วงจรกรดซิตริกคืออะไร?

วงจรกรดซิตริกเป็นชุดของปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างการหายใจของเซลล์กระบวนการที่เซลล์ในสิ่งมีชีวิตสร้างพลังงาน มันยังเรียกว่าวงจร Krebs หรือวัฏจักรกรด tricarboxylic ในวัฏจักรนั้นปฏิกิริยาทางเคมีที่ก่อให้เกิดพลังงานจะถูกเร่งหรือเร่งโดยเอนไซม์ต่างๆ โดยทั่วไปแล้วนักเรียนจะศึกษาวงจรกรดซิตริกในชั้นเรียนวิชาชีววิทยาระดับสูงขั้นสูงหรือในชั้นเรียนวิชาชีววิทยาวิทยาลัยเบื้องต้น มันจะเข้าใกล้ในรายละเอียดมากขึ้นในชั้นเรียนชีวเคมีตามที่มันเป็นกระบวนการทางเคมีโดยเนื้อแท้

มีปฏิกิริยาทางเคมีที่ซับซ้อนมากมายในวัฏจักรซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลที่ประกอบด้วยคาร์บอนออกซิเจนและไฮโดรเจน วัฏจักรมีประมาณสิบขั้นตอนและแต่ละขั้นตอนจะถูกเร่งโดยเอนไซม์ที่แตกต่างกัน ทันทีก่อนวัฏจักรกรดซิตริกกระบวนการที่เรียกว่า ไกลคอลไลซิส จะสร้างไพรูเวตซึ่งเป็นโมเลกุลที่บรรจุพลังงานซึ่งจะถูกย่อยสลายลงไปในพลังงานที่สามารถใช้งานได้เมื่อกระบวนการหายใจของเซลล์ดำเนินต่อไป วงจรกรดซิตริกแบ่งโมเลกุล pyruvate ลงใน NADH (Nicotinamide adenine dinucleotide) และ ATP (Adenosine triphosphate) โมเลกุลซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีพลังงานจำนวนมากที่ร่างกายสามารถเข้าถึงได้อย่างรวดเร็ว โมเลกุลพลังงานส่วนใหญ่ที่ผลิตขึ้นในระหว่างการหายใจของเซลล์นั้นผ่านกระบวนการเมแทบอลิกซึ่งได้มาจากโมเลกุลกลูโคส (น้ำตาล)

การหายใจของเซลลูล่ามักจะเป็นกระบวนการแอโรบิกซึ่งหมายความว่ามันใช้ออกซิเจน ถ้ามีออกซิเจนไพรูเวตที่ผลิตผ่าน glycolosis จะดำเนินต่อไปตามปกติถึงวัฏจักรกรดซิตริกเพื่อแยกตัวเป็น NADH และ ATP (Adenosine triphosphate) อย่างไรก็ตามหากไม่มีออกซิเจนอยู่แล้ว pyruvate จะเริ่มกระบวนการที่เรียกว่า การหมัก การหมักไม่ได้ใช้ออกซิเจนซึ่งหมายความว่ามันเป็นกระบวนการที่ไม่ใช้ออกซิเจน การหมักเป็นกระบวนการผลิตพลังงานที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าวัฏจักรกรดซิตริก มันไม่ได้ผลิตพลังงานเพียงพอที่จะรักษาสิ่งมีชีวิตเป็นเวลานาน

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนเซลล์วัฏจักรกรดซิตริกเกิดขึ้นในไมโตคอนเดรียซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่ผลิตพลังงานที่มีอยู่ภายในเซลล์ Mitochondrion เป็นผู้ผลิตหลักของ ATP ซึ่งเซลล์สามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการบางอย่างในการหายใจของเซลล์เกิดขึ้นนอกไมโตคอนเดรียและอื่น ๆ เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลถูกขนส่งผ่านเยื่อหุ้มของไมโทคอนเดรีย วงจรกรดซิตริกเกิดขึ้นในเมทริกของไมโตคอนเดรียซึ่งมีเอ็นไซม์ต่าง ๆ มากมายที่กระตุ้นปฏิกิริยาทางเคมีหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรและในการหายใจของเซลล์อื่น ๆ