Ciclul acidului citric face parte din procesul metabolic numit respirație aerobă. Respirația aerobă apare în celulele tuturor organismelor vii, de la plante la oameni. În respirația aerobă, moleculele de piruvat, derivate din glucoză, produc energie pentru celula din ciclul acidului citric. În timpul perioadei în care piruvatul petrece în ciclul de acid citric, moleculele sale de carbon sunt eliminate ca deșeuri.
Respirația aerobă
Respirația aerobă este, de asemenea, cunoscută sub numele de metabolismul aerobic, metabolismul oxidativ sau respirația celulară. Este un proces metabolic în care legăturile chimice sunt rupte pentru a crea energie sub formă de adenozin trifosfat sau ATP. Procesul este numit aerobic, deoarece apare numai atunci când oxigenul este disponibil pentru celula de utilizat. Glucoza și oxigenul din carbohidrați produc energie pentru celula vie.
Primul proces în respirația celulară este glicoliza, care apare în citoplasma celulei animale sau a plantei. ATP descompune o singură moleculă de glucoză în două molecule de piruvat cu trei atomi de carbon sau CH3COCOO-. Glicoliza eliberează patru molecule de ATP prin eliberarea o parte din energia stocată în legăturile chimice de glucoză. Energia rămasă din glucoză este în cele două molecule de piruvat produse în reacția de glicoliză. În prezența oxigenului, moleculele de piruvat se supun transportului activ în mitocondriile unde vor intra în ciclul de acid citric.
în matricea mitocondrială, complexul piruvat dehidrogenază îndepărtează o singură moleculă de carbon și două molecule de oxigen din grupul carboxilic al piruvatului. Aceasta produce o singură moleculă de dioxid de carbon sau CO2. Un fragment cu două atomi de carbon din piruvat rămâne, numit o grupare acetil (C2H3O). Complexul piruvat dehidrogenază catalizează atașarea acestei grupări acetil la coenzima A, formând acetil-CoA. Pentru fiecare moleculă de glucoză, două molecule de acetil-CoA intră în ciclul acidului citric. Ciclul acidului citric este, de asemenea, cunoscut ca ciclul Krebs sau ciclul acidului tricarboxilic. Acetil-CoA este foarte reactiv și transferă gruparea acetil la oxaloacetatul care produce citrat - primul intermediar din ciclul acidului citric.
Carbura de piruvat
Cei doi atomi de carbon din acetil-CoA reacționează cu cei patru atomi de carbon din oxaloacetat pentru a produce citrat, o moleculă de șase atomi de carbon. În reacțiile ulterioare din ciclul acidului citric, se produce ATP și cei doi atomi de carbon piruvat inițiali se pierd ca două molecule de CO2 deșeu. La sfârșitul ciclului, rămâne doar oxaloacetatul cu patru atomi de carbon. În timpul respirației aerobe, cei trei atomi de carbon din moleculele de piruvat sunt expuși din organism ca dioxid de carbon deșeu.
