Ciklus citrata je ciklus biokemijskih reakcija koji služi za razgradnju organske tvari. Proces je ugrađen u cjelokupni metabolizam i u njemu preuzima oko polovice proizvodnje energije. Ako je poremećen ciklus citrata, mitohondriopatija može biti prisutna.
Što je citratni ciklus?
U živim organizmima čije stanice imaju jezgru, citratni se ciklus događa u mitohondrijskom matriksu stanica. Ciklus citrata je put razgradnje metabolizma i kao takav igra važnu ulogu u staničnom metabolizmu. Također se naziva i limunska kiselina ciklus i odgovara ciklusu biokemijskih reakcija. Središte citratnog ciklusa je oksidacija, u kojoj se tvari razgrađuju oslobađanjem elektrona. U limunska kiselina ciklusa, organske se tvari razgrađuju na taj način dajući međuproizvode za biosintezu. U organizmima čije stanice imaju jezgru, citratni se ciklus odvija u mitohondrijskoj matrici stanica. U svim ostalim organizmima lokaliziran je u citoplazmi. Kada se citratni ciklus odvija obrnutim redoslijedom, naziva se reduktivni citratni ciklus. Takav reduktivni citratni ciklus prisutan je, na primjer, u asimilaciji ugljen u tijelu raznih bakterija. Ciklus citrata svoje ime duguje citratu, koji je poznat kao anion limunska kiselina. Hans A. Krebs prvi je opisao citratni ciklus, pa se taj ciklus naziva i Krebsovim ciklusom.
Funkcija i zadatak
Ciklus citrata osigurava međuprodukte za ljudski organizam za izgradnju organskih komponenata. Također pruža energiju ljudima izravno i neizravno u biokemijskom obliku. Putovi razgradnje metabolizma bjelančevina, masti i ugljikohidrata susreću se u ciklusu citrata u obliku aktiviranog octena kiselina. Tijekom razgradnje šećera, masti i aminokiseline, acetil-CoA nastaje kao međuprodukt. Ovaj acetil-CoA razgrađuje se na CO2 i H2O u ciklusu limunske kiseline. Prvi korak je kondenzacija. Dakle, molekula C-2 acetil-CoA kondenzira se zajedno s molekulom C-4 da bi se dobio citrat, odnosno molekula C-6. Ovaj C-6 citrat je sada razgrađen. Razgradnja se odvija pod dvostrukim cijepanjem CO2 i daje spoj C-4 sukcinat. Nakon toga slijedi oksidacija u dva koraka. Spoj C-4 tako postaje oksaloacetat i novi ciklus može započeti. Nakon svakog ciklusa ostaje acetilni ostatak, tj. Još jedna molekula C-2. Dva CO2 molekule svaki napusti ciklus. U procesu se troši po jedna molekula C-4, formirajući jednu molekulu C-6. Tek kada je ciklus završen, može se ponovno formirati. Nakon što se ciklus u potpunosti završi, to rezultira oksidacijom acetata u voda i ugljen dioksid. Pojedinačni koraci reakcija odvijaju se hidratacijom, dehidracija, dehidrogenacija i dekarboksilacija. Uzimajući u obzir sve grane citratnog ciklusa, može se reći da je ciklus međusobno povezan s cjelokupnim metabolizmom. Dakle, ciklus također služi za pripremu anaboličkih metaboličkih putova. Energiju daju samo četiri dehidracije alfa-ketoglutarata, izocitrata, malata i sukcinata. Ova opskrba energijom posljedica je oksidacije koju HCO2 prolazi kao dio dišnog lanca. U respiratornom lancu ta je energija potrebna kao dio oksidativne fosforilacije za proizvodnju ATP-a adenozin difosfat. Dakle, oksidacija u citratnom ciklusu usko je povezana s primanjem energije u dišni lanac. Otprilike polovica svih reakcija za proizvodnju energije u metabolizmu događa se dakle kroz citratni ciklus.
Bolesti i poremećaji
Malformacije i oštećenja na mitohondriji poznate su i kao mitohondriopatije. U takvim se malformacijama citratni ciklus ne može odvijati u uobičajenoj mjeri. Stoga se energija više ne osigurava na odgovarajući način u obliku ATP-a. Pacijenti se stoga osjećaju slabo, umorno i umorno. Mitohondrijske patologije mogu se naslijediti ili steći utjecajima okoline. Često postoji korelacija između ta dva oblika. Na primjer, naslijeđeni oblik često ostaje asimptomatski sve dok utjecaji okoline ne pokrenu početak. Nedovoljna opskrba stanicama energijom sada se smatra mogućim uzrokom raznih neurodegenerativnih bolesti.Rak a kardiovaskularne bolesti su sada povezane i s poremećenim metabolizmom stanica u smislu mitohondrijske disfunkcije. Ovisno o tome koji procesi u mitohondriji su poremećeni, postoji govoriti različitih mitohondrijskih patologija. Ako npr. piruvat degradacija je poremećena, spaljivanje of glukoza više se ne može odvijati na odgovarajući način, a krajnji produkt sagorijevanja glukoze, tj. glikoliza, ne može migrirati u citratni ciklus. Najčešće ovom fenomenu prethodi mutacija X-vezanog poludominantnog nasljeđa. Međutim, mitohondrijske patologije s drugim učincima na citratni ciklus također mogu biti prisutne. Acetil-CoA se dalje obrađuje u ciklusu od glikolize. Ovo je pretposljednji korak izgaranja ugljikohidrata, koji se događa prije respiratornog lanca. Ako se ovaj proces poremeti, može biti odgovoran, na primjer, nedostatak ketoglutarat dehidrogenaze, tj. Nedostatak enzima. Nedostatak fumaraze također može biti mogući uzrok. Mitohondrijske patologije očituju se u a mliječna kiselina preopterećenje, koje je pak posljedica piruvat zagušenja uzvodno od ciklusa citrata. Simptomi su obično mišićne i neurološke tegobe. Mitohondrijske se patologije razlikuju s brojem mutiranih mitohondriji, ali obično brzo napreduju. Trenutno nisu dostupni uzročnici liječenja kao terapijski mjere, samo simptomatski tretmani.
