Η κύρια διαφορά μεταξύ αναερόβιων και αερόβιων συνθηκών είναι η απαίτηση οξυγόνου. Οι αναερόβιες διαδικασίες δεν απαιτούν οξυγόνο, ενώ οι αερόβιες διαδικασίες απαιτούν οξυγόνο. Ο κύκλος του Krebs, ωστόσο, δεν είναι τόσο απλός. Είναι μέρος μιας σύνθετης διαδικασίας πολλαπλών σταδίων που ονομάζεται κυτταρική αναπνοή. Αν και η χρήση του οξυγόνου δεν εμπλέκεται άμεσα στον κύκλο του Krebs, θεωρείται αερόβια διαδικασία.
Βίντεο της ημέρας
Επισκόπηση αερόβιας κυτταρικής αναπνοής
Η αερόβια κυτταρική αναπνοή συμβαίνει όταν τα κύτταρα καταναλώνουν τροφή για να παράγουν ενέργεια με τη μορφή τριφωσφορικής αδενίνης ή ΑΤΡ. Ο καταβολισμός της γλυκόζης του σακχάρου σηματοδοτεί την αρχή της κυτταρικής αναπνοής καθώς απελευθερώνεται ενέργεια από τους χημικούς δεσμούς της. Η πολύπλοκη διαδικασία αποτελείται από πολλά αλληλοεξαρτώμενα συστατικά όπως η γλυκόλυση, ο κύκλος Krebs και η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Συνολικά, η διαδικασία απαιτεί 6 μόρια οξυγόνου για κάθε μόριο γλυκόζης. Ο χημικός τύπος είναι η ενέργεια 6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + ATP.
Ο προδρομικός κύκλος του Krebs: Γλυκόλυση
Η γλυκόλυση εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου και πρέπει να προηγείται του Κύκλου Krebs. Η διαδικασία απαιτεί τη χρήση δύο μορίων ΑΤΡ, αλλά καθώς η γλυκόζη διασπάται από ένα μόριο σακχάρου έξι ατόμων άνθρακα σε δύο μόρια σακχάρου τριών ατόμων άνθρακα, δημιουργούνται τέσσερα μόρια ATP και δύο NADH. Το σάκχαρο τριών ανθράκων, γνωστό ως πυροσταφυλικό, και NADH μεταφέρονται στον Κύκλο Krebs για να δημιουργήσουν περισσότερα ATP υπό αερόβιες συνθήκες. Εάν δεν υπάρχει οξυγόνο, το πυροσταφυλικό δεν επιτρέπεται να εισέλθει στον κύκλο Krebs και περαιτέρω οξειδώνεται για να παράγει γαλακτικό οξύ.
Κύκλος Krebs
Ο κύκλος Krebs συμβαίνει στα μιτοχόνδρια, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως η δύναμη της κυψέλης. Αφού φτάσει το πυροσταφυλικό άλας από το κυτταρόπλασμα, κάθε μόριο αποικοδομείται πλήρως από ένα σάκχαρο τριών ανθράκων σε θραύσμα δύο-άνθρακα. Το προκύπτον μόριο συνδέεται με ένα συνένζυμο, το οποίο ξεκινά τον Κύκλο Krebs. Καθώς το θραύσμα δύο-άνθρακα ταξιδεύει στον κύκλο, έχει καθαρή παραγωγή τεσσάρων μορίων διοξειδίου του άνθρακα, έξι μόρια NADH και δύο μόρια ΑΤΡ και FADH2.
Η σημασία της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων
Όταν η NADH μειώνεται σε NAD, η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων δέχεται τα ηλεκτρόνια από τα μόρια. Καθώς τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται σε κάθε φορέα μέσα στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, απελευθερώνεται ελεύθερη ενέργεια και χρησιμοποιείται για τον σχηματισμό ΑΤΡ. Το οξυγόνο είναι ο τελικός αποδέκτης ηλεκτρονίων στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Χωρίς οξυγόνο, η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων καθυστερεί με ηλεκτρόνια. Συνεπώς, δεν μπορεί να παραχθεί NAD, προκαλώντας έτσι γλυκόλυση για να παράγει γαλακτικό οξύ αντί για πυροσταφυλικό, το οποίο είναι απαραίτητο συστατικό του κύκλου Krebs.Έτσι, ο κύκλος του Krebs εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το οξυγόνο, θεωρώντας ότι είναι αερόβια.
