Citrátový cyklus

Citrátový cyklus (Krebsův cyklus) patří mezi základní metabolické pochody v buňce. Probíhá v mitochondriích. Vzniká při něm jenom malé množství energie, ale přesto je nezbytný pro energetické hospodářství buněk. Proč tomu tak je? Protože sloučeniny produkované v citrátovém cyklu se používají k získání energie v dýchacím řetězci.

Citrátový cyklus je soubor osmi reakcí. Na jejich začátku se sloučenina oxalacetát spojí s molekulou acetylkoenzymu A (acetyl-CoA) za vzniku citrátu a v dalších reakcích se citrát postupně přeměňuje zpět na oxalacetát. Následuje opakování cyklu. Pro naše základní pochopení není až tak důležité, jaké sloučeniny se reakcí citrátového cyklu účastní. Nás by měly mnohem více zajímat vstupy a výstupy cyklu:

 

Vstupy citrátového cyklu

• Acetylkoenzym A – Acetylkoenzym A (acetyl-CoA) je velice důležitá sloučenina, která je součástí řady metabolických pochodů. V našem těle vzniká zejména díky glykolýze (ze sloučeniny pyruvát) a beta-oxidaci (z mastných kyselin).

• Voda – Citrátový cyklus spotřebovává vodu. Vody je v našem těle naštěstí obvykle dostatek.

• NAD⁺ a FAD⁺ – Jde o oxidované koenzymy redoxních reakcí, které se v průběhu citrátového cyklu redukují na NADH a FADH₂.

 

Výstupy citrátového cyklu

• NADH a FADH₂ – Jde o redukované koenzymy redoxních reakcí, vstupují do dýchacího řetězce, odevzdávají do něj elektrony a oxidují se na NAD⁺ a FAD⁺, které mohou opět vstoupit do citrátového cyklu. Právě účast NADH a FADH₂ na dýchacím řetězci je hlavním přínosem citrátového cyklu pro vznik energie ve formě ATP.

• GTP – GTP (guanosintrifosfát) je energeticky bohatá sloučenina, která je energeticky v podstatě ekvivalentem známější sloučeniny ATP. Energie GTP může být využit k syntéze ATP, nebo může být GTP přeměněn na sloučeninu cGMP hrající roli v buněčné signalizaci.

• CO₂ – Oxid uhličitý můžeme považovat za zplodinu, ale je nutné s ním počítat. Molekuly oxidu uhličitého musí být z buněk neustále odstraňovány, což v rámci dýchání zajišťuje žilní krev odtékající z tkání. Drtivá většina molekul CO₂ je transportována erytrocyty, malá část je přímo rozpuštěna v krvi.

 

Pozn.: Uvědomte si důležitou věc. Ve stupech je acetyl-CoA, který má 2 atomy uhlíku (C) a ve výstupech jsou 2 molekuly CO₂, v nichž jsou také 2 atomy C. Citrátový cyklus proto nezajišťuje syntézu nových meziproduktů, ty se v něm jen "protáčejí". Z toho důvodu nemůže být acetyl-CoA využit ke glukoneogenezi (tvorba nových molekul glukózy), ačkoliv např. oxalacetát (jeden z meziproduktů citrátového cyklu) může být ke glukoneogenezi využit.

 

Schéma - velmi zjednodušený přehled hlavních vstupů a výstupů citrátového cyklu 

 

Shrnutí

Citrátový cyklus probíhá v mitochondriích buněk, vstupuje do něj acetykoenzym A a vznikají při něm sloučeniny NADH a FADH₂, díky kterým se v dýchacím řetězci produkuje velké množství energie. Samotný citrátový cyklus produkuje energie málo a vzniká během něj CO₂, který musí být z tkání odstraňován.