Значение цикла Кребса — кратко и просто

Значение цикла Кребса

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?

Цикл Кребса простым языком

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:

Цикл трикарбоновых кислот

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:

Цикл Кребса для чайников

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:

Цикл Кребса доступно

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:

Цикл Кребса кратко

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».

Где проходит Цикл Кребса

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.

Ещё раз:

  • 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.

Цикл Кребса кратко и просто

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.

Значение цикла Кребса — кратко и просто: 21 комментарий

  1. Арзы

    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?

    1. 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.

  2. Orest

    Блестящее объяснение! Приходите ко мне в колледж читать фармакологию 😀

  3. Инна

    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!

  4. Алексей

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

    1. Pavel Автор записи

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

  5. 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.

    1. Pavel Автор записи

      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!

  6. 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?

    1. Pavel Автор записи

      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!

  7. 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?

    1. Pavel Автор записи

      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?

  8. 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.

    1. Pavel Автор записи

      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

  9. 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.

    1. Pavel Автор записи

      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)

  10. 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)

    1. Pavel Автор записи

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

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *