วงจรกรดซิตริก

ของ วงจรกรดซิตริก เป็นวัฏจักรของปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่ใช้ในการสลายสารอินทรีย์ กระบวนการนี้ฝังอยู่ในการเผาผลาญโดยรวมและใช้เวลามากกว่าครึ่งหนึ่งของการผลิตพลังงาน หากวงจรกรดซิตริกถูกรบกวนอาจมีโรคไมโตคอนเดรีย

วัฏจักรกรดซิตริกคืออะไร?

วัฏจักรกรดซิตริกเป็นวิถีการสลายการเผาผลาญและด้วยเหตุนี้จึงมีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญของเซลล์ เขาก็จะเช่นกัน วงจรกรดซิตริก เรียกและสอดคล้องกับวัฏจักรของปฏิกิริยาทางชีวเคมี จุดศูนย์กลางของวัฏจักรกรดซิตริกคือการเกิดออกซิเดชั่นในระหว่างที่สารถูกย่อยสลายโดยการปล่อยอิเล็กตรอน

ด้วยวิธีนี้สารอินทรีย์จะถูกย่อยสลายในวัฏจักรกรดซิตริกเพื่อให้สามารถให้ผลิตภัณฑ์ขั้นกลางสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพ ในสิ่งมีชีวิตที่เซลล์มีนิวเคลียสวัฏจักรของกรดซิตริกจะเกิดขึ้นในเมทริกซ์ไมโทคอนเดรียของเซลล์ ในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ทั้งหมดจะอยู่ในไซโทพลาซึม

ถ้าวัฏจักรกรดซิตริกเกิดขึ้นในลำดับย้อนกลับจะเรียกว่าวัฏจักรกรดซิตริกลดลง วัฏจักรกรดซิตริกที่ลดลงดังกล่าวเกิดขึ้นตัวอย่างเช่นในการดูดซึมคาร์บอนในร่างกายของแบคทีเรียต่างๆ

วัฏจักรของกรดซิตริกมีชื่อของซิเตรตซึ่งเรียกว่าแอนไอออนของกรดซิตริก Hans A.Krebs เป็นคนแรกที่อธิบายวัฏจักรของกรดซิตริกดังนั้นจึงเรียกว่าวัฏจักร Krebs

ฟังก์ชันและงาน

วัฏจักรของกรดซิตริกช่วยให้สิ่งมีชีวิตของมนุษย์มีผลิตภัณฑ์ขั้นกลางสำหรับการสร้างส่วนประกอบอินทรีย์ นอกจากนี้ยังให้พลังงานแก่ผู้คนทั้งทางตรงและทางอ้อมในรูปแบบทางชีวเคมี เส้นทางการสลายของการเผาผลาญโปรตีนไขมันและคาร์โบไฮเดรตพบในวัฏจักรกรดซิตริกในรูปของกรดอะซิติก

เมื่อน้ำตาลไขมันและกรดอะมิโนถูกย่อยสลาย acetyl-CoA จะถูกสร้างขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง acetyl-CoA นี้ถูกแบ่งออกเป็น CO2 และ H2O ในวงจรกรดซิตริก ขั้นตอนแรกคือการควบแน่น โมเลกุล C-2 จาก acetyl-CoA ถูกควบแน่นพร้อมกับโมเลกุล C-4 เป็นซิเตรตเช่นเป็นโมเลกุล C-6 C-6 ซิเตรตนี้ถูกทำลายลงแล้ว การย่อยสลายจะเกิดขึ้นพร้อมกับการปลดปล่อย CO2 สองครั้งและสร้างสารประกอบ C-4 ซัคซิเนต ตามด้วยออกซิเดชันสองขั้นตอน สารประกอบ C-4 กลายเป็น oxaloacetate และสามารถเริ่มวงจรใหม่ได้

หลังจากแต่ละรอบจะมีสารตกค้างของอะซิทิลนั่นคือโมเลกุล C-2 อีกหนึ่งโมเลกุล CO2 โมเลกุลละสองตัวออกจากวงจร หนึ่งโมเลกุล C-4 ถูกใช้ไปพร้อมกับการก่อตัวของโมเลกุล C-6 หนึ่งโมเลกุล เมื่อการหมุนเวียนเสร็จสมบูรณ์เท่านั้นจึงจะสามารถฟื้นฟูได้อีกครั้ง เมื่อครบวงจรแล้วอะซิเตตจะถูกออกซิไดซ์เป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ละขั้นตอนของปฏิกิริยาเกิดขึ้นผ่านการให้น้ำการคายน้ำการคายน้ำและการสลายตัว

ในมุมมองของทุกสาขาของวัฏจักรกรดซิตริกเราสามารถพูดถึงเครือข่ายของวงจรที่มีการเผาผลาญทั้งหมดได้ วัฏจักรนี้ยังทำหน้าที่ในการเตรียมเส้นทางการเผาผลาญ anabolic มีเพียงการคายน้ำทั้งสี่ของ alpha-ketoglutarate, isocitrate, malate และ succinate เท่านั้นที่ให้พลังงาน การจัดหาพลังงานนี้เกิดจากการออกซิเดชั่นที่ HCO2 ได้รับซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่การหายใจ พลังงานนี้จำเป็นต้องใช้ในห่วงโซ่ทางเดินหายใจซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชั่นเพื่อผลิต ATP จากอะดีโนซีนไดฟอสเฟต

การเกิดออกซิเดชันในวัฏจักรกรดซิตริกจึงเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการเก็บรักษาพลังงานในห่วงโซ่การหายใจ ประมาณครึ่งหนึ่งของปฏิกิริยาทั้งหมดต่อการผลิตพลังงานจึงเกิดขึ้นในกระบวนการเผาผลาญผ่านวัฏจักรกรดซิตริก

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

ความผิดปกติและความเสียหายต่อไมโทคอนเดรียเรียกอีกอย่างว่าไมโตคอนเดรีย ด้วยความผิดปกติดังกล่าววัฏจักรของกรดซิตริกจึงไม่สามารถเกิดขึ้นได้ตามปกติ พลังงานไม่สามารถใช้ได้ในปริมาณที่เพียงพออีกต่อไปในรูปแบบของ ATP ผู้ป่วยจึงรู้สึกอ่อนเพลียเหนื่อยง่ายและอ่อนเพลีย

Mitochondrial pathologies สามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือได้มาจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม มักจะมีการเชื่อมต่อระหว่างสองรูปแบบ ตัวอย่างเช่นรูปแบบที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมมักจะยังคงอยู่โดยไม่มีอาการจนกว่าอิทธิพลของสิ่งแวดล้อมจะเริ่มการระบาด

การจัดหาพลังงานที่ไม่เพียงพอของเซลล์ในปัจจุบันถือเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ของโรคเกี่ยวกับระบบประสาทต่างๆ ปัจจุบันมะเร็งและโรคหัวใจและหลอดเลือดยังเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของเซลล์ที่ถูกรบกวนในแง่ของวิถีไมโทคอนเดียล

ขึ้นอยู่กับกระบวนการที่ถูกรบกวนในไมโตคอนเดรียเราพูดถึงโรคไมโตคอนเดรียที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นหากการสลายของไพรูเวตถูกรบกวนการเผาผลาญกลูโคสจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้อย่างเพียงพออีกต่อไปและผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเผาไหม้กลูโคสนั่นคือไกลโคไลซิสไม่สามารถโยกย้ายเข้าสู่วงจรกรดซิตริกได้ ส่วนใหญ่มักเกิดปรากฏการณ์นี้โดยการกลายพันธุ์ในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ X-linked semidominant

อย่างไรก็ตามอาจมีโรคไมโตคอนเดรียที่มีผลกระทบอื่น ๆ ต่อวัฏจักรกรดซิตริก Acetyl-CoA ถูกประมวลผลเพิ่มเติมในวงจรไกลโคไลซิส เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการเผาไหม้คาร์โบไฮเดรตซึ่งเกิดขึ้นก่อนห่วงโซ่ทางเดินหายใจ หากกระบวนการนี้ถูกรบกวนการขาดคีโตกลูตาเรตดีไฮโดรจีเนสเช่นการขาดเอนไซม์อาจเป็นสาเหตุได้ การขาด fumarase อาจเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้

พยาธิสภาพของไมโตคอนเดรียแสดงออกมาในภาวะกรดแลคติกมากเกินไปซึ่งเกิดจากการสะสมของไพรูเวตก่อนวัฏจักรกรดซิตริก อาการมักเป็นข้อร้องเรียนเกี่ยวกับกล้ามเนื้อและระบบประสาท mitochondrial pathologies มีความแตกต่างกันในจำนวน mitochondria ที่กลายพันธุ์ แต่โดยปกติแล้วจะดำเนินไปอย่างรวดเร็ว ขณะนี้ไม่มีทางเลือกในการรักษาเชิงสาเหตุเป็นมาตรการในการรักษามีเพียงการรักษาตามอาการเท่านั้น