Каждому известно, что для нормальной работы организм нуждается в регулярном поступлении целого ряда питательных веществ, которые нужны для здорового метаболизма и, соответственно, баланса процессов выработки и расходования энергии. Процесс выработки энергии, как известно, протекает в митохондриях, которые благодаря этой особенности и получили название энергетических центров клеток. А последовательность химических реакций, которая позволяет получить энергию для работы каждой клеточки тела, называется циклом Кребса.

Цикл Кребса – чудеса, которые происходят в митохондриях

Энергия, получаемая посредством цикла Кребса (также ЦТК – цикл трикарбоновых кислот), идет на нужды отдельных клеток, которые в свою очередь составляют различные ткани и, соответственно, органы и системы нашего организма. Поскольку без энергии организм попросту не может существовать, митохондрии постоянно работают над тем, чтобы бесперебойно поставлять в клетки необходимую им энергию.

Аденозин трифосфат (АТФ) – именно это соединение является универсальным источником энергии, необходимым для протекания всех биохимических процессов в нашем организме.

ЦТК – это центральный метаболический путь, в результате которого завершается окисление метаболитов:

  • жирных кислот;
  • аминокислот;
  • моносахаридов.

В процессе аэробного распада эти биомолекулы расщепляются на меньшие молекулы, которые используются для получения энергии или синтеза новых молекул.

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

Цикл трикарбоновых кислот состоит из 8 этапов, т.е. реакций:

1. Образование лимонной кислоты:

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

2. Образование изолимонной кислоты:

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

3. Дегидрирование и прямое декарбоксилирование изолимонной кислоты.

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

4. Окислительное декарбоксилирование α-кетоглутаровой кислоты

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

5. Субстратное фосфорилирование

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

6. Дегидрирование янтарной кислоты сукцинат-дегидрогеназой

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

7. Образование яблочной кислоты ферментом фумаразой

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

8. Образование оксалацетата

tsikl-krebsa-tsentralnaya-rol-v-metabolizme-kletki

Таким образом, после завершения реакций, которые составляют цикл Кребса:

  • одна молекула ацетил-КоА (образованная в результате распада глюкозы) окисляется до двух молекул углекислого газа;
  • три молекулы NAD восстанавливаются до NADH;
  • одна молекула ФАД восстанавливается до ФАДН2;
  • образуется одна молекула ГТФ (эквивалент АТФ).

Молекулы НАДН и ФАДН2 действуют как переносчики электронов и используются для образования АТФ на следующей стадии метаболизма глюкозы – окислительном фосфорилировании.

Функции цикла Кребса:

  • катаболическая (окисление ацетильных остатков топливных молекул до конечных продуктов обмена);
  • анаболическая (субстраты цикла Кребса – основа для синтеза молекул, в т.ч. аминокислот и глюкозы);
  • интегративная (ЦТК – связующее звено между анаболическими и катаболическими реакциями);
  • водорододонорная (поставка 3 НАДН.Н+ и 1 ФАДН2 на дыхательную цепь митохондрий);
  • энергетическая.

Недостаток элементов, необходимых для нормального протекания цикла Кребса, может привести к серьезным проблемам в организме, связанным с нехваткой энергии.

Благодаря метаболической гибкости организм способен использовать в качестве источника энергии не только глюкозу, но и жиры, расщепление которых также дает молекулы, образующие пировиноградную кислоту (задействуется в цикле Кребса). Таким образом, протекающий надлежащим образом ЦТК обеспечивает получение энергии и строительных блоков для образования новых молекул.

Добавить коментарий:

ОбновитьОбновить