύκλος Krebs, πρέπει να θυμόμαστε ότι η κυτταρική αναπνοή αποτελείται από τρεις φάσεις. Ας δούμε ποια από τις φάσεις:
- Γλυκόλυση- Αυτή είναι η διαδικασία με την οποία η γλυκόζη διασπάται σε μικρότερα μέρη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας σχηματίζεται πυροσταφυλικό ή πυρουβικό οξύ που θα οδηγήσει σε Ακετυλο-ΟοΑ.
- Κύκλος Krebs: Στον κύκλο Krebs, το Acetyl-CoA οξειδώνεται σε CO2.
- Αναπνευστική αλυσίδα: Εδώ το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας παράγεται από τη μεταφορά ηλεκτρονίων από υδρογόνο. Αυτή η ενέργεια προκύπτει από την αποβολή των συμμετεχόντων ουσιών σε όλα τα προηγούμενα στάδια.
Τι είναι ο κύκλος Krebs
Γνωρίζουμε ότι είναι ένας πολύπλοκος κύκλος και ότι έχει πολλές λειτουργίες που βοηθούν τον κυτταρικό μεταβολισμό. Χωρίς αυτόν τον κύκλο, τα κύτταρα δεν θα μπορούσαν να έχουν ή να εκπληρώνουν ζωτικές λειτουργίες. Ο απώτερος στόχος του κύκλου Krebs είναι η προώθηση της κατανομής των τελικών προϊόντων του μεταβολισμού των υδατανθράκων, των λιπιδίων και ορισμένων αμινοξέων. Όλες αυτές οι ουσίες που προσλαμβάνονται στο σώμα μέσω τροφής μετατρέπονται σε Acetyl-CoA με την απελευθέρωση CO2 και H2O και τη σύνθεση του ATP.
Εκεί παράγεται η ενέργεια που πρέπει να χρησιμοποιούν τα κύτταρα για την εκτέλεση των λειτουργιών τους. Μεταξύ των διαφόρων σταδίων του κύκλου του κιτρικού οξέος βρίσκουμε διάφορα ενδιάμεσα που χρησιμοποιούνται ως πρόδρομοι στη βιοσύνθεση των αμινοξέων και άλλων βιομορίων. Μέσω του κύκλου Krebs παίρνουμε την ενέργεια από τα μόρια της βιολογικής τροφής και μεταφέρονται στα υπολείμματα μορίων για να εξάγουν την ενέργεια για χρήση σε κυτταρικές δραστηριότητες. Με αυτήν την ενέργεια μπορούμε να εκτελέσουμε τις ζωτικές μας λειτουργίες και τις φυσικές δραστηριότητες της καθημερινής μας ημέρας.
Στον κύκλο Krebs υπάρχουν ορισμένες κυρίως οξειδωτικές χημικές αντιδράσεις. Όλες αυτές οι αντιδράσεις χρειάζονται οξυγόνο. Κάθε χημική αντίδραση έχει τη συμμετοχή ορισμένων ενζύμων που βρίσκονται στα μιτοχόνδρια. Αυτά τα ένζυμα είναι υπεύθυνα για την κατάλυση των αντιδράσεων. Όταν μιλάμε για την κατάλυση μιας αντίδρασης, αναφερόμαστε στην αύξηση της ταχύτητάς της. Υπάρχουν πολλοί καταλύτες που βοηθούν τις χημικές αντιδράσεις να γίνονται γρηγορότερα από το κανονικό.
Βήματα του κύκλου Krebs
Όπως έχουμε αναφέρει προηγουμένως, σε αυτόν τον κύκλο υπάρχουν διάφορες χημικές αντιδράσεις που απαιτούν οξυγόνο. Η πρώτη αντίδραση όλων είναι η οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού. Σε αυτήν την αντίδραση, η γλυκόζη που λαμβάνεται από την αποικοδόμηση των φαλακρών ένυδρων μετατρέπεται σε δύο μόρια πυρουβικού οξέος ή πυροσταφυλικού. Η γλυκόζη αποικοδομείται μέσω της γλυκόλυσης και γίνεται μια σημαντική πηγή του Acetyl-CoA. Η οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού αρχίζει με τον κύκλο του κιτρικού οξέος. Αυτή η χημική αντίδραση αντιστοιχεί στην αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα και του πυροσταφυλικού που παράγεται στην ομάδα ακετυλίου που συνδέεται με το συνένζυμο Α. Σε αυτή τη χημική αντίδραση, το NADH παράγεται ως ένα μόριο που φέρνει ενέργεια.
Με το σχηματισμό του μορίου ακετυλο-ΟοΑ, ο κύκλος Krebs ξεκινά στη μήτρα των μιτοχονδρίων. Ο στόχος είναι να ενσωματωθεί μια αλυσίδα κυτταρικής οξείδωσης για να οξειδωθούν οι άνθρακες και να μετατραπούν σε διοξείδιο του άνθρακα. Για όλες αυτές τις χημικές αντιδράσεις χρειάζεστε την παρουσία οξυγόνου. Επομένως, η διαδικασία κυτταρικής αναπνοής είναι αρκετά σημαντική.
Ο κύκλος Krebs ξεκινά με το ένζυμο συνθετάση κιτρικού που χρησιμεύει για να καταλύσει τη χημική αντίδραση της μεταφοράς της ομάδας ακετυλίου στο οξαλοξικό οξύ που σχηματίζει κιτρικό οξύ και την απελευθέρωση του συνενζύμου Α. Το όνομα του κύκλου σχετίζεται με το σχηματισμό του οξέος εσπεριδοειδή και όλες οι χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα εδώ.
Περαιτέρω αντιδράσεις οξείδωσης και αποκαρβοξυλίωσης εμφανίζονται στα ακόλουθα στάδια. Αυτές οι αντιδράσεις προκαλούν σχηματισμό κετογλουταρικού οξέος. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα και σχηματίζονται NADH και Η. Αυτό το κετογλουταρικό οξύ υφίσταται αντίδραση οξειδωτικής αποκαρβοξυλίωσης που καταλύεται με ένα σύμπλοκο ενζύμου στο οποίο ανήκουν τα Acetyl CoA και NAD. Όλες αυτές οι αντιδράσεις θα οδηγήσουν σε ηλεκτρικό οξύ, NADH και ένα μόριο GTP που στη συνέχεια θα μεταφέρει την ενέργειά του σε ένα μόριο ADP που παράγει ATP.
Αφού ολοκληρώσουμε τα τελευταία βήματα, θα δούμε ότι το ηλεκτρικό οξύ θα οξειδώσει το φουμαρικό οξύ γνωστό και ως φουμαρικό. Το συνένζυμο του είναι ADF. Εδώ πρόκειται να σχηματιστεί το FADH2, το οποίο είναι ένα άλλο μόριο που μεταφέρει ενέργεια. Τέλος, το φουμαρικό οξύ είναι δυσάρεστο να μπορεί να σχηματίσει μηλικό οξύ γνωστό και ως μηλικό. Τέλος, στον κύκλο Krebs, το μηλικό οξύ θα οξειδωθεί για να σχηματίσει οξαλοξεικό οξύ, έχουν επανεκκινήσει τον κύκλο. Και πάλι όλες οι αντιδράσεις θα πραγματοποιηθούν την ίδια στιγμή και ξεκινά ξανά.
Σημασία
Υπάρχουν εκατομμύρια επιχειρήματα για να γνωρίζουμε ότι ο κύκλος Krebs είναι ζωτικής σημασίας για το σχηματισμό της μυϊκής μάζας και την ορθή λειτουργία του σώματος. Για να λειτουργήσει σωστά αυτός ο κύκλος, υπάρχουν 5 βασικά θρεπτικά συστατικά που πρέπει να λειτουργεί το σώμα μας: θειαμίνη, ριβοφλαβίνη, νιασίνη, σίδηρο και γλουταμίνη. Αυτά είναι αμινοξέα που χρησιμοποιούνται για το σχηματισμό νέου μυϊκού ιστού. Επομένως, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε πώς λειτουργεί αυτός ο κύκλος προκειμένου να δοθεί έμφαση στην καλή διατροφή προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση και η μυϊκή μάζα.
Είναι επίσης χρήσιμο να γνωρίζετε τον κύκλο Krebs για να αποφύγετε πολλές ασθένειες λόγω ενέργειας ή ελλείψεων θρεπτικών ουσιών στο σώμα μας. Όπως μπορείτε να δείτε, όλες αυτές οι χημικές αντιδράσεις εμφανίζονται ταυτόχρονα στο σώμα για να διασφαλιστεί η σωστή λειτουργία.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τον κύκλο Krebs και τη σημασία του.