Od Cikel citronske kisline je cikel biokemičnih reakcij, ki služi razgradnji organskih snovi. Proces je vključen v celoten metabolizem in zavzema približno polovico proizvodnje energije. Če je cikel citronske kisline moten, je lahko prisotna mitohondrijska bolezen.
Kakšen je cikel citronske kisline?
Cikel citronske kisline je metabolična razpadna pot in kot taka igra pomembno vlogo pri celični presnovi. Tudi on bo Cikel citronske kisline imenovan in ustreza ciklu biokemičnih reakcij. Središče cikla citronske kisline je oksidacija, pri kateri se snovi razgradijo s sproščanjem elektronov.
Na ta način se v ciklu citronske kisline razgradijo organske snovi, da se zagotovijo vmesni produkti za biosintezo. Pri živih bitjih, katerih celice imajo jedro, se cikel citronske kisline odvija v mitohondrijskem matriksu celic. V vseh drugih živih bitjih se nahaja v citoplazmi.
Če cikel citronske kisline poteka v obratnem vrstnem redu, se imenuje cikel reduktivne citronske kisline. Takšen ciklus reduktivne citronske kisline se pojavi na primer pri asimilaciji ogljika v telesu različnih bakterij.
Cikel citronske kisline je dolžan ime citrat, ki je znan kot anion citronske kisline. Hans A. Krebs je prvi opisal cikel citronske kisline, tako da se ciklus imenuje tudi Krebsov cikel.
Funkcija in naloga
Cikel citronske kisline človeškemu organizmu zagotavlja vmesne izdelke za gradnjo organskih sestavin. Ljudje oskrbujejo tudi z energijo, neposredno in posredno v biokemični obliki. Razčlenitve presnove beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov se v ciklu citronske kisline srečajo v obliki aktivirane ocetne kisline.
Ko se sladkorji, maščobe in aminokisline razgradijo, nastane acetil-CoA kot vmesni izdelek. Ta acetil-CoA se v ciklu citronske kisline razdeli na CO2 in H2O. Prvi korak je kondenzacija. Molekula C-2 iz acetil-CoA se kondenzira skupaj z molekulo C-4, da se citrata, to je z molekulo C-6. Ta citrat C-6 je zdaj razčlenjen. Razgradnja poteka z dvojnim sproščanjem CO2 in povzroči nastanek spojine sukcinat C-4. Sledi dvostopenjska oksidacija. Spojina C-4 postane oksaloacetat in lahko se začne nov cikel.
Po vsakem ciklu ostane acetilni ostanek, to je še ena molekula C-2. Po dve molekuli CO2 zapustita cikel. Ena molekula C-4 se porabi s tvorbo ene molekule C-6. Šele ko je obtok dokončan, ga je mogoče spet obnoviti. Ko je cikel zaključen, acetat oksidira v vodo in ogljikov dioksid. Posamezni koraki reakcij potekajo preko hidratacije, dehidracije, dehidracije in dekarboksilacije.
Glede na vse veje cikla citronske kisline lahko govorimo o povezovanju cikla s celotno presnovo. Tako cikel služi tudi za pripravo anaboličnih presnovnih poti. Le štiri dehidracije alfa-ketoglutarata, izocitrata, malata in sukcinata zagotavljajo energijo. Ta oskrba z energijo je posledica oksidacije, ki jo HCO2 doživlja kot del dihalne verige. Ta energija je potrebna v dihalni verigi kot del oksidativne fosforilacije, da nastane ATP iz adenozin-difosfata.
Oksidacija v ciklu citronske kisline je torej tesno povezana z ohranjanjem energije v dihalni verigi. Približno polovica vseh reakcij na proizvodnjo energije se torej odvija v presnovi skozi cikel citronske kisline.
Bolezni in bolezni
Malformacije in poškodbe mitohondrijev so znane tudi kot mitohondriopatije. Pri takšnih nepravilnostih cikel citronske kisline ne more potekati v običajni meri. Energija v obliki ATP ni več na voljo v zadostnih količinah. Posledično se bolniki počutijo šibke, utrujene in izčrpane.
Mitohondrijske patologije se lahko podedujejo ali pridobijo z vplivi iz okolja. Pogosto obstaja povezava med obema oblikama. Na primer, podedovana oblika pogosto ostane brez simptomov, dokler okoljski vplivi ne sprožijo izbruha.
Danes premajhna oskrba z energijo celic velja za možen vzrok različnih nevrodegenerativnih bolezni. Rak in bolezni srca in ožilja so zdaj povezane tudi z motenim celičnim metabolizmom v smislu mitohondialne poti.
Glede na to, kateri procesi so v mitohondrijah moteni, govorimo o različnih mitohondrijskih patologijah. Če je na primer razpad piruvata moten, izgorevanje glukoze ne more več potekati dovolj in končni produkt zgorevanja glukoze, to je glikoliza, ne more preiti v cikel citronske kisline. Temu pojavu najpogosteje sledijo mutacije v X-vezani semidominantni dednosti.
Lahko pa so prisotne tudi mitohondrijske patologije z drugimi učinki na cikel citronske kisline. Acetil-CoA se nadalje obdeluje v ciklu glikolize. To je predzadnji korak pri zgorevanju ogljikovih hidratov, ki poteka pred dihalno verigo. Če je ta proces moten, je lahko krivo pomanjkanje ketoglutarat dehidrogenaze, na primer pomanjkanje encimov. Možno je lahko tudi pomanjkanje fumaraze.
Mitohondrijske patologije so izražene v preobremenitvi z mlečno kislino, ki je posledica kopičenja piruvata pred ciklom citronske kisline. Simptomi so ponavadi mišični in nevrološki očitki. Mitohondrijske patologije se razlikujejo po številu mutiranih mitohondrij, vendar običajno hitro napredujejo. Trenutno ni na voljo vzročno zdravljenje kot terapevtski ukrepi, temveč le simptomatsko zdravljenje.
.jpg)
.jpg)
