Цикл_кребса_простыми_словами

Цикл_кребса_простыми_словами

Цикл Кребса: что это такое простым языком

В 30-х годах двадцатого века немецкий учёный Ганс Кребс вместе со своим учеником занимается изучением циркуляции мочевины. Во время Второй мировой войны, Кребс перебирается в Англию где и приходит к выводу, что некоторые кислоты катализируют процессы в нашем организме. За это открытие ему была вручена Нобелевская премия.

Как известно, энергетический потенциал организма зависит от глюкозы, которая содержится в нашей крови. Также, клетки человеческого организма содержат митохондрии, которые помогают в переработке глюкозы с целью её превращения в энергию. После некоторых преобразований глюкоза превращается в вещество под названием «аденозинтрифосфат» (АТФ) – главный источник энергии клеток. Его структура такова, что он может встраиваться в белок, и это соединение будет обеспечивать энергией все системы органов человека. Напрямую глюкоза не может стать АТФ, поэтому используются сложные механизмы для получения нужного результата. Им и является цикл Кребса.

Если говорить совсем уж простым языком, то цикл Кребса — это цепочка химических реакций, происходящих в каждой клетке нашего тела, которая называется циклом потому, что продолжается непрерывно. Конечным результатом данного цикла реакций является производство аденозинтрифосфата — вещества, которое представляет собой энергетическую основу жизнедеятельности организма. По-другому этот цикл называется клеточным дыханием, так как большинство его стадий происходят с участием кислорода. Кроме того, выделяют важнейшую функцию цикла Кребса – пластическую (строительную), так как во время цикла вырабатываются важные для жизнедеятельности элементы: углеводы, аминокислоты и т. д.

Для осуществления всего вышеизложенного необходимо наличие более ста различных элементов, в том числе витаминов. При отсутствии или недостатке хотя бы одного из них цикл будет недостаточно эффективным, что приведёт к нарушению метаболизма во всём теле человека.

Этапы цикла Кребса

  1. Первый этап заключается в расщеплении молекул глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты. Пировиноградная кислота выполняет важную метаболическую функцию, от её действия напрямую зависит работа печени. Доказано, что данное соединение содержится в некоторых фруктах, ягодах и даже в мёде; её успешно применяют в косметологии, как способ борьбы с отмершими клетками эпителия (гоммаж). Также, в результате реакции может образоваться лактат (молочная кислота), которая имеется в поперечнополосатой мускулатуре, крови (точнее в эритроцитах) и мозге человека. Важный элемент в работе сердца и нервной системы. Происходит реакция декарбоксилирования, то есть отщепление карбоксильной (кислотной) группы аминокислот, в процессе которой образуется кофермент А – он выполняет функцию транспортировки углерода в различных обменных процессах. При соединении с молекулой оксалоацетата (щавелевой кислоты) получается цитрат, который фигурирует в буферных обменах, т. е. «на себе» переносит полезные вещества в нашем организме и помогает им усваиваться. На данном этапе кофермент А полностью высвобождается, плюс, мы получаем молекулу воды. Данная реакция является необратимой.
  2. Вторая стадия характеризуется дегидрированием (отщеплением молекул воды) от цитрата, что дают нам цис-аконитат (аконитовая кислота), который помогает в образовании изоцитрата. По концентрации данного вещества, например, можно определить качество фруктов или фруктового сока.
  3. Третий этап. Здесь от изолимонной кислоты отделяется карбоксильная группа, что в результате даёт кетоглутаровую кислоту. Альфа-кетоглутарат участвует в улучшении всасывания аминокислот из поступающей пищи, улучшает метаболизм и предупреждает появление стрессов. Также образовывается NADH – вещество необходимое для нормального протекания окислительных и обменных процессов в клетках.
  4. На следующем этапе при отделении карбоксильной группы образуется сукцинил-КоА, который является важнейшим элементом в образовании анаболических веществ (белков и т.д.). Возникает процесс гидролиза (соединение с молекулой воды) и высвобождается энергия АТФ.
  5. На последующих стадия цикл начнёт замыкаться, т.е. сукцинат снова потеряет молекулу воды, что превращает его в фумарат (вещество способствующее переносу водорода к коферментам). К фумарату присоединяется вода и образуется малат (яблочная кислота), она окисляется, что снова приводит к появлению оксалоацетата. Оксалоацетата, в свою очередь, выступает в роли катализатора в вышеуказанных процессах, его концентрациях в митохондриях клеток постоянна, но, при этом, довольна низкая.

Таким образом можно выделить важнейшие функции данного цикла:

  • энергетическая;
  • анаболическая (синтез органических веществ – аминокислот, жирных белков и т.д.);
  • катаболическая: превращение некоторых веществ в катализаторы – элементы, способствующие выработке энергии;
  • транспортная, в основном происходит транспортировка водорода, участвующего в дыхании клеток.

Цикл Кребса или как запомнить «золотое кольцо» биохимии

Краткие исторические сведения

Наш любимый цикл – ЦТК, или Цикл трикарбоновых кислот – жизнь на Земле и под Землей и в Земле… Стоп, а вообще это самый удивительный механизм – он универсален, является путем окисления продуктов распада углеводов, жиров, белков в клетках живых организмов, в результате получаем энергию для деятельности нашего тела.

Открыл этот процесс собственно Кребс Ганс, за что и получил Нобелевскую премию!

Родился он в августе 25 — 1900 года в Германии город Хильдесхайм. Получил медицинское образование Гамбургского университета, продолжил биохимические исследования под руководством Отто Вaрбурга в Берлине.

В 1930 открыл вместе со студентом своим процесс обезвреживания аммиака в организме, который был у многих представителей живого мира, в том числе и человека. Этот цикл – цикл образования мочевины, который также известен под именем цикла Кребса №1.

Когда к власти пришел Гитлер, Ганс эмигрировал в Великобританию, где продолжает заниматься наукой в Кембриджском и Шеффилдском университетах. Развивая исследования биохимика из Венгрии Альберта Сент-Дьёрди, получает озарение и делает самый знаменитый цикл Кребса № 2, или по-другому «цикл Сент-Дьёрди – Кребса» — 1937.

Результаты исследований посылаются в журнал «Nature», который отказывает в напечатании статьи. Тогда текст перелетает в журнал «Enzymologia» в Голландии. Кребс получает Нобелевскую премию в 1953 по физиологии и медицине.

Читайте также:  Рацион_питания_мужчин_в_60_лет

Открытие было удивительным: в 1935 Сент-Дьёрди находит, что янтарная, оксалоуксусная, фумаровая и яблочная кислоты (все 4 кислоты — естественные химические компоненты клеток животных) усиливают процесс окисления в грудной мышце голубя. Которая была измельчена.

Именно в ней процессы метаболические идут с наибольшей скоростью.

Ф. Кнооп и К.Мартиус в 1937 году находят, что лимонная кислота превращается в изолимонную через продукт промежуточный, цис – аконитовую кислоту. Кроме того изолимонная кислота могла превращаться в а-кетоглутаровую, а та – в янтарную.

Кребс заметил действие кислот на поглощение О2 грудной мышцей голубя и выявил из активирующее действие на окисление ПВК и образование Ацетил-Коэнзима А. Кроме того процессы в мышце угнетались малоновой кислотой, которая похожа на янтарную и могла конкурентно ингибировать ферменты, у которых субстрат – янтарная кислота.

Когда Кребс добавлял малоновую кислоту к среде реакции, то начиналось накопление а-кетоглутаровой, лимонной и янтарной кислот. Таким образом понятно, что действие совместное а-кетоглутаровой, лимонной кислот приводит к образованию янтарной.

Ганс исследовал еще более 20 веществ, но они не влияли на окисление. Сопоставив полученные данные, Кребс получил цикл. В самом начале исследователь не мог точно сказать начинается процесс с лимонно или изолимонной кислоты, поэтому назвал «цикл трикарбоновых кислот».

Сейчас мы знаем, что первой является лимонная кислота, поэтому правильно — цитратный цикл или цикл лимонной кислоты.

У эукариот реакции ЦТК протекают в митохондриях, при этом все ферменты для катализа, кроме 1, содержатся в свободном состоянии в матриксе митохондрии, исключение — сукцинатдегидрогеназа — локализуется на внутренней мембране митохондрии, встраивается в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

Значение цикла Кребса — кратко и просто

Привет! Скоро лето, а значит, все второкурсники медвузов будут сдавать биохимию. Сложный предмет, на самом деле. Чтобы немного помочь тем, кто повторяет материал к экзаменам, я решил сделать статью, в которой расскажу вам о «золотом кольце» биохимии — цикле Кребса. Его также называют цикл трикарбоновых кислот и цикл лимонной кислоты, это всё синонимы.

Сами реакции я распишу в следующей статье. Сейчас же я расскажу о том, для чего нужен цикл Кребса, где он проходит и в чём его особенности. Надеюсь, получится понятно и доступно.

Для начала давайте разберём что такое обмен веществ. Это основа, без которой понимание Цикла Кребса невозможно.

Метаболизм

Одно из важнейших свойств живого (вспоминаем биологию) — это обмен веществ с окружающей средой. Действительно, только живое существо может что-то поглощать из окружающей среды, и что-то потом в неё выделять.

В биохимии обмен веществ принято называть «метаболизм». Обмен веществ, обмен энергией с окружающей средой — это метаболизм.

Когда мы, допустим, съели бутерброд с курицей, мы получили белки (курица) и углеводы (хлеб). В процессе пищеварения белки распадутся до аминокислот, а углеводы — до моносахаров. То, что я описал сейчас, называется катаболизм, то есть распад сложных веществ на более простые. Первая часть метаболизма — это катаболизм.

Ещё один пример. Ткани в нашем организме постоянно обновляются. Когда отмирает старая ткань, её обломки растаскивают макрофаги, и они заменяется новой тканью. Новая ткань создаётся в процессе синтеза белка из аминокислот. Синтез белка происходит в рибосомах. Создание нового белка (сложного вещества) из аминокислот (простого вещества) — это анаболизм.

Итак, анаболизм — это противоположность катаболизму. Катаболизм — это разрушение веществ, анаболизм — это создание веществ. Кстати, чтобы их не путать, запомните ассоциацию: «Анаболики. Кровью и потом». Это голливудский фильм (довольно скучный, на мой взгляд) о спортсменах, применяющих анаболики для роста мышц. Анаболики — рост, синтез. Катаболизм — обратный процесс.

Точка пересечения распада и синтеза.

Цикл Кребса как ступень катаболизма.

Как связаны метаболизм и цикл Кребса? Дело в том, что именно цикл Кребса является одной из важнейших точек, в которой сходятся пути анаболизма и катаболизма. Именно в этом и заключается его значение.

Давайте разберём это на схемках. Катаболизм можно условно представить как расщепление белков, жиров и углеводов в нашей пищеварительной системе. Итак, мы скушали пищу из белков, жиров, и углеводов, что дальше?

А дальше все эти вещества распадутся на простые составляющие:

  • Жиры — на глицерин и жирные кислоты (могут быть и другие компоненты, я решил взять самый простой пример);
  • Белки — на аминокислоты;
  • Полисахаридные молекулы углеводов — на одинокие моносахариды.

Далее, в цитоплазме клетки, последует превращение этих простых веществ в пировиноградную кислоту (она же — пируват). Из цитоплазмы пировиноградная кислота попадёт в митохондрию, где превратится в ацетил коэнзим А. Пожалуйста, запомните эти два вещества — пируват и ацетил КоА, они очень важны.

Давайте теперь посмотрим, как происходит этап, который мы сейчас расписали:

Важная деталь: аминокислоты могут превращаться в ацетил КоА сразу, минуя стадию пировиноградной кислоты. Жирные кислоты сразу превращаются в ацетил КоА. Учтём это и подредактируем нашу схемку, чтобы получилось правильно:

Превращения простых веществ в пируват происходят в цитоплазме клеток. После этого пируват поступает в митохондрии, где успешно превращается в ацетил КоА.

Для чего пируват превращается в ацетил КоА? Именно для того, чтобы запустить наш цикл Кребса. Таким образом, мы можем сделать ещё одну надпись в схеме, и получится правильная последовательность:

Читайте также:  Объем_столовой_ложки_в_мл_воды

В результате реакций цикла Кребса образуются важные для жизнедеятельности вещества, главные из которых:

  • НАДH (НикотинАмидАденинДиНуклеотид+ катион водорода) и ФАДH2 (ФлавинАденинДиНуклеотид+молекула водорода). Я специально выделил заглавными буквами составные части терминов, чтобы легче было читать, в норме их пишут одним словом. НАДH и ФАДH2 выделяются в ходе цикла Кребса, чтобы потом принять участие в переносе электронов в дыхательную цепь клетки. Иными словами, эти два вещества играют важнейшую роль в клеточном дыхании.
  • АТФ, то есть аденозинтрифосфат. Это вещество имеет две связи, разрыв которых даёт большое количество энергии. Этой энергией снабжаются многие жизненно важные реакции;

Также выделяются вода и углекислый газ. Давайте отразим это на нашей схеме:

Кстати, весь цикл Кребса происходит в митохондриях. Именно там, где проходит и подготовительный этап, то есть превращение пирувата в ацетил КоА. Не зря кстати митохондрии называют «энергетическая станция клетки».

Цикл Кребса как начало синтеза

Цикл Кребса удивителен тем, что он не только даёт нам ценные АТФ (энергию) и коферменты для клеточного дыхания. Если посмотрите на предыдущую схему, вы поймёте, что цикл Кребса — это продолжение процессов катаболизма. Но вместе с тем он является и первой ступенькой анаболизма. Как это возможно? Как один и тот же цикл может и разрушать, и создавать?

Оказывается, отдельные продукты реакций цикла Кребса могут частично отправляться на синтез новых сложных веществ в зависимости от потребностей организма. Например, на глюконеогенез — это синтез глюкозы из простых веществ, не являющихся углеводами.

  • Реакции цикла Кребса каскадны. Они происходят одна за другой, и каждая предыдущая реакция запускает последующую;
  • Продукты реакций цикла Кребса частично идут на запуск последующей реакции, а частично — на синтез новых сложных веществ.

Давайте попробуем отразить это на схеме, чтобы цикл Кребса был обозначен именно как точка пересечения распада и синтеза.

Голубыми стрелочками я отметил пути анаболизма, то есть создания новых веществ. Как видите, цикл Кребса действительно является точкой пересечения многих процессов и разрушения, и созидания.

Самое важное

  • Цикл Кребса — перекрёстная точка метаболических путей. Им заканчивается катаболизм (распад), им начинается анаболизм (синтез);
  • Продукты реакций Цикла Кребса частично идут для запуска следующей реакции цикла, а частично отправляются на создание новых сложных веществ;
  • Цикл Кребса образует коферменты НАДH и ФАДН2, которые переносят электроны для клеточного дыхания, а также энергию в виде АТФ;
  • Цикл Кребса происходит в митохондриях клеток.

More from my site

23 Responses

Все очень понятно объяснили , доступным языком и ни чего лишнего )

Очень все доступно обьяснено. Когда то я все это сдала на отлично на 2 курсе. Но после 20 лет практики все забыла. И стыдно стало. Вот теперь пытаюсь вспомнить, хотя больгинство моих коллег и не пытаются это знать. Спросите у своего семейного врача: зачем нужен цикл Кребса? А орнитиновый цикл?

Михаил.К

Вот-вот, 20 лет практики и всё забыто. А между тем нарушенный цикл Кребса, особенно при латентном ацидозе, является основой воспалительных процессов организма. Воспаление — основной фактор ускоренного старения и ранней смерти. Лечим не причину, а его следствие… увы.

Валентина

Спасибо,все забыла из.биохимии,очень доходчиво

Orest

Блестящее объяснение! Приходите ко мне в колледж читать фармакологию ��

Спасибо огромное! Биофак тридцать лет назад плюс эта информация сразу расставляет все по местам: как мы питаемся, что мы едим и для чего нам это нужно! Явно не для получения удовольствия от пищи! А ведь многие люди уверены, что еда нужна, чтоб было ВКУСНО!

Михаил К.

Алексей

Все вроде понятно но при чем сдесь лимонная кислота про нее не слова?

Pavel

Лимонная кислота — это продукт первой из восьми реакций цикла Кребса. В следующей же статье вы можете увидеть их все)

Михаил

Белки и жиры у вас проходят стадию пирувата. Это — свойство только глюкозы. Смысла нет аминокислоты диссимилировать на составные. С жирами тоже-они целиком идут на коэнзим. В итоге, в ЦКТ вовлечены только глюкоза и жиры, читай, пируват и коэнзим. Именно поэтому при ИЗСД при нехватке глюкозы в клетке накапливаются кетоны. Я 33 года болею диабетом без осложнений. Если интересно-пишите.

Pavel

Добрый день, Михаил! Очень извиняюсь за столь запоздалый ответ. Я, конечно, могу ошибаться, но нам в университете рассказывали, что аминокислоты также могу превращаться в пируват, становясь таким образом метаболитами Цикла Кребса.
Посмотрите, пожалуйста, учебник по биохимии, например, «Биохимия, том 2» автора Страйера. Глава 18.7, «Судьба атомов углерода распавшихся аминокислот».
Будьте здоровы!

Юлия Сергеевна

У моей дочери трескается кожа на пальцах рук, а теперь язык. Наверное неправильно работает цикл кребеса и ко всему я предполагаю, что взрывной характер так же изза не правильной работы митохондрий. Как наладить систему? Что посоветуете?

Pavel

Добрый день, Юлия Сергеевна. Неправильная работа цикла Кребса — это абстрактное заключение. Существуют так называемые наследственные ферментопатии — врождённые нарушения работы ферментов, в том числе и ферментов цикла Кребса.
Вашей дочери следует обследоваться у хороших специалистов. Я далёк от области изучения эндокринных нарушений (я студент меда — старшекурсник). Но я бы посоветовал начать с эндокринолога, обязательно сдать общий анализ крови и биохимию, показаться с ними знающему терапевту, а далее уже по результатам действовать.
Здоровья вам и вашей дочке!

Читайте также:  Картинки_как_делают_клизму

Наталия

Здравствуйте! хочу попросить вашей помощи. Я читала книги спортивного физиолога Бориса Степановича Жерлыгина, он является основателем Клуба ПРОЩАЙ.ДИАБЕТ. Так вот он считает, что от диабета 2 типа спасает усиление цикла Крабса, потому что этот цикл-общий конечный путь окисления ацетильных групп, в которые в процессе катаболизма превращается большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива»(включая глюкозу).То есть чем мощнее цикл Крепса, тем больше глюкозы сгорает, а ее уровень в крови нормализуется полностью.
Объясните, пожалуйста, как это сделать практически? Какие упражнения для этого нужны,чтобы увеличить количество митохондрий ? Знаете ли вы что либо об этом?

Pavel

Добрый день, уважаемая Наталья. Я не нашёл в сети каких-либо сертификатов или иных документов, которые бы подтвердили хотя бы наличие высшего медицинского образования у Бориса Степановича.

Теперь о лечении диабета второго типа. Человек с такой патологией должен наблюдаться у хорошего, дипломированного врача-эндокринолога. Инсулин при диабете второго типа не всегда находится в недостатке, а лишь на определённом этапе течения болезни. Поэтому у значительного числа пациентов возможно лечение только приёмом специальных препаратов в виде таблеток. Что касается отмены инсулина — на стадии СД2, когда наступает дистрофия и атрофия бета-клеток поджелудочной железы, отказ от инсулина, с точки зрения современной доказательной медицины, может повлечь за собой очень грозные и опасные для жизни последствия.

Теперь об увеличении количеств митохондрий. Количество клеточных органелл (так называют органы клетки) всегда должно соответствовать той нагрузке, которой клетка подвергается. Я (студент 4-го курса мед. университета) ни разу не слышал о попытках искусственного увеличения органелл, в частности, митохондрий, для лечения сахарного диабета. И это при том, что СД изучался мной на 4-х предметах, я даже хотел отдельную статью про него написать. Вообще, насколько я знаю, проблема при СД 2-го типа заключается в том, что глюкоза не может попасть внутрь клетки. У меня вопрос к Борису Степановичу — как вообще влияет количество митохондрий на СД 2-го типа, если глюкоза до них просто не добирается из-за невозможности попасть в саму клетку? И ещё один вопрос. Его заявления чрезвычайно смелы и радикальны (дайте мне 70 больных диабетом и я больше половины из них «сниму» с инсулина). В каких авторитетных, рецензируемых научных журналах можно почитать о его методике?

Мария

по поводу белков в глюкозу, на сколько я помню у человека (изучала биохимию в 1м меде СПБ) у человека белки в глюкозу не преобразуются-именно поэтому диета при сахарном диабете белковая и крупа гречневая..И это существенная особенность. А вот у кошек белки в глюкозу преобразуются в том же цикле (что и понятно-они эволюционно строгие мясоеды) поэтому у кошек белковая диета никоим образом уровень глюкозы в крови не снижает. Пока писала, подумала о метаболизме у народов крайнего севера-питание рыбой и мясом, поняла что их энергия в жирах. То есть цикл Кребса не одинаков для человека и кошки. Хотя суть одна. Не пренебрегайте библиотеками и академическими изданиями. Автор статьи-проверьте и исправьте в случае подтверждения моих слов. Это важно. PS Возможно за 15 лет были сделаны новые открытия в данной области. Но, насколько я помню, были примеры бесчеловечных экспериментов при питании человека только белками он погибает. Источники не помню.

Pavel

Добрый день, Мария. Я не писал про то, что белки превращаются в глюкозу, это было бы действительно неграмотно. Чтобы быстро освежить ваши знания по главным путям метаболизма, а также про то, откуда берётся глюкоза, я рекомендую вам почитать главы про глюконеогенез и про судьбу всосавшихся аминокислот. Об этом, например, отлично пишут Берёзов и Коровкин в своём учебнике по биохимии. Когда я писал эту статью, я опирался именно на эту книгу. С уважением, Павел, medicine-boy

Елена

Спасибо огромное за статью. Как все быстро забывается, но… и также быстро восстанавливается- вот так лежит информация «в нужной комнатке мозга» и ждет своего часа. Павел, можно ли получить доступ к вашим соц сетям- в вк или ок? Возможно, там много очень интересной информации.

Pavel

Спасибо за отзыв, уважаемая Елена) Я подумываю завести сообщество вк или хотя бы отдельную страницу с логотипом сайта. Но я сам учусь, и у меня проблемы со временем (это заметно по тому, что новую статью про анатомию кроветворной системы я пишу уже 3 месяца) . На сегодняшний день для связи со мной есть только моя страница вк https://vk.com/id231420474

Но там нет ничего полезного, никаких ссылок или новостей)

Дарья

Вау.
Всё было действительно максимально просто и понятно, спасибо вам большое!)
В меде не учусь, но иногда такой интерес к этой теме берёт – жуть. Хорошо, что нашла вас сайт, теперь смогу удовлетворять любопытство.
Пойду читать и другие статьи)

Pavel

Спасибо вам за отзыв! Буду стараться и дальше писать в таком же стиле)

Ольга

Павел здравствуйте . А как цикл Кребса связан с ожирением. я не медик и не биолог. можно также доступно пояснить как и Вы объяснили о цикле Кребса, или подсказать где можно найти и ознакомиться с данным вопросом. Благодарю.

Наталья

Павел, здравствуйте! Заинтересовалась препаратом Ветомгин 8.21 в описании указано, что активизирует цикл Кребса и случайно вышла на вашу статью. Спасибо за статью.

Ссылка на основную публикацию
Худые_ставшие_качками
«У всех есть миссия — накормить тебя». Худые парни и качки ответили на вопросы из Google Качки бреют ноги? А...
Хочу_потолстеть_быстро_девушке
Как быстро набрать вес девушке Не все представительницы прекрасного пола мечтают похудеть. Есть немало девушек, желающих стать женственнее, а для...
Хочу_похудеть_на_10_килограмм
Как похудеть на 10 кг за разные сроки: варианты от 7 дней до 2 месяцев Если за праздники набрали пару...
Худые_стройные_девочки
6 ошибок при выборе свитера, которые превращают стройных девушек в толстушек Получайте на почту один раз в сутки одну самую...
Adblock detector