دورة حمض الستريك

من دورة حمض الستريك هي عبارة عن دورة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تستخدم لتفكيك المواد العضوية. هذه العملية جزء لا يتجزأ من عملية التمثيل الغذائي العامة وتستهلك حوالي نصف إنتاج الطاقة. إذا كانت دورة حامض الستريك مضطربة ، فقد يكون مرض الميتوكوندريا موجودًا.

ما هي دورة حامض الستريك؟

دورة حمض الستريك هي مسار انهيار استقلابي وبالتالي تلعب دورًا مهمًا في استقلاب الخلية. سيفعل ذلك أيضًا دورة حمض الستريك يسمى ويتوافق مع دورة من التفاعلات الكيميائية الحيوية. مركز دورة حامض الستريك هو الأكسدة ، حيث يتم تكسير المواد عن طريق إطلاق الإلكترونات.

بهذه الطريقة ، يتم تكسير المواد العضوية في دورة حامض الستريك من أجل توفير منتجات وسيطة للتخليق الحيوي. في الكائنات الحية التي تحتوي خلاياها على نواة ، تحدث دورة حامض الستريك في مصفوفة الميتوكوندريا للخلايا. في جميع الكائنات الحية الأخرى ، يقع في السيتوبلازم.

إذا حدثت دورة حمض الستريك بترتيب عكسي ، فإنها تسمى دورة حمض الستريك الاختزالية. تحدث دورة حمض الستريك المختزلة ، على سبيل المثال ، في امتصاص الكربون في الجسم من البكتيريا المختلفة.

تدين دورة حمض الستريك باسمها إلى السترات ، والتي تُعرف باسم أنيون حمض الستريك. كان هانز أ. كريبس أول من وصف دورة حمض الستريك ، لذلك تسمى الدورة أيضًا دورة كريبس.

الوظيفة والمهمة

توفر دورة حامض الستريك للكائن البشري منتجات وسيطة لبناء المكونات العضوية. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يمد الناس بالطاقة بشكل مباشر وغير مباشر في شكل كيميائي حيوي. تلتقي مسارات تفكك استقلاب البروتين والدهون والكربوهيدرات في دورة حمض الستريك على شكل حمض أسيتيك منشط.

عندما يتم تكسير السكريات والدهون والأحماض الأمينية ، يتم تكوين أسيتيل CoA كمنتج وسيط. يتم تقسيم أسيتيل CoA هذا إلى CO2 و H2O في دورة حمض الستريك. الخطوة الأولى هي التكثيف. يتم تكثيف جزيء C-2 من أسيتيل CoA مع جزيء C-4 ليترات ، أي إلى جزيء C-6. يتم الآن تقسيم سترات C-6 هذه. يحدث التحلل مع إطلاق مزدوج لثاني أكسيد الكربون وينتج مركب C-4 سكسينات. ويلي ذلك أكسدة على مرحلتين. يتحول مركب C-4 إلى oxaloacetate ويمكن أن تبدأ دورة جديدة.

بعد كل دورة هناك بقايا أسيتيل ، أي جزيء C-2 آخر. اثنان من جزيئات ثاني أكسيد الكربون يترك كل منهما الدورة. يُستهلك جزيء واحد C-4 مع تكوين جزيء C-6 واحد. فقط عند اكتمال الدورة الدموية يمكن استعادتها مرة أخرى. بمجرد اكتمال الدورة ، تتأكسد الأسيتات في الماء وثاني أكسيد الكربون. تحدث الخطوات الفردية للتفاعلات من خلال الماء والجفاف والجفاف ونزع الكربوكسيل.

بالنظر إلى جميع فروع دورة حامض الستريك ، يمكن للمرء أن يتحدث عن شبكة للدورة مع عملية التمثيل الغذائي بأكملها. وبالتالي تعمل الدورة أيضًا على إعداد مسارات الابتنائية. فقط أربعة أنواع من الجفاف من ألفا كيتوجلوتارات ، أيزوسيترات ، مالات والسكسينات توفر الطاقة. يرجع هذا التزويد بالطاقة إلى الأكسدة التي يخضع لها HCO2 في سياق السلسلة التنفسية. هذه الطاقة مطلوبة في السلسلة التنفسية كجزء من الفسفرة المؤكسدة من أجل إنتاج ATP من ثنائي فوسفات الأدينوزين.

لذلك ترتبط الأكسدة في دورة حمض الستريك ارتباطًا وثيقًا بالحفاظ على الطاقة في السلسلة التنفسية. لذلك ، فإن حوالي نصف جميع التفاعلات لإنتاج الطاقة تحدث في عملية التمثيل الغذائي من خلال دورة حمض الستريك.

الامراض والاعتلالات

تُعرف التشوهات والأضرار التي تلحق بالميتوكوندريا أيضًا باسم اعتلال الميتوكوندريا. مع مثل هذه التشوهات ، لا يمكن أن تحدث دورة حامض الستريك بالقدر المعتاد. لم تعد الطاقة متوفرة بكميات كافية في شكل ATP. لذلك يشعر المرضى بالضعف والتعب والإرهاق.

يمكن أن تكون أمراض الميتوكوندريا إما موروثة أو مكتسبة من خلال التأثيرات البيئية. غالبًا ما يكون هناك ارتباط بين الشكلين. على سبيل المثال ، غالبًا ما يظل الشكل الموروث بدون أعراض حتى تبدأ التأثيرات البيئية في تفشي المرض.

يعتبر عدم كفاية إمدادات الطاقة للخلايا اليوم سببًا محتملاً للعديد من الأمراض التنكسية العصبية. يرتبط السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية الآن أيضًا باضطراب التمثيل الغذائي للخلايا بمعنى مسار الميتوكونديال.

اعتمادًا على العمليات المضطربة في الميتوكوندريا ، نتحدث عن أمراض الميتوكوندريا المختلفة. على سبيل المثال ، إذا كان تحلل البيروفات مضطربًا ، فإن حرق الجلوكوز لم يعد ممكنًا بشكل كافٍ ولا يمكن للمنتج النهائي لاحتراق الجلوكوز ، أي التحلل السكري ، الانتقال إلى دورة حمض الستريك. غالبًا ما تسبق هذه الظاهرة طفرة في الوراثة شبه السائدة المرتبطة بـ X.

لكن أمراض الميتوكوندريا ذات التأثيرات الأخرى على دورة حمض الستريك يمكن أن تكون موجودة أيضًا. تتم معالجة Acetyl-CoA كذلك في دورة تحلل السكر. إنها الخطوة قبل الأخيرة في احتراق الكربوهيدرات ، والتي تحدث قبل السلسلة التنفسية. إذا كانت هذه العملية مضطربة ، فقد يكون السبب هو نقص نازعة هيدروجين الكيتوجلوتارات ، على سبيل المثال ، نقص الإنزيم. يمكن أن يكون نقص فوماراس أيضًا سببًا محتملًا.

يتم التعبير عن أمراض الميتوكوندريا في الحمل الزائد لحمض اللاكتيك ، والذي بدوره يرجع إلى تراكم البيروفات قبل دورة حمض الستريك. الأعراض عادة ما تكون شكاوى عضلية وعصبية. تختلف أمراض الميتوكوندريا في عدد الميتوكوندريا الطافرة ، ولكنها عادة ما تتقدم بسرعة. لا توجد حاليًا خيارات علاج سببية متاحة كإجراءات علاجية ، فقط علاجات للأعراض.