Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ KREBS
Ο κύκλος του Krebs ή κύκλος του κιτρικού οξέος ή κύκλος του τρικαρβοξυλικού οξέος είναι ένας μεταβολικός κυκλικός μηχανισμός
που αφορά το τελικό στάδιο αποδόμησης των τροφών δηλαδή των υδατανθράκων, των λιπών και των αμινοξέων και είναι το κομβικό μεταβολικό σημείο του κυττάρου.
Ο μηχανισμός αυτός λειτουργεί κάτω από αερόβιες συνθήκες και ανακαλύφθηκε το 1937 από τον Γερμανό ιατρό Hans Adolf Krebs.
Η μεγάλη σημασία του κύκλου αυτού έγκειται στο γεγονός ότι μέσω αυτού απελευθερώνεται η απαραίτητη ενέργεια η οποία χρησιμοποιείται από τα κύτταρα του οργανισμού για να μπορέσουν αυτά να λειτουργήσουν. Με ένα απλοϊκό παραλληλισμό, θα μπορούσε κάποιος να υποθέσει ότι ο κύκλος αυτός είναι το «πρατήριο καυσίμων» από το οποίο τα κύτταρα καλύπτονται ενεργειακά.
Η διάσπαση των καύσιμων υλικών έχει ως αποτέλεσμα τη απελευθέρωση ενέργειας. Τα κύτταρα μεταφέρουν την ενέργεια αυτή στο μόριο του τριφωσφορικού νουκλεοτιδίου ATP με τη χρήση τριών μεταβολικών οδών, την οδό της γλυκόλυσης, το κύκλο του κιτρικού οξέος και την οξειδωτική φωσφορυλίωση. Όλες αυτές οι οδοί δρουν συνδυαστικά μεταξύ τους.
Τούτο γίνεται κατανοητό δεδομένου ότι:
1. Η διάσπαση ενός μορίου γλυκόζης, η οποία έχει 6 C, παράγει 2 μόρια πυροσταφυλικού οξέος που έχει 3C άρα για κάθε μόριο γλυκόζης χρειάζονται 2 κύκλοι του κιτρικού οξέος με συνέπεια διπλάσιο ενεργειακό κέρδος.
2. Τα περισσότερα καύσιμα μόρια εισέρχονται στο κύκλο ως ακετυλοσυνένζυμο Α. Κάθε ένα μόριο ακέτυλο-CoA παράγεται από ένα μόριο πυροσταφυλικού οξέος.
3. Τελικά, ο κύκλος του κιτρικού σε συνδυασμό με την οξειδωτική φωσφορυλίωση προμηθεύουν στον άνθρωπο ενέργεια μεγαλύτερη από το 95% των αναγκών του.
Ο κύκλος του κιτρικού οξέος ελέγχεται από τον οργανισμό ανάλογα με τις ενεργειακές ανάγκες των κυττάρων του. Τούτο επιτυγχάνεται μέσω της διέγερσης ή της αναστολής των ενζύμων που εμπλέκονται στον κύκλο.
Ένα μεγάλο ερώτημα που τίθεται στον κύκλο του κιτρικού είναι γιατί εξελίσσεται αυτή η αντίδραση κυκλικά και όχι γραμμικά;
Σε αυτό το ερώτημα έδωσε μια εξήγηση ο Jack Baldwin, καθηγητής της Οργανικής Χημείας και ένας πραγματικά βαθύς γνώστης των μηχανισμών των αντιδράσεων στο πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, σε συζήτηση που είχε το 1980 ο Krebs με αυτόν. Ο Baldwin υποθέτει ότι η κυκλική μορφή της οξείδωσης του οξαλοξικού πρέπει να είναι αποτέλεσμα της εξέλιξης των βιοχημικών αντιδράσεων στον ανθρώπινο οργανισμό. Με βάση τη θεωρεία της φυσικής εξέλιξης του ανθρώπου, μια χημική αντίδραση που θα απέφερε περισσότερη ενέργεια στο κύτταρο θα ήταν προτιμότερη από μία άλλη που θα απέφερε λιγότερη ενέργεια.
Πράγματι, αυτό συμβαίνει με βάση το κύκλο του Krebs με το οξαλοξικό, δεδομένου ότι με αυτό ξεκινά το πρώτο βήμα του κύκλου και αυτό αναγεννιέται μετά ένα πλήρη κύκλο. Άρα ένα μόριο οξαλοξικού είναι ικανό να συμμετέχει στην οξείδωση πολλών ακετυλομορίων. Με αυτό τον τρόπο ο κύκλος γίνεται πολύ αποδοτικός διότι ένας περιορισμένος αριθμός μορίων μπορεί να δημιουργήσει μεγάλες ποσότητες ενέργειας.
Ο κύκλος του Krebs είναι μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις της Ιατρικής τον 20ο αιώνα
