Кожному відомо, що для нормальної роботи організм потребує регулярного надходження цілого ряду поживних речовин, які потрібні для здорового метаболізму і, відповідно, балансу процесів вироблення і витрачання енергії. Процес вироблення енергії, як відомо, протікає в мітохондріях, які завдяки цій особливості і отримали назву енергетичних центрів клітин. А послідовність хімічних реакцій, яка дозволяє отримати енергію для роботи кожної клітинки тіла, називається циклом Кребса.
Цикл Кребса - чудеса, які відбуваються в мітохондріях
Енергія, що отримується за допомогою циклу Кребса (також ЦТК - цикл трикарбонових кислот), йде на потреби окремих клітин, які в свою чергу складають різні тканини і, відповідно, органи і системи нашого організму. Оскільки без енергії організм просто не може існувати, мітохондрії постійно працюють над тим, щоб безперебійно постачати в клітини необхідну їм енергію.
Аденозин трифосфат (АТФ) - саме це з'єднання є універсальним джерелом енергії, необхідним для протікання всіх біохімічних процесів в нашому організмі.
ЦТК - це центральний метаболічний шлях, в результаті якого завершується окислення метаболітів:
- жирних кислот;
- амінокислот;
- моносахаридів.
У процесі аеробного розпаду ці біомолекули розщеплюються на менші молекули, які використовуються для отримання енергії або синтезу нових молекул.
Цикл трикарбонових кислот складається з 8 етапів, тобто реакцій:
1. Освіта лимонної кислоти:
2. Освіта ізолімонной кислоти:
3. Дегидрирование і пряме декарбоксилирование ізолімонной кислоти.
4. Окислювальне декарбоксилювання α-кетоглутаровой кислоти
5. Субстратне фосфорилирование
6. Дегидрирование бурштинової кислоти сукцинат-дегідрогеназ
7. Освіта яблучної кислоти ферментом фумарази
8. Освіта оксалацетата
Таким чином, після завершення реакцій, які складають цикл Кребса:
- одна молекула ацетил-КоА (утворена в результаті розпаду глюкози) окислюється до двох молекул вуглекислого газу;
- три молекули NAD відновлюються до NADH;
- одна молекула ФАД відновлюється до ФАДН2;
- утворюється одна молекула ГТФ (еквівалент АТФ).
Молекули НАДН і ФАДН2 діють як переносники електронів і використовуються для утворення АТФ на наступній стадії метаболізму глюкози - окисного фосфорилювання.
Функції циклу Кребса:
- катаболическая (окислення ацетильних залишків паливних молекул до кінцевих продуктів обміну);
- анаболічні (субстрати циклу Кребса - основа для синтезу молекул, в т.ч. амінокислот і глюкози);
- інтеграційна (ЦТК - сполучна ланка між анаболічними і катаболічних реакціями);
- водорододонорная (поставка 3 НАДН.Н+ і 1 ФАДН2 на дихальний ланцюг мітохондрій);
- енергетична.
Недолік елементів, необхідних для нормального протікання циклу Кребса, може привести до серйозних проблем в організмі, пов'язаних з нестачею енергії.
Завдяки метаболічної гнучкості організм здатний використовувати в якості джерела енергії не тільки глюкозу, але і жири, розщеплення яких також дає молекули, що утворюють пировиноградную кислоту (задіюється в циклі Кребса). Таким чином, що протікає належним чином ЦТК забезпечує отримання енергії і будівельних блоків для утворення нових молекул.