Metabolismul Oxidativ - Ciclul Krebs

Metabolismul oxidativ

- cuprinde totalitatea reactiilor de oxidare catalizate de enzime ale lantului respirator celular, in urma carora are loc eliberarea de energie.

In functie de participarea oxigenului la reactiile de oxido-reducere, metabolismul oxidativ poate fi aerob sau anaerob.

Metabolismul oxidativ aerob cuprinde reactii care produc oxidarea substratului nutritiv prin pierdere de electroni, prin transfer de hidrogen, sau prin castigare de oxigen. Acceptorul final este intotdeauna oxigenul molecular, iar produsul final apa. Acest proces este numit respiratie celulara.

Ciclul lui Krebs (sau ciclul respirator)

Prin metabolismul aerob al glucidelor se intelege procesul de degradare al acestor substante cu ajutorul oxigenului. In procesul de respiratie, care are la baza degradarea aeroba a glucidelor, se obtin ca produsi finali CO2, H2O si o mare cantitate de energie.

Degradarea glucidelor prin ciclul respirator este un proces invers fenomenului de fotosinteza. Energia care se degaja în cadrul degradarii oxidative provine din energia acumulata în substante, în procesul de sin¬teza, respectiv de fotosinteza. Din energia eliberata numai 40—50% este reutilizata în procese de biosinteza. Restul energiei este captata sau transformata în alte forme de energie. Prin respiratie se întelege tota¬litatea proceselor biochimice care transforma un compus organic într-unul mai simplu, cu eliberare de energie chimica.

Daca se priveste aceasta ecuatie din punct de vedere chimic, s-ar putea crede ca hexoza, de exemplu glucoza, se combina cu oxigenul din aer si formeaza CO2,H2O si se elibereaza 686 kcal, deci s-ar produce o reactie de ardere analoaga cu arderea altor substante organice.

Cercetarile întreprinse în ultimul timp, au aratat ca mecanismul de¬gradarii aerobe a glucidelor în ciclul respirator este mult mai complicat si se deosebeste fundamental de arderea obisnuita a substantelor or¬ganice.

Analogia între cele doua procese de ardere se refera la substantele initiale ce se obtin. In tehnica principalul proces liberator de energie este arderea carbonului în CO2; în biochimie acest proces joaca un rol se¬cundar, în procesul de ardere a substantelor organice în afara organis¬mului se degaja o cantitate mare de caldura si deci se ridica tempera¬tura. Dimpotriva, în organismele vii procesele biochimice se desfasoara la temperatura organismului, iar energia obtinuta prin oxidare apare numai partial sub forma de caldura, restul ramânând sub forma de ener¬gie chimica sau transformându-se direct în energie osmotica, mecanica etc., necesare pentru mentinerea proceselor vitale. Arderea biologica a compusilor organici se realizeaza prin numeroase procese oxidative prin care catena carbonica a moleculelor organice se fragmenteaza în diferite moduri, formându-se astfel compusi intermediari care pot contribui la biosinteza altor substante din componenta celulelor. Respiratia repre¬zinta nu numai principalul izvor de energie din organism ci si un fur¬nizor de carbon pentru numeroase procese de biosinteza.

S-a constatat ca în ciclul respirator, CO2 nu provine din combinarea glucidelor cu oxigenul. El se formeaza prin decarboxilarea substratului respirator, iar apa provine din combinarea H2 desprins de pe substratul respirator cu oxigenul din aer. Reactia globala de degradare a glucide¬lor prin ciclul respirator se foloseste numai pentru a arata substantele care intra în procesul de respiratie si substantele finale care rezulta si. nicidecum pentru a arata mecanismul acestui proces.

Dupa numeroase cercetari, s-a stabilit ca degradarea aeroba a glu¬cidelor în ciclul respirator se produce în doua etape principale.

In prima etapa se produc aceleasi reactii ca si în ciclul glicolizei (schema EMP), pâna la formarea acidului piruvic, iar în etapa a II - a se produce oxidarea acidului piruvic, printr-un alt ciclu de reactii, in CO2 si H2O.

Degradarea glucidelor prin „ciclul glicolizei" se poate produce nu numai în conditii de anaerobioza, ci si în conditii de aerobioza, în pre¬zenta oxigenului dar fara participarea acestuia. Daca potentialul de oxido-reducere din celule (raportul dintre forta de oxidare si de reducere) este în favoarea oxidarii, acidul piruvic nu se transforma în acid lactic sau aldehida acetica etc. El se degradeaza în continuare, prin reactii de oxidare în cadrul ciclului respirator. Daca potentialul de oxido-reducero din celulele respective este în favoarea reducerii, acidul piruvic se degradeaza în continuare, pe diferite cai, în functie de natura enzimelor. în procesul de degradare al glucidelor apare deci ca acidul piruvic ocupa o pozitie principala (cheie) de la care degradarile pot merge pe mai multe cai.

Documentul este un referat despre microbiologie, alcatuit cu foarte multa munca deorece nu gaseam material, a fost prezentat in cadrul Facultatii "Ingineria Mediului si Biotehnologii", Specializarea T.P.P.A