Citronsyracykel

Av Citronsyracykel är en cykel med biokemiska reaktioner som används för att bryta ner organiska ämnen. Processen är inbäddad i den totala ämnesomsättningen och tar över ungefär hälften av energiproduktionen. Om citronsyrecykeln störs kan mitokondriesjukdom vara närvarande.

Vad är citronsyrecykeln?

Citronsyrecykeln är en metabolisk nedbrytningsväg och spelar som sådan en viktig roll i cellmetabolismen. Han kommer också Citronsyracykel kallas och motsvarar en cykel med biokemiska reaktioner. Mitt i citronsyrecykeln är oxidation, under vilken ämnen bryts ned genom att frigöra elektroner.

På detta sätt bryts organiska substanser ned i citronsyrecykeln för att tillhandahålla mellanprodukter för biosyntes. I levande varelser vars celler har en kärna, sker citronsyrecykeln i mitokondriell matris hos cellerna. I alla andra levande saker finns det i cytoplasma.

Om citronsyrecykeln äger rum i omvänd ordning kallas det den reducerande citronsyracykeln. En sådan reducerande citronsyrecykel inträffar till exempel vid assimilering av kol i kroppen av olika bakterier.

Citronsyrecykeln har sitt namn till citrat, som är känt som anjonen av citronsyra. Hans A. Krebs var den första som beskrev citronsyrecykeln, så att cykeln också kallas Krebs-cykeln.

Funktion & uppgift

Citronsyracykeln förser den mänskliga organismen med mellanprodukter för konstruktion av organiska komponenter. Det förser också människor med energi, både direkt och indirekt i biokemisk form. Nedbrytningsvägarna för protein-, fett- och kolhydratmetabolismen möts i citronsyrecykeln i form av aktiverad ättiksyra.

När sockerarter, fetter och aminosyror bryts ned bildas acetyl-CoA som en mellanprodukt. Denna acetyl-CoA uppdelas i CO2 och H2O i citronsyrecykeln. Det första steget är en kondensation. En C-2-molekyl från acetyl-CoA kondenseras tillsammans med en C-4-molekyl för att citrera, d.v.s. till en C-6-molekyl. Denna C-6 citrat är nu uppdelad. Nedbrytningen sker med en dubbel frisättning av CO2 och skapar C-4-föreningen succinat. Detta följs av tvåstegsoxidation. C-4-föreningen blir oxaloacetat och en ny cykel kan börja.

Efter varje cykel finns en acetylrest, dvs ytterligare en C-2-molekyl. Två CO2-molekyler lämnar vardera cykeln. En C-4-molekyl konsumeras med bildningen av en C-6-molekyl. Först när cirkulationen är klar kan den återställas igen. När cykeln har avslutats oxideras acetat till vatten och koldioxid. De enskilda stegen i reaktionerna sker genom hydrering, dehydrering, dehydrering och dekarboxylering.

Med tanke på alla grenarna i citronsyracykeln kan man tala om ett nätverk av cykeln med hela ämnesomsättningen. Cykeln tjänar således också till att förbereda anabola metaboliska vägar. Endast de fyra dehydreringarna av alfa-ketoglutarat, isocitrat, malat och succinat ger energi. Denna energiförsörjning beror på oxidationen som HCO2 genomgår som en del av andningskedjan. Denna energi krävs i andningskedjan som en del av oxidativ fosforylering för att producera ATP från adenosindifosfat.

Oxidationen i citronsyracykeln är därför nära kopplad till bevarandet av energi i andningskedjan. Cirka hälften av alla reaktioner på energiproduktion äger därför rum i metabolismen genom citronsyrecykeln.

Sjukdomar och sjukdomar

Missbildningar och skador på mitokondrierna kallas också mitokondriopatier. Vid sådana missbildningar kan citronsyrecykeln inte äga rum i vanligt utsträckning. Energi finns inte längre tillgängligt i tillräckliga mängder i form av ATP. Patienterna känner sig därför svaga, trötta och utmattade.

Mitokondriella patologier kan antingen ärvas eller förvärvas genom miljöpåverkan. Det finns ofta en koppling mellan de två formerna. Till exempel förblir den ärvda formen ofta utan symtom tills miljöpåverkan initierar utbrottet.

Den otillräckliga energiförsörjningen i cellerna betraktas idag som en möjlig orsak till olika neurodegenerativa sjukdomar. Cancer och hjärt-kärlsjukdomar är nu också förknippade med en störd cellmetabolism i betydelsen av mitokondial patologi.

Beroende på vilka processer i mitokondrierna störs talar vi om olika mitokondriella patologier. Om till exempel nedbrytningen av pyruvat störs kan förbränningen av glukos inte längre äga rum tillräckligt och slutprodukten av glukosförbränningen, dvs glykolys, kan inte migrera in i citronsyracykeln. Oftast föregås detta fenomen av en mutation i den X-länkade semidominanta arvet.

Det kan dock också finnas mitokondriella patologier med andra effekter på citronsyrecykeln. Acetyl-CoA behandlas vidare i glykolyscykeln. Det är det näst sista steget i kolhydratförbränning, som äger rum före andningskedjan. Om denna process störs kan brist på ketoglutarat-dehydrogenas, till exempel en enzymbrist, vara ansvarig. Brist på fumarat kan också vara en möjlig orsak.

Mitokondriella patologier uttrycks i en överbelastning av mjölksyra, vilket i sin tur beror på en pyruvatuppbyggnad före citronsyrecykeln. Symtomen är vanligtvis muskulära och neurologiska klagomål. Mitokondriella patologier skiljer sig åt i antalet muterade mitokondrier, men utvecklas vanligtvis snabbt. Det finns för närvarande inga kausala behandlingsalternativ tillgängliga som terapeutiska åtgärder, endast symtomatiska behandlingar.