Chu trình citrate là một chu trình của các phản ứng sinh hóa nhằm phân hủy các chất hữu cơ. Quá trình này nằm trong quá trình trao đổi chất tổng thể và chiếm khoảng một nửa sản lượng năng lượng trong đó. Nếu chu trình citrate bị suy giảm, bệnh ty thể có thể xuất hiện.
Chu trình citrate là gì?
Ở các sinh vật sống mà tế bào có nhân, chu trình xitrat xảy ra trong chất nền ty thể của tế bào. Chu trình citrate là một con đường thoái hóa trao đổi chất và như vậy đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của tế bào. Nó còn được gọi là axit citric chu kỳ và tương ứng với một chu kỳ của các phản ứng sinh hóa. Trung tâm của chu trình xitrat là quá trình oxy hóa, trong đó các chất bị phân hủy do giải phóng các electron. bên trong axit citric chu trình, các chất hữu cơ bị phân hủy theo cách này để cung cấp các sản phẩm trung gian cho quá trình sinh tổng hợp. Ở những sinh vật mà tế bào có nhân, chu trình xitrat diễn ra trong chất nền ti thể của tế bào. Ở tất cả các sinh vật khác, nó khu trú trong tế bào chất. Khi chu trình citrate diễn ra theo thứ tự ngược lại, nó được gọi là chu trình citrate khử. Ví dụ, một chu trình citrate giảm như vậy hiện diện trong quá trình đồng hóa carbon trong cơ thể của nhiều vi khuẩn. Chu trình citrate có tên là citrate, được gọi là anion của axit citric. Hans A. Krebs là người đầu tiên mô tả chu trình xitrat nên chu trình này còn được gọi là chu trình Krebs.
Chức năng và nhiệm vụ
Chu trình citrate cung cấp các chất trung gian cho cơ thể người để xây dựng các thành phần hữu cơ. Nó cũng cung cấp năng lượng cho con người một cách trực tiếp và gián tiếp dưới dạng sinh hóa. Các con đường thoái hóa của quá trình chuyển hóa protein, chất béo và carbohydrate gặp nhau trong chu trình citrate dưới dạng hoạt hóa A-xít a-xê-tíc. Trong quá trình phân hủy đường, chất béo và amino axit, acetyl-CoA được hình thành như một sản phẩm trung gian. Axetyl-CoA này bị phân hủy thành CO2 và H2O trong chu trình axit xitric. Bước đầu tiên là sự ngưng tụ. Do đó, một phân tử C-2 của acetyl-CoA được ngưng tụ cùng với một phân tử C-4 để tạo thành citrate, tức là một phân tử C-6. C-6 citrate này hiện đã bị phân huỷ. Sự phân hủy diễn ra dưới sự phân cắt CO2 gấp đôi và làm phát sinh hợp chất C-4 succinat. Tiếp theo là quá trình oxy hóa qua hai bước. Hợp chất C-4 do đó trở thành oxaloacetate và một chu trình mới có thể bắt đầu. Sau mỗi chu kỳ có dư lượng acetyl, tức là có thêm một phân tử C-2. Hai CO2 phân tử mỗi lần rời khỏi chu kỳ. Mỗi phân tử C-4 được tiêu thụ trong quá trình này, tạo thành một phân tử C-6. Chỉ khi chu kỳ hoàn tất, nó mới có thể được hình thành trở lại. Khi chu trình đã được hoàn thành đầy đủ, điều này dẫn đến quá trình oxy hóa axetat thành nước và carbon đioxit. Các bước riêng lẻ của các phản ứng diễn ra thông qua quá trình hydrat hóa, mất nước, khử hydro và khử cacboxyl. Xem xét tất cả các nhánh của chu trình citrate, có thể nói rằng chu trình này được kết nối với nhau với toàn bộ quá trình trao đổi chất. Vì vậy, chu trình cũng phục vụ để chuẩn bị các con đường trao đổi chất đồng hóa. Năng lượng chỉ được cung cấp bởi bốn chất khử nước của alpha-ketoglutarate, isocitrate, malate và succinate. Việc cung cấp năng lượng này là do quá trình oxy hóa HCO2 trải qua như một phần của chuỗi hô hấp. Trong chuỗi hô hấp, năng lượng này được yêu cầu như một phần của quá trình phosphoryl hóa oxy hóa để tạo ra ATP từ adenosine điphotphat. Do đó, quá trình oxy hóa trong chu trình citrat được kết hợp chặt chẽ với quá trình nhận năng lượng trong chuỗi hô hấp. Do đó, khoảng một nửa số phản ứng tạo ra năng lượng trong quá trình trao đổi chất xảy ra thông qua chu trình citrate.
Bệnh tật và rối loạn
Dị tật và thiệt hại đối với mitochondria còn được gọi là ty thể. Trong những dị dạng như vậy, chu trình citrate không thể diễn ra ở mức độ bình thường. Do đó, năng lượng không còn được cung cấp đầy đủ dưới dạng ATP. Do đó, bệnh nhân cảm thấy yếu, mệt mỏi và mệt mỏi. Các bệnh lý của ty thể có thể được di truyền hoặc mắc phải do ảnh hưởng của môi trường. Thường có một mối tương quan giữa hai hình thức. Ví dụ, dạng di truyền thường không có triệu chứng cho đến khi các ảnh hưởng từ môi trường bắt đầu khởi phát. Việc cung cấp năng lượng không đủ cho các tế bào hiện được coi là nguyên nhân có thể gây ra các bệnh thoái hóa thần kinh khác nhau.Ung thư và các bệnh tim mạch hiện nay cũng liên quan đến sự chuyển hóa tế bào bị rối loạn theo nghĩa rối loạn chức năng ty thể. Tùy thuộc vào quá trình nào trong mitochondria bị làm phiền, có nói chuyện của các bệnh lý ty thể khác nhau. Ví dụ: pyruvat suy thoái bị xáo trộn, đốt cháy of glucose không còn có thể diễn ra đầy đủ và sản phẩm cuối cùng của quá trình đốt cháy glucose, tức là quá trình đường phân, không thể di chuyển vào chu trình citrate. Thông thường, hiện tượng này xảy ra trước một đột biến trong di truyền bán nguyên tử liên kết X. Tuy nhiên, các bệnh lý của ty thể với các ảnh hưởng khác đến chu trình citrate cũng có thể xuất hiện. Acetyl-CoA được tiếp tục xử lý trong chu trình từ quá trình đường phân. Đây là bước áp chót của quá trình đốt cháy carbohydrate, xảy ra trước chuỗi hô hấp. Nếu quá trình này bị xáo trộn, ví dụ, sự thiếu hụt ketoglutarate dehydrogenase, có thể là nguyên nhân, tức là sự thiếu hụt enzym. Sự thiếu hụt fumarase cũng có thể là một nguyên nhân. Các bệnh lý ty thể tự biểu hiện trong một axit lactic quá tải, đến lượt nó là do pyruvat tắc nghẽn ngược dòng của chu trình citrate. Các triệu chứng thường là các phàn nàn về cơ và thần kinh. Các bệnh lý của ty thể khác nhau với số lượng đột biến mitochondria, nhưng thường tiến triển nhanh chóng. Hiện tại, không có con đường điều trị nguyên nhân nào có sẵn dưới dạng điều trị các biện pháp, chỉ điều trị triệu chứng.
