Ускоренный цикл кребса что это такое простым языком


Цикл Кребса - что это такое простым языком, цикл трикарбоновых кислот для чайников

Цикл трикарбоновых кислот - он же цикл Кребса, поскольку существование такого цикла было предположено Гансом Кребсом в 1937 году. [2]
За это спустя 16 лет он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. Значит, открытие весьма значительное. В чём же смысл этого цикла и почему он так важен?

Как ни крути, все равно придётся начать довольно-таки издалека. Если вы взялись читать эту статью, то хотя бы понаслышке знаете, что основной источник энергии для клеток - это глюкоза. Она постоянно присутствует в крови в практически неизменной концентрации - для этого существуют специальные механизмы, запасающие или высвобождающие глюкозу.

Внутри каждой клетки находятся митохондрии - отдельные органеллы ("органы" клетки), перерабатывающие глюкозу для получения внутриклеточного источника энергии - АТФ. АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) универсальна и очень удобна в использовании, как источник энергии: она напрямую встраивается в белки, обеспечивая их энергией. Самый простой пример - это белок миозин, благодаря которому мышцы способны сокращаться.

Глюкозу невозможно превратить в АТФ, несмотря на то, что в ней содержится большое количество энергии. Как извлечь эту энергию и направить в нужное русло, не прибегая к варварским (по клеточным меркам) средствам типа сжигания? Надо использовать обходные пути, благо ферменты (белковые катализаторы) позволяют некоторым реакциям протекать гораздо быстрее и эффективнее.

Первый этап - это превращение молекулы глюкозы в две молекулы пирувата (пировиноградной кислоты) или лактата (молочной кислоты). При этом выделяется небольшая часть (примерно 5%) той энергии, что запасена в молекуле глюкозы. Лактат получается при анаэробном окислении - то есть в отсутствие кислорода. Также есть способ превращения глюкозы в анаэробных условиях в две молекулы этанола и углекислый газ. Это называется брожением, и этот способ мы рассматривать не будем.

...Так же как не будем мы рассматривать подробно сам механизм гликолиза, то есть расщепления глюкозы в пируват. Поскольку, цитируя Леинджера, "Превращение глюкозы в пируват катализируется десятью ферментами, действующими последовательно". Желающие могут открыть учебник по биохимии и подробно ознакомиться со всеми стадиями процесса - он изучен очень хорошо.

Казалось бы, путь от пирувата до углекислого газа должен быть довольно простым. Но оказалось, что он осуществляется посредством девятистадийного процесса, который и называется  циклом трикарбоновых кислот. Это кажущееся противоречие с принципом экономии (неужели нельзя было проще?) отчасти объясняется тем, что цикл связывает между собой несколько метаболических путей: вещества, образующиеся в цикле, являются прекурсорами других молекул, уже не имеющих отношения к дыханию (например, аминокислот), а любые другие соединения, подлежащие утилизации, в итоге попадают в цикл и либо "сгорают" для получения энергии, либо перерабатываются в те, которые находятся в недостатке.

Первая стадия, которая традиционно рассматривается в отношении к циклу Кребса - это окислительное декарбоксилирование пирувата в ацетильный остаток (Acetyl-CoA). CoA, если кто не знает - это кофермент А, имеющий в своём составе тиольную группу, на которой он может переносить ацетильный остаток.

Расщепление жиров тоже приводит к ацетилам, которые также вступают в цикл Кребса. (Синтезируются они аналогично - из Acetyl-CoA, что объясняет тот факт, что в жирах почти всегда присутствуют только кислоты с чётным числом атомов углерода).

Ацетил-КоА конденсируется с молекулой оксалоацетата, давая цитрат. При этом высвобождается кофермент А и молекула воды. Эта стадия необратима.

Цитрат дегидрируется в цис-аконитат - вторую трикарбоновую кислоту в цикле.

Цис-аконитат присоединяет обратно молекулу воды, превращаясь уже в изолимонную кислоту. Эта и предыдущая стадии обратимы. (Ферменты катализируют как прямую, так и обратную реакции - вы же знаете, да?)

Изолимонная кислота декарбоксилируется (необратимо) и одновременно окисляется, давая кетоглутаровую кислоту. При этом NAD+, восстанавливаясь, превращается в NADH.

Следующая стадия - окислительное декарбоксилирование. Но при этом образуется не сукцинат, а сукцинил-КоА, который на следующей стадии гидролизуется, направляя высвобождающуюся энергию на синтез АТФ.

Далее три обратимые стадии: дегидрирование сукцината в фумарат, присоединение воды с образованием малата и окисление, дающее снова оксалоацетат. Круг замыкается.

При этом образуется ещё одна молекула NADH и молекула FADh3 (кофермент, отличный от NAD, который однако так же может окисляться и восстанавливаться, запасая и отдавая энергию).

Выходит, что оксалоацетат работает как катализатор - он не накапливается и не расходуется в процессе. Так и есть - концентрация оксалоацетата в митохондриях поддерживается довольно низкой. А как избежать накопления других продуктов, как согласовать между собой все восемь стадий цикла?

Для этого, как оказалось, существуют специальные механизмы - своего рода отрицительная обратная связь. Как только концентрация какого-то продукта растёт выше нормы, это блокирует работу фермента, ответственного за его синтез. А для обратимых реакций всё ещё проще: при превышении концентрации продукта реакция просто начинает идти в обратную сторону.

И ещё пара мелких замечаний по теме:
1. Цикл называется циклом трикарбоновых кислот, хотя не все его продукты являются трикарбоновыми кислотами (таковых всего три: лимонная, цис-аконитовая и изолимонная). Название прижилось по историческим причинам.
2. Потери энергии в цикле, несмотря на большое количество стадий, довольно малы: это обеспечивается подходящим соотношением концентрации исходных веществ и продуктов.

Литература:
1. Ленинджер. Основы биохимии (1985 год), а также более новая книга Lehninger A. - Principles of biochemistry - 2004
2. Ханс Кребс https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%81,_%D0%A5%D0%B0%D0%BD%D1%81_%D0%90%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%84
3.Митохондрия: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%B8%D1%8F

chemiday.com

Цикл Кребса - что это такое простым языком

Про понятие «Цикл Кребса» простыми словами

Метаболизм

Метаболизм – это энергетический обмен, происходящий в нашем организме. Мы вдыхаем кислород и выдыхаем углекислый газ. Только живое существо может что-то брать из окружающей среды и обратно возвращать в другом виде.

Допустим, мы решили позавтракать и съели хлеб с курицей. Хлеб — это углеводы, курица – это белки.
В течении этого времени переваренные углеводы распадутся до моносахаридов, а белки до аминокислот.
Это начальная стадия – катаболизм. На этой ступени по своему строению сложные распадаются на более простые.

Также, в качестве примера можно привести обновление поверхности кожи. Они постоянно меняются. Когда верхний слой кожи отмирает, макрофаги убирают омертвевшие клетки и появляется новая ткань. Она создается путем сбора белка из органических соединений. Это протекает в рибосомах. Совокупность действий возникновения сложного состава (белка) из простого (аминокислот) называется анаболизмом.

Анаболизм:

  • рост,
  • увеличение,
  • расширение.

Катаболизм:

  • расщепления,
  • деление,
  • уменьшения.

Название можно запомнить, просмотрев фильм «Анаболики». Там идет речь о спортсменах, применяющих анаболические препараты для роста и увеличения мышечной массы.

Что такое Цикл Кребса?

В 30 годы 20 века ученый Ганс Кребс занимается изучение мочевины. Затем он переселяется в Англию и приходит к такому выводу, что некоторые ферменты катализируются в нашем теле. За это ему вручили Нобелевскую премию.

Мы получаем энергию благодаря глюкозе, содержащейся в эритроцитах. Действию перехода декстроза в энергию помогают митохондрии. Затем конечный продукт превращается в аденозинтрифосфат или АТФ. Именно АТФ является главной ценностью организма. Получаемое вещество насыщает энергией и органы нашего тела. Сама по себе глюкоза не может видоизмениться в АТФ, для этого нужны сложные механизмы. Этот переход и называется Циклом Кребса.

Цикл Кребса — это постоянные химические превращения, происходящие внутри каждого живого существа. Так оно называется, так как процедура повторяется без остановки. В итоге этого явления мы приобретаем аденозинтрифосфорную кислоту, которая считается жизненно важной для нас.

Важным условием является дыхание клетки. Во время прохождения всех стадий обязательно должен присутствовать кислород. На данном этапе также происходит создание новых аминокислот и углеводов. Эти элементы играют роль строителей организма, можно сказать это явление выполняет еще одну значительную роль — строительную. Для эффективности этих функций нужны и другие микро и макроэлементы и витамины. При недостатке хоть одного элемента, работа органов нарушается.

Этапы цикла Кребса

Здесь происходит деление одной молекулы глюкозы на две части пировиноградной кислоты. Она является важным звеном в процессе обмена веществ и от нее зависит работа печени. Она имеется во многих фруктах и ягодах. Ее часто используют в косметических целях. В результате еще может появиться молочная кислота. Она содержится в клетках крови, мозга, мышц. Затем мы получим кофермент А. Его функция — перенос углерода в разные части тела. При присоединении с оксалатом получаем цитрат. Кофермент А полностью распадается, также получаем молекулу воды.

На втором вода отделяется от цитрата. В итоге появляется акатиновое соединение, она поможет при получении изоцитрата. Так, например, мы можем узнать качество фруктов и соков, нектаров. Образуется NADH — оно необходимо при окислительных процессах и обмене веществ.
Происходит процесс соединения с водой, и высвобождается энергия аденозинтрифосфата. Получение оксалоцетата. Функционирует в митохондриях.

По каким причинам замедляется энергетический обмен?

Наше тело имеет особенность адаптироваться к еде, к жидкости и тому, сколько мы двигаемся. Эти вещи сильно влияют на метаболизм.
Еще в те далекие времена человечество выживало в тяжелых погодных условиях при болезнях, голоде, неурожае. Сейчас медицина двинулась вперед, поэтому в развитых странах люди стали дольше жить и лучше зарабатывать, не прикладывая всех своих сил. В наши дни люди чаще употребляют мучные, сладкие кондитерские изделия и мало двигаются. Такой образ жизни ведет к замедлению работы элементов.

Чтобы этого не было, в первую очередь необходимо включить в рацион цитрусовые. В них содержится комплекс витаминов и других важных веществ. Большую роль играет лимонная кислота, содержащаяся в ее составе. Она играет роль в химическом взаимодействии всех ферментов и названа в честь Цикла Кребса.

Прием цитрусовых поможет решить проблему энергетического взаимодействия, также если соблюдать здоровый образ жизни. Нельзя часто принимать в пищу апельсины, мандарины, так как они могут раздражать стенки желудка. Всего понемногу.

fin-journal.ru

Обмен веществ – Как безопасно ускорить метаболизм, похудеть и оздоровить организм

Человеческий организм умеет потрясающе быстро и точно подстраивать все свои процессы под ритм и образ жизни человека. В результате погрешностей в диете и гиподинамии — в наше время средний современный житель мегаполиса уже к 35 лет часто имеет лишний вес и проблемы со здоровьем. Как легко и безопасно изменить свой образ жизни, приучить себя к маленьким полезным привычкам и «ускорить» все процессы в своём организме — читайте в этой статье.

Почему замедляется обмен веществ

Специально для любителей различных БАДов и косметики, мы бы хотели сразу отметить, что никакие чудодейственные травки, таблетки и дорогие крема не смогут повернуть время вспять, омолодить организм и ускорить обмен веществ без приложения усилий с вашей стороны.
Даже если допустить что они действительно столь эффективны как то утверждает реклама — без серьёзных изменений в образе жизни, питания и мышления весь их эффект так или иначе будет сведён к нулю. Как мы уже упомянули во вступлении — наш организм имеет удивительные по своей эффективности механизмы адаптации к тому сколько мы двигаемся, что пьём и чем питаемся. Да, именно эти три составляющих и играют главные роли в скорости всех обменных процессов протекающих внутри.

Важно помнить что одна из главных целей нашего организма — это сохранение и накопление энергии. Необходимо это на случай возникновения критической ситуации, такой как голод или болезнь, в которой и могут пригодиться накопленные в «тучные» годы резервы.

Между тем, какой бы сложной не казалась вам современная жизнь — именно сейчас мы и живём в те самые «тучные» годы.

Ещё совсем недавно человеческому роду, как и всем другим живым существам, необходимо было бороться за выживание в достаточно суровых внешних условиях, с постоянным риском погибнуть от безобидных, по современным меркам, болезней или от голода при неурожае. И только в последнее столетие, с развитием медицины, интеллектуального труда и социальной сферы в цивилизованных странах, большинство людей получило возможность жить гораздо дольше и зарабатывать достаточное количество денег без необходимости прилагать для этого непомерные физические усилия или лишения.

Вместе с этим кардинально изменился и наш рацион и образ жизни — незаметно для себя мы употребляем всё больше рафинированных продуктов и сладких напитков, основная питательная ценность которых заключается в быстрых углеводах, мы меньше двигаемся и всё больше времени проводим перед экранами гаджетов, компьютеров и телевизоров.

Вы очень легко можете проверить себя на предрасположенность к замедлению обмена веществ и к другим современным проблемам со здоровьем, которые рано или поздно проявят себя, если ничего не предпринимать и пустить дело на самотёк. Просто честно ответьте сами себе на несколько вопросов.

  • Пьёте ли вы ежедневно от 500 мл до литра чистой питьевой воды?
  • Включаете ли в свой ежедневный рацион яблоки, цитрусовые, морковь и другие виды фруктов и овощей?
  • Едите ли вы рыбу чаще одного-двух раз в неделю?
  • Проводите ли вы ежедневно более часа за телевизором или сидя за компьютером вне работы?
  • Гуляете ли вы ежедневно на свежем воздухе более двадцати минут в хорошем темпе?
  • Проводите ли вы за рулём личного автомобиля более часа в день?

Итак, если на большинство из этих вопросов вы ответили отрицательно — мы настоятельно рекомендуем внимательно прочесть эту статью до конца и последовать нашим несложным советам по изменению своего образа жизни. Мы не только расскажем вам что нужно сделать для ускорения обмена веществ и оздоровления организма, но и объясним — почему.

И даже если вы ответили на вопросы положительно, чему мы бесконечно рады, — более чем уверены что вы найдёте немало интересного для себя.

Как ускорить обмен веществ — потребление воды

Спросите у любого своего знакомого о том что он выпил в течении дня. В подавляющем большинстве случаев вы услышите что-нибудь вроде «Кофе/чай утром, чай/кофе с печеньем до полудня, чай/сок/компот во время обеда, вечером чай/колу/сок за ужином». В лучшем случае к этому добавляется бутылка минеральной воды в течении дня.

Между тем — именно вода задействована во всех биохимических процессах протекающих в организме и играет решающую и важнейшую роль в скорости обмена веществ. И чай, а уж тем более кофе и газированные напитки на роль восполнения необходимого количества воды никак претендовать не могут.

В чём же причина?

Во первых — в кофе, чае и во многих газированных напитках содержится кофеин, одна из основных особенностей которого — обезвоживание организма. После того как вы выпили кружечку кофе или зелёного/чёрного чая — из вашего организма будет выделено больше воды чем вы выпили, что приводит к незаметному но постоянному обезвоживанию.

Во вторых — большинство людей употребляют все эти напитки с сахаром (в газированных напитках сахара просто невероятно много — в половине литра колы содержится до 16 ложек сахара, что даёт более 400 ккал, целиком состоящих из быстрых углеводов, в одном литре напитка). Помимо очевидного вреда от дополнительного ввода в свой рацион легкоусваиваемых быстрых углеводов, которые несомненно являются главными виновниками появления лишнего веса, сахар вызывает повышение осмотического давления в клетках организма, в результате чего дополнительно усиливается и без того немалая потеря жидкости.

Особенно вредно употреблять сладки напитки с кофеином в жаркую погоду — сколько их не пей, организм будет лишь еще больше страдать от недостатка воды, при этом сам человек этого может и не почувствовать.

Вот мы и добрались до самого интересного. Что же остаётся несчастному организму, в условиях постоянного обезвоживания? Правильно! Приспособиться и замедлить обмен веществ, дабы сохранить больше ценной жидкости и уменьшить её потери.

Как избежать замедления обмена веществ в таком случае? Ответ очевиден — пить больше чистой питьевой воды без сахара и других добавок. Мы не призываем отказаться от кофе или чая, вовсе нет. Просто стоит разумно ограничить потребление этих напитков и ввести в свой ежедневный питьевой рацион чистую воду.

Чувство меры при этом никто не отменял :) Просто запомните два важных правила:

  • Не стоит пить много воды за один раз. Пейте воду регулярно, но небольшими порциями. В идеале — около 100 мл за раз. Чтобы не забывать делать это регулярно, поставьте на рабочий стол бутылку с чистой водой и стакан.
  • Не пейте много воды во время или после еды. Просто заведите крайне полезную привычку — неторопливо выпивать стакан чистой питьевой воды незадолго до приёма пищи. Таким образом вы без вреда восстановите водный баланс и очистите стенки желудка от остатков пищи с прошлого раза.

Вот и всё. Как показывает практика — внедрение чистой воды и значительно сокращение потребления сладких напитков со временем значительно улучшит ваше самочувствие и работоспособность. Да и необходимость в дополнительных стимуляторах, какими являются кофе и чай — постепенно отпадёт сама собой. А вместе с ними понемногу начнёт уходить и лишний вес! Да, сокращение потребления сахара с напитками и ускорение обмена веществ, который происходит когда организм получает нужно количество жидкости — приведут к тому что организм начнёт более активно тратить получаемую с пищей энергию и меньше откладывать про запас, а то и возмещать недостаток углеводов из жировых запасов.

Для того чтобы ещё больше ускорить потерю лишних килограммов, если они есть, и ускорить свой обмен веществ еще сильнее — необходимо ввести в свою жизнь ещё несколько полезных привычек, о которых мы написали в следующем разделе этой статьи.

Как ускорить обмен веществ — полезные привычки в питании

Пожалуй, нет смысла долго распространятся о том что излишнее потребление «быстрых углеводов» негативно сказывается на нашем здоровье и внешнем виде. Знают об этом абсолютно все, но вот отказаться от столь вкусных и желанных пирожных, конфет и шоколада могут лишь люди с совершенно железобетонной силой воли. Между тем, для того чтобы ускорить обмен веществ и перестать набирать лишний вес — необходимо лишь запомнить и придерживаться нескольким несложным правилам, не отказываясь при этом от сладкого насовсем.

Цитрусовые

Первым делом — включите в свой ежедневный рацион цитрусовые. Апельсины, мандарины, минеола, грейпфруты — все эти сочные фрукты должны стать важной частью вашего режима питания. А всё потому, что, помимо витаминов и других полезных веществ, они содержат лимонную кислоту.

Возможно, для вас это и будет открытием, но лимонная кислота играет ключевую роль в энергетическом цикле, который был назван в честь учёного который его открыл и получил за это Нобелевскую премию — Циклом Кребса или цикл лимонной кислоты. Здесь мы приведём небольшой отрывок из Википедии для общего понимания его важности в обмене веществ, а самые любознательные смогут почитать о процессах которые затрагивает Цикл Кребса по ссылке выше в Википедии.

«Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме.»

Если вы имеете проблемы с пищеварением, не стоит есть цитрусовые на голодный желудок — это может обострить имеющиеся недомогания. Таким образом, если потребление продуктов содержащих оптимальное количество лимонной кислоты имеет несомненную пользу для энергетического обмена в организме, разумеется, при соблюдении других важных правил здорового образа жизни и достаточной физической активности. Не стоит только излишне увлекаться — в употреблении цитрусовых, как и во всём остальном, важно иметь чувство меры. К примеру, съедайте один апельсин после завтрака и, по желанию, ещё один во время любого другого приёма пищи или между ними.

Кисломолочные напитки

Мы уже затрагивали тему быстрых углеводов в первой части этой статьи. Однако, ненадолго вернёмся к ней вновь. Проблема заключается в том, что большинство из нас употребляет совершенно избыточное количество быстрых углеводов совершенно незаметно для себя, и даже в составе полезного, на первый взгляд, рациона!

Для этого вовсе не обязательно налегать на пирожные и шоколад — достаточно просто ежедневно пить и есть разрекламированные как здоровое питание сладкие йогурты. Между тем, в состав «здоровых» йогуртов для улучшения вкуса включат довольно много совершенно лишнего сахара, тем самым необоснованно увеличивая их «пустую» питательную ценность и снижая пользу.

Исправить положение тут совсем несложно — вместо сладкого йогурта найдите на прилавке «Натуральный йогурт» без добавления подсластителей или любой другой кисломолочный напиток — ацидофилин, бифидок или обычный кефир. Сравните их калорийность — при равной жирности несладкий йогурт будет иметь значительно калорий чем сладкий. К слову — от сахара вреда для талии гораздо больше чем от небольшого количества молочного жира, поэтому мы рекомендуем лучше выбрать напиток с чуть большим содержанием жира, чем йогурт с 0,1% жира и кучей сахара в составе.

Несмотря на то что регулярное употребление несладких кисломолочных продуктов в значительной степени способствует улучшению обмена веществ и укреплению иммунитета — нужно помнить что это работает только в совокупности с другими полезными привычками здорового образа жизни, о которых мы рассказываем в этой статье.

Микроэлементы и витамины

Любой адекватный и неангажированный врач без тени сомнения поведает вам что дополнительный приём поливитаминных препаратов — лишняя трата денег, при условии правильного и разнообразного питания и отсутствия погрешностей в рационе. И будет абсолютно прав. Однако, распространённый в наше время образ жизни и питания крайне редко предполагает наличие всех необходимых нам минеральных веществ и витаминов в ежедневном рационе. А если вы ещё и занимаетесь спортом — приём витаминно-минеральных комплексов становится просто необходимым.

Многие ошибочно считают что приём мультивитаминов может заменить ежедневное потребление фруктов и овощей — однако мультивитамины лишь дополняют недостаток витаминов в тех овощах и фруктах которые потеряли их при долгом хранении. Приём витаминов ни в коем случае не должен спровоцировать уменьшение количества фруктов и овощей в вашем рационе! Вы можете даже не задумываться о приёме дополнительных витаминов начиная со второй половины лета и примерно до середины зимы — в это время достаточно ежедневно кушать в достаточных количествах свежие фрукты и овощи. А вот со второй половины зимы и, в особенности, весной, недостаток витаминов вполне может начать сказываться на вашем самочувствии и обмене веществ. В идеале, конечно, ежедневно покупать в супермаркете свежие фрукты и овощи выращенные в тёплых странах, однако, далеко не всем такое удовольствие по карману. И тут на помощь приходят витаминно-минеральные комплексы, которые, при грамотном подходе, могут удачно дополнить ваш рацион в весеннее время.

Мы рекомендуем покупать универсальные мультивитаминные препараты от известных производителей. В них содержится именно то количество витаминов и микроэлементов, которое дополнит то что вы получаете с пищей и не приведёт к развитию гипоавитаминоза. Из наиболее популярных наименований мы можем смело порекомендовать такие проверенные временем витамины как Супрадин, Витрум, Компливит и Дуовит. Принимать витамины лучше сразу после завтрака или обеда. При этом, в рацион должен быть включён продукт содержащий жиры, т.к. витамины A, D и E усваиваются только в их присутствии.

Помимо фруктов и овощей, большое количество необходимых нам витаминов содержится в печени.

Аминокислоты

Как правило, о количестве аминокислот в своём рационе задумываются только активно занимающиеся спортом и бодибилдингом люди. Однако, полноценные по составу аминокислот белки должны присутствовать в ежедневном рационе каждого человека. Помимо того что аминокислоты играют ключевую роль практически во всех жизненно важных процессах в нашем организме — это ещё и строительный материал для всех клеток нашего тела.

Наиболее качественные растительные белки содержаться в гречневой крупе, орехах и в бобовых (главным образом — в сое). Однако, только одних растительных белков недостаточно для полноценного питания, т.к. они не содержат всех жизненно важных и незаменимых аминокислот.

Наиболее качественными источниками полноценного животного белка, не сопряжёнными с тяжёлым усваиванием или большим количеством жиров — это кисломолочные продукты (творог с низким содержанием жира, нежирные виды сыров, кисломолочные напитки) рыба и мясо. Наиболее легко усваиваются в ЖКТ и могут употребляться без каких-либо существенных ограничений: нежирная рыба (при этом несомненный рекордсмен по содержанию белка — это тунец) и белое мясо птицы. Говядина и свинина, несомненно, должны присутствовать в рационе питания, но их количество рекомендуется разумно ограничивать.

Дополнительным источником аминокислот также могут послужить различные спортивные добавки к пище. особенно они полезны тем кто активно занимается спортом и в случае вынужденных нарушений в рационе питания.

Как ускорить обмен веществ — образ жизни

Все полезные привычки в питании и употреблении жидкостей о которых мы рассказали выше, не раскроют полностью свой потенциал полезного воздействия на организм без важных изменений в образе жизни. Конечно, наиболее оптимальным и эффективным способом ускорить обмен веществ, кардинально улучшить своё здоровье и самочувствие — являются регулярные но умеренные занятия спортом. Однако, далеко не у всех есть возможность и время чтобы выбрать фитнес-центр и купить недешёвый абонемент в него. В этом случае нам на помощь приходят мелкие, но важные полезные привычки, которые мы настоятельно рекомендуем ввести в свою жизнь.

Движение — это жизнь. Чем больше вы двигаетесь — тем дольше и качественнее будете жить и тем быстрее будут протекать все процессы в организме. Используйте любую возможность для активности:

  • Вместо эскалатора и лифта поднимайтесь по лестнице;
  • вместо того чтобы проехать пару остановок на транспорте или машине — выходите чуть раньше и прогуляйтесь пешком;
  • вместо вечера перед телевизором или компьютером отправьтесь на прогулку или покатайтесь на велосипеде;
  • вместо «спокойной ночи, дорогая» — проводите вечерние часы в самой приятном виде активности из существующих.

Проводите очередные скучные выходные в торговом комплексе, перед телевизором или в кино? Не стоит! Выбирайте более активный отдых: загородные прогулки или изучение незнакомых мест родного города, коньки, поход в музей, поездки на велосипедах, прыжок с парашютом, для самых экстремальных...

Качественный сон — основа хорошего самочувствия и быстрого обмена веществ. А для того чтобы он был действительно качественным не забывайте о следующем:

  • Кофе и чёрный/зелёный чай вечером пить не рекомендуется, вместо них лучше заварить лёгкий травяной сбор или ромашку;
  • вечерние прогулки на свежем воздухе не только помогут размять мышцы и потратить лишние калории, но и улучшат ваш сон;
  • компьютер и телевизор лучше выключать не менее чем за час до сна;
  • в предполуночные часы старайтесь использовать мягкое приглушённое освещение — это способствует лучшей выработке мелатонина.

Вместо заключения

Не сидите на месте и не доверяйте заманчивым обещаниям которые льются на вас из телевизора и прессы — лёгких путей не бывает. Невозможно омолодиться и ощутить прилив сил просто принимая чудо-таблетки (которые при этом даже не являются лекарством), или используя дорогой крем, который лишь смягчает эпидермис, или же пройдя несколько «супер-эффективных» процедур сомнительного свойства.

Собственно, никаких секретных способов улучшить свою жизнь и самочувствие никто еще не придумал — максимально активный образ жизни; достаточное количество жидкости без кофеина и сахара; фрукты, овощи и полноценная белковая пища в рационе; искоренение всех вредных привычек — и совсем скоро вы почувствуете себя значительно лучше и в будущем сможете избежать большого количества серьёзных проблем со здоровьем. И чем раньше вы начнёте менять себя и свою жизнь — тем ощутимее будет эффект от изменений.

Мы же, в свою очередь, будем очень рады если после прочтения этой статьи вы решитесь изменить что-то в вашей жизни и сделать её более яркой и насыщенной.

sportlifeabout.ru

Цикл Кребса ☑️ в чем суть, схема, реакции, где и что происходит в митохондриях, для чего нужен, ферменты, формула, значение для клеточного дыхания и обмена веществ, механизм и функции процесса

История изучения

Биологическая роль некоторых реакций цикла Кребса (ЦК) была изучена американским биохимиком венгерского происхождения Альбертом Сент-Дьердьи. В частности, он выделил ключевой компонент ЦТК — фумарат. Исследования в этом направлении продолжил Ганс Кребс. В итоге он установил всю последовательность реакций и соединений, образующиеся на всех этапах процесса. Ученый не смог определить, с преобразования какой кислоты начинается цикл — лимонной или изолимонной. Сейчас известно, что это лимонная кислота. Поэтому ЦК называют также цитратным или циклом лимонной кислоты.

Позднее американец Альберт Ленинджер, занимающийся биоэнергетикой, определил, что все реакции ЦК протекают в митохондриях клеток. С получением доступа к изотопам углерода появилась возможность более досконального изучения и уточнения данных о промежуточных соединениях на разных этапах цикла.

С пищей в организм поступают три основные группы сложных биохимических соединений — белки, жиры и углеводы. Они являются первичными метаболитами, потому что участвуют в обмене веществ или в метаболизме. Этот процесс происходит между любыми живыми клетками и окружающей средой непрерывно. Суть цикла Кребса заключается в том, что он является областью схождения двух путей метаболизма. Это следующие процессы:

  • катаболизм, при котором происходит распад более сложных веществ на простые, в частности, глюкозы на моносахариды;
  • анаболизм — синтез сложных веществ из простых, например, белков из аминокислот.

После попадания в пищеварительную систему сложные вещества расщепляются под действием ферментов на более простые, которые внутри клеток превращаются сначала в пируват (пировиноградную кислоту), а затем — в ацетильный остаток. Все эти преобразования можно назвать подготовкой к ЦК, а образование остатка — его запуском или начальным этапом.

Дальнейшие стадии цикла трикарбоновых кислот являются частью катаболизма. Процесс идет каскадно. Каждый предыдущий этап запускает последующий, а промежуточные продукты химических реакций служат не только для продолжения цикла, но и при определенных потребностях организма могут пополнять запасы веществ, необходимых для синтеза новых соединений (анаболизма).

Клеточное дыхание

Для нормальной жизнедеятельности живым клеткам постоянно требуется энергия. Ее главный универсальный источник — аденозинтрифосфат (АТФ), способный встраиваться в белки организма напрямую. Это соединение получается в результате ряда реакций окисления, носящих общее название «клеточное дыхание». При этом происходит постепенный распад органических веществ вплоть до простейших неорганических — углекислого газа CO2 и воды h3O.

Структурное строение молекул АТФ содержит фосфорангидридные связи, которые имеют свойство накапливать высвобожденную при прохождении реакций клеточного дыхания энергию, поэтому называются макроэргическими. Так создаются энергетические запасы клеток, которые могут высвобождается при необходимости разрывом этих связей. Процесс синтеза АТФ и класса вспомогательных соединений включает три этапа:

  1. Гликолиз происходит в цитоплазме.
  2. В матриксе митохондрий проходят все химические реакции цикла Кребса.
  3. Окислительное фосфорилирование на внутренней мембране митохондрий.

Преобразование аденозиндифосфата (АДФ) в АТФ характерно для всех этапов. Но наибольшее суммарное количество молекул с макроэргическими связями образуется при фосфорилировании. Это не значит, что процессы гликолиза и ЦК менее важны. Многие соединения, образующиеся во время их протекания, участвуют в регуляции клеточного дыхания.

Описание процесса

Протекание ЦК достаточно экономно с точки зрения энергозатрат. Такой эффект достигается благодаря тому, что он связывает два метаболических направления. В процесс вовлекаются вещества, подлежащие утилизации, которые либо служат энергетическим «топливом», либо возвращаются в круг анаболизма. Подготовительная стадия ЦК заключается в распаде глюкозы, аминокислот и жирных кислот на молекулы пирувата или лактата.

Органеллы митохондрий способны преобразовывать пируват в ацетильный остаток (ацетил-коэнзим А или ацетил-КоА), представляющий собой вместе с тиольной группой, которая может его переносить, кофермент А. Некоторое соединения могут сразу распадаться до ацетил-КоА, минуя стадию пирувата. При этом пировиноградная кислота может вовлекаться непосредственно в ЦК, не преобразуясь в ацетил-КоА.

Начальные этапы

Первая стадия необратима и состоит из конденсации ацетил-КоА с четырехуглеродным веществом — оксалоацетатом (щавелевоуксусной кислотой или ЩУК), что приводит к образованию шестиуглеродного цитрата (лимонной кислоты). Во время реакции метильная группа ацетил-КоА соединяется с карбонильной группой ЩУК. Благодаря быстрому гидролизу промежуточного соединения цитроил-КоА этот этап проходит без затрат энергии извне.

На второй стадии образуется изоцитрат (изолимонная кислота) из цитрата через цис-аконитат. Это реакция обратимой изомеризации через образование промежуточной трикарбоновой кислоты, в которой катализатором выступает фермент аконитатгидратаза.

Далее происходит дегидрирование и декарбоксилирование изоцитрата до промежуточного соединения оксалосукцинат с выделением углекислого газа. После декарбоксилирования оксалосукцината образуется енольное соединение, которое перестраивается и превращается в пятиуглеродную кислоту — α-кетоглутарат (оксоглутарата), чем и завершает третью ступень ЦК. Четвертый этап — α-кетоглутарат декарбоксилирует и реагирует с ацетил-КоА. При этом получается сукцинил-КоА, соединение янтарной кислоты и коэнзима-А, выделяется СО2.

Замыкание цикла

На пятой стадии сукцинил-КоА преобразуется в сукцинат (янтарную кислоту). Для этого этапа характерно субстратное фосфолирование, подобное синтезу АТФ при гликолизе. Введение в ЦК фосфорной группы РО3 становится возможным благодаря присутствию фермента ГДФ (гуанозиндифосфата) или АДФ (аденозиндифосфата), которые в процессе синтеза сукцината из дифосфатов становятся трифосфатами.

Начиная с шестой стадии, цикл начинает постепенно замыкаться. Сначала сукцинат под действием каталитического фермента сукцинатдегидрогеназы дегидрирует до фумарата. Дальнейшее дигидрирование приводит к седьмому этапу — образованию L-малата (яблочной кислоты) из фуратата через переходное соединение с карбанионом.

Последняя реакция цикла трикарбоновых кислот малат окисляется до щавелевоуксусной кислоты. Первая стадия следующего ЦК начинается с новой молекулы ацетил-КоА.

Значение и функции

Этот восьмиэтапный циклический процесс, итогом которого является окисление ацетильного остатка до углекислого газа, может показаться излишне сложным. Тем не менее, он имеет огромное значение в метаболизме промежуточных реакций и выполняет ряд функций. К ним относятся:

  • энергетическая;
  • анаболическая;
  • катаболическая;
  • транспортная.

Цикл Кребса участвуют в катаболизме жиров и углеводов. Соединения, образующиеся на разных стадиях процесса, участвуют в синтезе многих необходимых для организма веществ — глутамина, порфиринов, глицина, фенилаланина, цистеина и других. Когда промежуточные продукты покидают ЦК для участия в синтезе, происходит их замещение с помощью так называемых анаплеротических реакций, которые катализируются регуляторными ферментами, например, пируваткарбоксилазой.

Транспортная функция ЦК заключается в содействии гликолизу. Глюкозу невозможно превратить сразу в АТФ, поэтому механизм гликолиза действует поэтапно и сопровождается постоянным перемещением атомов и катионов водорода от одних соединений к другим. Для их транспортировки нужны специальные соединения, которые получаются на одной из стадий ЦТК. Участвующие в гликолизе коферменты цикла Кребса:

  • НАД*H+(Никотинамидадениндинуклеотид с катионом водорода). Образуется на III стадии ЦК.
  • ФАД*h3 (Флавинадениндинуклеотид с молекулой водорода). Появляется на V стадии ЦК.

Реакции ЦК имеют и большое клиническое значение. Хотя для людей не свойственны мутации, связанные с генами ферментов, участвующих в цикле, однако их редкие проявления губительны для здоровья. Они могут приводить к опухолям мышц и почек, нарушениям работы нервной системы.

Существует множество видов визуального и слухового отображения цикла Кребса — схемы с формулами, уравнения химических реакций, разнообразные таблицы и даже мнемонические способы для полного запоминания его главных «участников».


nauka.club

Цикл Кребса что это такое простым языком

Не каждый из нас знает о таком явлении как цикл Кребса. Что это такое? Простым языком это явление можно охарактеризовать как химические реакции в организме человека, в результате которых происходит выработка аденозинтрифосфата.

 

Данное явление было исследовано Гансом Кребсом, немецким ученым в 30-х годах 20-го столетия. В это время он со своим помощником изучали циркуляцию мочевины. В период, когда была Вторая мировая война, ученый перебрался жить в Англию, где его исследования показали, что некоторые кислоты могут катализировать процессы в организме человека. За данное исследование ученому вручили Нобелевскую премию.

 

Что такое цикл Кребса?

 

Энергия в человеческом организме зависит от глюкозы, это вещество, содержащееся в крови. Чтобы трансформировать глюкозу в энергию, в клетках организма содержатся митохондрии. Когда весь процесс трансформации проходит, из глюкозы получается вещество аденозинтрифосфат, сокращенно именующийся АТФ. Именно АТФ является главным источником энергии в человеческом организме.

 

 

Структура получаемого вещества дает ему возможность встраиваться в белок, чтобы обеспечивать необходимым количеством энергии органы и системы человека. Сама глюкоза напрямую не может трансформироваться в АТФ, поэтому для данного процесса требуются сложные механизмы. Именно таким механизмом и является цикл Кребса.

 

 

Если простым языком объяснять данный процесс, то можно сказать, что цикл Кребса – это цепь химических реакций, которые происходят в нашем организме, точнее в каждой его клеточке. Этот процесс представляет собой цикл, и называется он так, потому что происходит бесконечно. Когда цикл Кребса проходит полностью, в результате производиться вещество аденозинтрифосфат. Это энергетическая основа для того, чтобы организм человека мог функционировать.

 

По иному данный цикл называют дыханием клеток. Второе название процесс получил из-за того, что все его стадии требуют присутствия кислорода. Во время данного процесса происходит производство аминокислот и углеводов. По этому можно судить, что цикл выполняет еще одну функцию – строительную.

 

 

Для того чтобы вышеописанный процесс мог реализоваться, в организме человека должно быть достаточно микроэлементов, их должно быть не менее ста. В число необходимых составляющих входят и витамины. Если микроэлементов недостаточно, не хватает хотя бы одного из них, то цикл не будет настолько эффективным. А неэффективность цикла Кребса приводит к тому, что нарушается метаболизм в организме.

 

Регуляция цикла

 

Регуляция такого явления как цикл Кребса имеет большое влияние на работу организма человека. Она важна для того, чтобы он мог приспосабливаться к тому, как меняются условия внешней среды, а также к тому, как изменяются физиологические системы. Есть  факторы регуляторные, которые подразделяются на несколько групп:

  • регуляция, которая происходит с углесодержащими субстратами, а также продуктами, которые являются промежуточными в самом цикле;
  • регуляция с помощью адениловых нуклеотидов, которые могут быть как коферментами, так и продуктами конечного процесса.

 

В начале необходимо разобрать в том, что собой представляют функции продуктов при прохождении цикла, являющимися промежуточными. Обратим внимание на роль оксалоацетата. Это очень важный элемент, поскольку, когда его тканевые запасы уменьшаются, цикл перестает повторяться.

 

 

При этом истощается очень важный источник энергии организма, и последствия этого для клеток являются ужасными. Последствия пагубные еще и потому, что нет достаточного количества оксалоацетата, который нужен для того, чтобы действовал ацетил-КоА. Ацетил-КоА образуется во время катаболизма углеводов и жиров. При этом скапливаются двухуглеродные фрагменты. Когда они конденсируются, то в тканях скапливается избыточное количество ацетоацетата. Помимо него накапливаются и иные похожие тела. При этом в человеческом организме развивается кетоз, представляющий собой патологическое состояние.

 

В каждом случае, когда происходит образование ацетил-КоА, и его много, то оксалоацетата не хватает для того, чтобы его конденсировать. При каждом из этих циклов происходит кетоз. Проще можно сказать, что кетоз провоцирует недостаток оксалоацетата, если его уровень ниже количества ацетил-КоА.

 

 

При возникновении кетоза в организме происходит нарушения между процессами окисления жиров и катаболизмом углеводов. Данное явление обусловлено тем, что последние могут производить оксалоцеатат при карбоксилировании пирувата. Эта реакция проходит процесс катализации. Катализируется она в митохондриях биотиновым ферментом. Это основной механизм, в результате которого в организме вырабатываются углеводы. Так образуется СО2, который в дальнейшем принимает участие в цикле Кребса. Он также обеспечивает процесс глюконеогенеза фрагментами, которые содержат углеводы.

 

Реакции данного цикла ведут к тому, что образуется оксалоацетат. Его регуляция происходит как обратная связь, и это обеспечивается тем, что оксалоацетат действует как конкурентный ингибитор  сукцинатдегидрогеназы. При этом, фермент имеет значение регулятора в данном цикле.

 

Подводя итог, следует сказать, что цикл Кребса представляет собой процессы в клетках организма, способные вырабатывать энергию для его нормального функционирования.  Если данный процесс происходит неправильно, то это приводит к патологическому состоянию и нарушенному обмену веществ в организме человека.

 

Видео

 

lechim-nedug.ru

Цикл Кребса - это... Что такое Цикл Кребса?

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, цитратный цикл) — центральная часть общего пути катаболизма, циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO2. При этом освобождённый водород направляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая непосредственное участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ.

Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и существенная пластическая функция, то есть это важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.

Цикл превращения лимонной кислоты в живых клетках был открыт и изучен немецким биохимиком Гансом Кребсом, за эту свою работу он (совместно с Ф. Липманом) был удостоен Нобелевской премии (1953).

У эукариотов все реакции цикла Кребса протекают внутри митохондрий, причём катализирующие их ферменты, кроме одного, находятся в свободном состоянии в митохондриальном матриксе, исключение составляет сукцинатдегидрогеназа, которая локализуется на внутренней митохондриальной мембране, встраиваясь в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

Стадии цикла Кребса

Субстраты Продукты Фермент Тип реакции Комментарий
1 Оксалоацетат +
Ацетил-CoA +
H2O
Цитрат +
CoA-SH
Цитратсинтаза Альдольная конденсация лимитирующая стадия,
превращает C4 оксалоацетат в С6
2 Цитрат цис-акониат +
H2O
аконитаза Дегидратация обратимая изомеризация
3 цис-акониат +
H2O
изоцитрат гидратация
4 Изоцитрат +
NADH + H +
изоцитратдегидрогеназа Окисление образуется NADH (эквивалент 2.5 ATP)
5 Оксалосукцинат α-кетоглутарат +
CO2
декарбоксилирование обратимая стадия,
образуется C5
6 α-кетоглутарат +
NAD+ +
CoA-SH
сукцинил-CoA +
NADH + H+ +
CO2
альфакетоглутаратдегидрогеназа Окислительное декарбоксилирование образуется NADH (эквивалентно 2.5 ATP),
регенерация C4 пути (освобождается CoA)
7 сукцинил-CoA +
GDP + Pi
сукцинат +
CoA-SH +
GTP
сукцинилкофермент А синтетаза субстратное фосфорилирование или ADP->ATP,[1]
образуется 1 ATP
8 сукцинат +
убихинон (Q)
фумарат +
убихинол (QH2)
сукцинатдегидрогеназа Окисление используется FAD как простетическая группа (FAD->FADH2 на первой стадии реакции) в ферменте,[1]
образуется эквивалент 1.5 ATP
9 фумарат +
H2O
L-малат фумараза H2O-присоединение
(гидратация)
10 L-малат +
NAD+
оксалоацетат +
NADH + H+
малатдегидрогеназа окисление образуется NADH (эквивалетно 2.5 ATP)

Общее уравнение одного оборота цикла Кребса:

Ацетил-КоА → 2CO2 + КоА + 8e

Примечания

  1. 1 2 JM Berg Biochemistry - 5th Edition. — WH Freeman and Company, 2002. — С. 476. — ISBN 0-7167-4684-0

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Цикл Кребса

Цикл Кребса также называется циклом трикарбоновых кислот, так как они образуются в нем в качестве промежуточных продуктов. Представляет собой ферментативный кольцевой конвейер, «работающий» в матриксе митохондрий.

Результатом цикла Кребса является синтез небольшого количества АТФ и образование НАД · H2, который далее направляется на следующий этап клеточного дыхания – дыхательную цепь (окислительное фосфорилирование), расположенную на внутренней мембране митохондрий.

Образовавшаяся в результате гликолиза пировиноградная кислота (пируват) поступает в митохондрии, где она в конечном итоге полностью окисляется, превращаясь в углекислый газ и воду. Сначала это происходит в цикле Кребса, затем при окислительном фосфорилировании.

До цикла Кребса пируват декарбоксилируется и дегидрируется. В результате декарбоксилирования отщепляется молекула CO2, дегидрирование — это отщепление атомов водорода. Они соединяются с НАД.

В результате из пировиноградной кислоты образуется уксусная, которая присоединяется к коферменту А. Получается ацетилкофермент А (ацетил-КоА) – CH3CO~S-КоА, содержащий высокоэнергетическую связь.

Превращение пирувата в ацетил-КоА обеспечивает большой ферментативный комплекс, состоящий из десятков полипептидов, связанным с переносчиками электронов.

Цикл Кребса начинается с гидролиза ацетил-КоА, при котором отщепляется ацетильная группа, содержащая два атома углерода. Далее ацетильная группа включается в цикл трикарбоновых кислот.

Ацетильная группа присоединяется к щавелевоуксусной кислоте, имеющей четыре атома углерода. В результате образуется лимонная кислота, включающая шесть атомов углерода. Энергию для этой реакции поставляет макроэргическая связь ацетил-КоА.

Далее следует цепь реакций, в которых связанная в цикле Кребса ацетильная группа дегидрируются с высвобождением четырех пар атомов водорода и декарбоксилируются с образованием двух молекул CO2. При этом для окисления используется кислород, отщепляемый от двух молекул воды, а не молекулярный. Процесс называется окислительным декарбоксилированием. В конце цикла щавелевоуксусная кислота регенерируется.

Вернемся на этап лимонной кислоты. Ее окисление проходит за ряд ферментативных реакций, при которых образуются изолимонная, щавелевоянтарная и другие кислоты. В результате этих реакций, на разных стадиях цикла, восстанавливаются три молекулы НАД и одна ФАД, образуется ГТФ (гуанозинтрифосфат), содержащий макроэргическую фосфатную связь, энергия которой впоследствии используется для фосфорилирования АДФ. В результате образуется молекула АТФ.

Лимонная кислота теряет два атома углерода с образованием двух молекул CO2.

В результате ферментативных реакций лимонная кислота превращается в щавелевоуксусную, которая снова может соединиться с ацетил-КоА. Цикл повторяется.

В составе лимонной кислоты присоединившийся остаток ацетил-КоА сгорает с образованием углекислого газа, атомов водорода и электронов. Водород и электроны переносятся на НАД и ФАД, которые являются акцепторами для него.

Окисление одной молекулы ацетил-КоА дает одну молекулу АТФ, четыре атома водорода и две молекулы углекислого газа. То есть углекислый газ, выделяемый при аэробном дыхании, образуется на этапе цикла Кребса. При этом молекулярный кислород (O2) здесь не используется, он необходим лишь на этапе окислительного фосфорилирования.

Атомы водорода присоединяются к НАД или ФАД, в таком виде далее попадают в дыхательную цепь.

Одна молекула глюкозы дает две молекулы пирувата и, следовательно, два ацетил-КоА. Таким образом на одну молекулу глюкозы приходится два оборота цикла трикарбоновых кислот. В общей сложности образуются две молекулы АТФ, четыре CO2, восемь атомов H.

Следует отметить, что не только глюкоза и образующийся из нее пируват поступают в цикл Кребса. В результате расщепления ферментом липазой жиров образуются жирные кислоты, окисление которых также приводит к образованию ацетил-КоА, восстановлению НАД, а также ФАД (флавинадениндинуклеотида).

Если клетка испытывает дефицит углеводов и жиров, то окислению могут подвергаться аминокислоты. При этом образуются ацетил-КоА и органические кислоты, которые далее участвуют в цикле Кребса.

Таким образом неважно, каким был первичный источник энергии. В любом случае образуется ацетил-КоА, представляющий собой универсальное для клетки соединение.

biology.su

Цикл Кребса — Знаешь как

Что такое цикл Кребса

В 1937 г. Г. Кребс и Джонсон обнаружили, что взвеси (суспензии), полученные из мышечных волокон, значительно ускоряют окисление некоторых органических кислот (янтарной, фумаровой, яблочной, лимонной, изолимонной и других) или их солей, причем фермент сукцинатдегидрогеназа, катализирующий окисление янтарной кислоты в фумаровую, т. е. реакцию

СООН—СН2—СН2—СООН—СООН—СН=СН—СООН + 2Н,

отравляется (ингибируется) солями малоновой кислоты. На рисунке 29 отравляющее действие малоната обозначено как «малонатный блок». В дальнейшем неожиданно выяснилось, что в мышце, отравленной малонатом, все-таки происходит окисление солей фумаровой кислоты так, что получается сукцинат (соль янтарной кислоты). Это означает, что в клетках существует какой-то иной, круговой путь, ведущий от фумаровой кислоты к янтарной, но не связанный с преодолением «малонатного блока».

Рис. Цикл Кребса или цикл ди- и трикарбоновых кислот.

Обширные и тонкие исследования привели Г. Кребса к выводу, что определенные ди- и трикарбоновые кислоты совместно с системой ферментов образуют каталитический цикл. С помощью этого цикла природа извлекает энергию из процесса окисления веществ, получающихся из углеводов, жирных кислот и белков, превращая их в воду, оксид углерода (IV) и др. соединения и отщепляя водород. Атомы водорода в конечном счете соединяются с кислородом, а. энергия, соответствующая реакции окисления, запасается в молекулах аденозинтрифосфорной кислоты. Таким образом, цикл Кребса представляет собой составную часть того механизма, который обеспечивает клетке необходимый приток энергии. Круговую последовательность реакций Г. Кребс назвал циклом лимонной кислоты; в настоящее время ее называют циклом ди- и трикарбоновых кислот или циклом Кребса.

Функции цикла разнообразны и важны для поддержании почти всех процессов жизнедеятельности. Мы рассмотрим химическую сторону цикла.Кребса, обратив внимание па превращения, в которых исходным веществом является углевод — глюкоза.

В результате действия целого ряда ферментов глюкоза превращается в пировиноградную кислоту СН3СОСООН, которая окисляется в клетках до ацетилкофермента А так, что получается активное соединение СН3—СО—S-KoA.

Кофермент А подготавливает остаток уксусной кислоты— ацетил СН3СО — к дальнейшей переработке в цикле Кребса.

Так как кофермент А в конечном итоге регенерируется, то формально можно сказать, что результатом деятельности цикла является дегидрирование уксусной кислоты:

СН3СООН + 2Н20 — 2СО2 + 8Н

Проследим, что же происходит с ацетилкоферментом А.

Доказано, что при определенных условиях он может превращаться в жирные кислоты; реакция эта обратима, и, следовательно, жирные кислоты (а также и жиры после омыления) способны входить в цикл (см. левую верхнюю часть рис.). Если же ацетилкофермент А не израсходован на образование жирных кислот, то он реагирует со щавелевоуксусной кислотой и кофермент А при этом освобождается. Первая реакция цикл Кребса может схематически быть записана так:

Реакция катализируется ферментом цитрат-синтазой (название связано с функцией фермента — в результате реакции синтезируется лимонная кислота).

2. Лимонная кислота под влиянием фермента аконитазы превращается в изолимонную:

Фермент аконитаза, нуждающийся для проявления активности в ионах железа (II) и цистеине, обладает замечательными свойствами. В приведенной выше реакции он ускоряет превращение цис-формы аконитовой кислоты в лимонную и изолимонную и соответственно обратно (в равновесной смеси 91% приходится на лимонную, 6% на изолимонную и 3% на аконитовую кислоты при 25° С и рН 7,4). Характерно в этом эффекте то, что один и тот же катализатор катализирует две реакции: с одной стороны, отнимает в процессе дегидратации лимонной кислоты группу ОН у третичного атома углерода, а с другой — отщепляет группу ОН от вторичного атома углерода (дегидратация изолимонной кислоты).

Это возможно лишь при условии, что молекула субстрата соединяется с поверхностью фермента по крайней мере в трех его различных точках.

Так как в реакции принимает участие ион Fe2+, то было высказано предположение, что превращение лимонной кислоты в изолимонную происходит внутри комплекса, образуемого ионом железа Fe2+ с лимонной кислотой. Комплекс и связан

с белком фермента в трех точках: фермент отщепляет ион водорода от атома углерода (2), остаток приобретает отрицательный заряд и от него по этой причине легче отделяется ион ОН, соединенный с углеродом (3).

Гидроксильный ион переходит к иону Fe2+. Затем следует поворот комплекса, изменение конформации молекулы и группа ОН попадает к атому углерода (2), а ион водорода возвращается к атому углерода, но уже не к (2), а (3). Образуется изоцитрат; аконитат с этой точки зрения представляет собой промежуточное вещество, связанное с белком фермента

Превращение лимонной кислоты в изолимонную в комплексе с железом и ферментом: А — лимонная кислота; Б— изолимонная кислота; Е — белок фермента.

3. Далее следует реакция дегидрирования:

Эта реакция заключается в отщеплении водорода от изолимонной кислоты, причем водород переходит к активной группе — коферменту изоцитратдегидрогеназы. Активная группа представляет собой уже известный нам НАД+ (никотинамидадениндинуклеотид) или НАДФ+ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат). Фермент активируется ионами Мn2+.

4. Из щавелевоянтарной кислоты образуется α-кетоглутаровая кислота:

Реакция превращения щавелевоянтарной кислоты в кетоглутаровую является процессом декарбоксилирования, т. е. удаления СО2 за счет расщепления группы СООН. Процесс катализируется тем же ферментом, что и предыдущая реакция с участием НАДФ+ и ионов Мn2+.

5. Кетоглутаровая кислота, теряя водород и оксид углерода (IV), превращается в сукцинил-КоА:

В этой сложной реакции участвует кофермент НАД+ и KoA-SH; реакция протекает через промежуточные стадии, для которых необходимы ФАД, липоевая кислота и тиаминпирофосфат.

6. Производное кофермента А вступает в реакцию с гуанозиндифосфатом и фосфатом (обозначены ГДФ + Ф), в результате чего вновь получается KoA-SH и синтезируется гуанозинтрифосфат (ГТФ):

Реакция ускоряется ферментом сукцинилтиокиназой. Получившийся в результате ГТФ реагирует далее с АДФ, отдавая ей фосфатный остаток:

ГТФ + АДФ—ГДФ + АТФ.

Поэтому в конечном счете энергия, доставляемая этим процессом, накапливается в молекулах АТФ.

7. Янтарная кислота окисляется в фумаровую, отщепляя водород под действием фермента, о котором мы упоминали в начале описания цикла Кребса, именно сукцинатдегидрогеназы:

8. Фумаровая кислота гидратируется, т. е. присоединяет воду и превращается в яблочную кислоту (или ее соли — малаты). Реакция катализируется ферментом фумаразой и легко обратима.

Фумараза действует так, что присоединение ионов Н+ и ОНпроисходит по разные стороны двойной связи фумаровой кислоты:

9. Завершающая стадия цикла Кребса заключается в окислении малата в соль щавелевоуксусной кислоты (в оксалоацетат).

Катализатором является фермент малатдегидрогеназа, имеющая в качестве кофермента НАД+. Процесс окисления, т. е. передачи водорода от малата НАД+, сопровождается поглощением энергии. Сдвиг равновесия вправо объясняется быстрым удалением продуктов реакции:

На этом цикл заканчивается. Два атома углерода, вошедшие в него в форме СН3—СО, в ходе реакций выделяются в виде СО2. Изотопные методы позволили обнаружить, что оксид углерода (IV) СО2 содержит не те атомы углерода, которые содержались в остатке СН3СО, а другие, так что в цикле совершается постоянный обмен атомов углерода между кислотами и входящими в цикл веществами.

Восемь атомов водорода, образующиеся в процессах дегидрирования, присоединяются к коферментам (шесть —к НАДи два к ФАД). В дальнейшем атомы водорода отдадут свои электроны в цепь переносчиков (цитохромов), а сами уже в форме ионов Н+ присоединятся к попам кислорода.

Таковы сложные пути процесса окисления уксусной кислоты, который мы в начале этого раздела выразили балансовым уравнением:

СН3СООН + 2Н2О→2СО2 + 8Н.

В конечном счете водород с кислородом, которым дышат организмы, дает воду 8Н + 2О2→4Н2О. Это уравнение тоже балансовое и фактически соединение ионов водорода и кислорода является сложным процессом, катализируемым специальным ферментом.

Рассмотрим итоги цикла. Два электрона (два атома водорода) были получены уже в процессе предварительной подготовки пировиноградной кислоты — ее превращении в ацетил-КоА, после этого в самом цикле по два электрона получались при окислении изолимонной кислоты — «на уровне» изоцитрата, на уровне кетоглутаровой кислоты (кетоглутарата) и на уровнях янтарной и яблочной кислот (сукцинат и малат) Всего получается 10 электронов.

К этому надо добавить, что пировиноградная кислота получается из глюкозы, проходит стадию молочной кислоты, т. е. окисление идет в такой последовательности:

глюкоза — молочная кислота — пировиноградная кислота

и на стадии превращения молочной кислоты в пировиноградную также отщепляются два атома водорода:

СН3СН (ОН) СООН — СН3СОСООН + 2Н.

Всего таким образом в систему НАДФ—ФП — цитохромы от одной молекулы молочной кислоты попадает 12 электронов.

В цикле Кребса есть некоторая особенность: электроны, отщепляемые на уровне сукцината, попадают не к НАД, а, несколько обгоняя остальные, прямо к флавопротеидам. Но на

переходе от НАД к ФП совершается окислительное фосфорилирование — именно там на каждую прошедшую пару электронов образуется одна молекула АТФ. Следовательно, пара электронов, попавшая из цикла непосредственно к ФП, образует уже не три молекулы АТФ, как все остальные пары, а только две.

Но в самом цикле, именно на уровне кетоглутарата, часть выделившейся энергии идет на образование одной молекулы АТФ из неорганического фосфата и АДФ, поэтому в общем итоге из 6 пар электронов, прошедших по цепи, возникает 18 молекул АТФ, заряженных энергией из одной молекулы молочной кислоты. Но ведь молекула глюкозы содержит шесть атомов углерода, и из нее образуется две молекулы молочной кислоты и соответственно две молекулы пировиноградной кислоты. Поэтому молекула глюкозы должна дать при полном окислении 36 молекул АТФ, вобравших в себя энергию, заключенную в системе глюкоза и кислород или, точнее, разность энергий между этой системой и системой вода и оксид углерода (IV).

Запасы органических кислот цикла Кребса пополняются за счет так называемых «возмещающих» реакций. К ним относится взаимодействие пировиноградной кислоты с оксидом углерода (IV), катализируемое пируваткарбоксилазой и приводящее к накоплению щавелевоуксусной кислоты. Реакция поддерживается аденозинтрифосфорной кислотой и требует каталитического участия ионов магния:

СН3СО—СООН + СО2 — СООН—СО—СН2—СООН.

На рисунке 29 этот процесс показан слева. Фермент, катализирующий поглощение оксида углерода (IV) пируватом, содержит в своем составе биотип — один из жизненно важных витаминов. Яблочная и щавелевоуксусная кислота получаются так же и путем декарбоксилирования фосфенолпировиноградной кислоты; на деталях этого процесса мы не будем останавливаться.

Рассмотрим теперь вопрос об отношении процессов усвоения белков к циклу Кребса.

Молекула белка прежде всего атакуется протеолитическими ферментами. Они разрывают пептидные связи и к освободившимся валентностям присоединяются водород и гидроксил, т. е. происходит гидролиз. В результате молекула белка распадается на аминокислоты:

—R—NНСО—R—+Н2О → —R—NH2 + R—СООН.

После этого аминокислоты теряют азот, отщепляя его в виде аминогруппы. Потеря аминогруппы — только часть сложного процесса, имеющего общее название трансаминирования. Это значит, что аминогруппа данной аминокислоты вообще куда-то перемещается: может быть, на другую молекулу, может быть, удаляется в форме иона аммония (или аммиака). Процессы переноса аминогрупп были детально изучены акад. А. И. Браунштейном и его школой. Процесс переноса аминогруппы иногда сопровождается окислением (окислительное дезаминирование). Важную роль в этих реакциях играют ферменты, содержащие сложную активную группу (пиридоксальфосфат), в состав которой входит группа СНО.

С аминокислотами фермент образует связь (получается «шиффово основание») за счет реакции аминогруппы с группой СНО:

Смотря по тому, какой белок содержит данный фермент, шиффово основание может превратиться в те или иные конечные продукты. Так, например, под влиянием пиридоксальфосфата происходит перенос аминогруппы от глутаминовой кислоты на щавелевоуксусную и вместо исходной аминокислоты получаем кетоглутаровую кислоту СООН(СН2)2—СО—СООН.

Кетоглутаровая кислота участвует в цикле Кребса, и глутаминовая кислота из белка может включиться в цикл трикарбоновых кислот. Тот же фермент катализирует и обратную реакцию, так что из аспарагиновой кислоты может получиться щавелевоуксусная (тоже участвует и цикле Кребса, см. рис. в верху).

Примером окислительного дезаминирования может служить реакция, ускоряемая ферментами типа оксидаз аминокислот:

В клетках этот процесс превращения аминокислоты в простую карбоновую заканчивается реакцией разложения пероксида водорода под влиянием фермента. Аминокислоты, участвующие в процессах переноса (трансаминирования) и удаления аминогрупп (дезаминирование), в реакциях декарбоксилирования и рацемизации, являются одними из самых деятельных компонентов всех химических систем клетки.

Укажем некоторые наиболее типичные пути синтеза аминокислот.

Так, аспарагиновая кислота (ее соли — аспартаты) получается из щавелевоуксусной (ее соли оксалоацетаты) и какой-либо аминокислоты:

ССОН—СН2—СО—СООН + аминокислота → СООН— СН2—СН(NН2)СООН + кетокислота.

Из аспартатов в клетках образуются другие аминокислоты: треонин, метионин, лизин, а также амид-аспарагин.

Серии получается из 3-фосфо-D-глицериновой кислоты при участии НАД, фермента, переносящего аминогруппу (трансаминаза) и фермента фосфатазы.

Под влиянием фермента сериноксиметилазы серии образует глицин.

Одним из путей образования цистеина является реакция действия сероводорода на серии.

Помимо образования одной аминокислоты из другой, следует учитывать и возможности синтеза аминокислот за счет прямой ассимиляции аммиака. Так, из α-кетоглутарата и аммиака (иона аммония) получается глутамат. Реакция катализируется ферментом глутаматдегидрогеназой.

Ограничимся этими примерами и подведем краткий итог тому, что мы узнали о реакциях обмена веществ.

Важнейшие звенья этого комплекса реакций известны, поэтому почти вся схема будет понятна читателю. Исключение составляет только одно звено (крайнее левое), в котором из аспартата через ряд фосфорных производных углеводов образуются в конце концов аминокислоты фенилаланин, тирозин и триптофан; на одном из этапов этого же процесса получаются вещества, необходимые для синтеза гистидина, а также пиримидинов и пуринов. Мы, однако, не будем вдаваться в детали этого звена, а обратим внимание на всю картину в целом.

Прямоугольник (I) представляет реакции процесса гликолиза. Круг (II)—это цикл Кребса, справа от него (III)—дыхательная цепь, выше и справа — синтез жиров и фосфолипидов, идущих на образование клеточных мембран. Сплошные линии показывают пути синтеза аминокислот. Как видно, аминокислоты получаются из пировиноградной кислоты (пируват), из оксалоацетата и α-кетоглутарата; фосфоглицериновая кислота (I) и фосфопируват (I) являются исходными веществами в синтезе аминокислот серина, цистеина, глицина, метионина. Через аспартат и оротовую кислоту

синтезируются гистидин, фенилаланин, тирозин и триптофан.

Наиболее важные, узловые аминокислоты названы на схеме полностью (глицин, глутамат, аспартат, треонин, метионии), остальные обозначены сокращенными названиями. Гликолиз (I) связан с циклом Кребса (II) через ацетил-КоА. Оба эти звена питают всю цепь синтеза аминокислот. Линии между I и V указывают пути синтеза нуклеиновых кислот. Эти кислоты получаются из пуринов и пиримидинов, в свою очередь связанных с аспартатом и глицином. Глицин и аминолевулиновая кислота — сырье для синтеза важнейшего компонента дыхательной цепи — гема, на основе которого получаются цитохомы и активные группы различных окислительно-восстановительных ферментов.

Схема наглядно иллюстрирует исключительную роль аминокислот как при синтезе нуклеиновых кислот, так и в образовании ферментов дыхательной цепи. Вспомним, что именно дыхательная цепь и доставляет большую часть энергии, необходимой для синтезов, в форме энергии связей АТФ. Линии (III) и показывают путь синтеза АТФ из АДФ и Ф в результате работы дыхательной цепи и отчасти развития процесса гликолиза (I). Ацетил-КоА, как известно, выполняет работу по синтезу жирных кислот и жиров. Линии I и IV показывают (упрощенно) путь синтеза жиров и липидов.

Избыток глюкозы клетки могут превращать в гликоген (верхняя линия). Гликолен способен принимать участие (через образование фосфоглюкуроновой кислоты) в синтезе рибулозофосфата, отмеченного кружком (прямоугольник IV) и являющегося звеном в синтезе аминокислот (через шикимовую и фосфошикимовую кислоты). На схеме не указаны за недостатком места аммиак, требующийся в процессах аминирования, ионы железа, входящие в состав гема, и другие низкомолекулярные вещества.

Статья на тему Цикл Кребса

znaesh-kak.com

Цикл Кребса или как запомнить «золотое кольцо» биохимии | MEDFORO.RU

Краткие исторические сведения

Наш любимый цикл – ЦТК, или Цикл трикарбоновых кислот – жизнь на Земле и под Землей и в Земле… Стоп, а вообще это самый удивительный механизм – он универсален, является путем окисления продуктов распада углеводов, жиров, белков в клетках живых организмов, в результате получаем энергию для деятельности нашего тела.

Открыл этот процесс собственно Кребс Ганс, за что и получил Нобелевскую премию!

Родился он в августе 25 - 1900 года в Германии город Хильдесхайм. Получил медицинское образование Гамбургского университета, продолжил биохимические исследования под руководством Отто Вaрбурга в Берлине.

В 1930 открыл вместе со студентом своим процесс обезвреживания аммиака в организме, который был у многих представителей живого мира, в том числе и человека. Этот цикл – цикл образования мочевины, который также известен под именем цикла Кребса №1.

Когда к власти пришел Гитлер, Ганс эмигрировал в Великобританию, где продолжает заниматься наукой в Кембриджском и Шеффилдском университетах. Развивая исследования биохимика из Венгрии Альберта Сент-Дьёрди, получает озарение и делает самый знаменитый цикл Кребса № 2, или по-другому "цикл Сент-Дьёрди – Кребса" - 1937.

Результаты исследований посылаются в журнал "Nature", который отказывает в напечатании статьи. Тогда текст перелетает в журнал "Enzymologia" в Голландии. Кребс получает Нобелевскую премию в 1953 по физиологии и медицине.

Открытие было удивительным: в 1935 Сент-Дьёрди находит, что янтарная, оксалоуксусная, фумаровая и яблочная кислоты (все 4 кислоты - естественные химические компоненты клеток животных) усиливают процесс окисления в грудной мышце голубя. Которая была измельчена.

Именно в ней процессы метаболические идут с наибольшей скоростью.

Ф. Кнооп и К.Мартиус в 1937 году находят, что лимонная кислота превращается в изолимонную через продукт промежуточный, цис – аконитовую кислоту. Кроме того изолимонная кислота могла превращаться в а-кетоглутаровую, а та – в янтарную.

Кребс заметил действие кислот на поглощение О2 грудной мышцей голубя и выявил из активирующее действие на окисление ПВК и образование Ацетил-Коэнзима А. Кроме того процессы в мышце угнетались малоновой кислотой, которая похожа на янтарную и могла конкурентно ингибировать ферменты, у которых субстрат – янтарная кислота.

Когда Кребс добавлял малоновую кислоту к среде реакции, то начиналось накопление а-кетоглутаровой, лимонной и янтарной кислот. Таким образом понятно, что действие совместное а-кетоглутаровой, лимонной кислот приводит к образованию янтарной.

Ганс исследовал еще более 20 веществ, но они не влияли на окисление. Сопоставив полученные данные, Кребс получил цикл. В самом начале исследователь не мог точно сказать начинается процесс с лимонно или изолимонной кислоты, поэтому назвал "цикл трикарбоновых кислот".

Сейчас мы знаем, что первой является лимонная кислота, поэтому правильно - цитратный цикл или цикл лимонной кислоты.

У эукариот реакции ЦТК протекают в митохондриях, при этом все ферменты для катализа, кроме 1, содержатся в свободном состоянии в матриксе митохондрии, исключение - сукцинатдегидрогеназа - локализуется на внутренней мембране митохондрии, встраивается в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

Познакомимся с участниками цикла:

1) Ацетил-Коэнзим А

- ацетильная группа - Acetyl group
- коэнзим А - Coenzyme A:

2) ЩУК – Оксалоацетат - Щавелево-Уксусная кислота

как бы состоит из двух частей: щавелевая и уксусная кислота.

3-4) Лимонная и Изолимонная кислоты

5) а-Кетоглутаровая кислота

6) Сукцинил-Коэнзим А

7) Янтарная кислота

8) Фумаровая кислота

9) Яблочная кислота

Как же происходят реакции?

В целом мы все привыкли к виду кольца, что и представлено снизу на картинке. Еще ниже все расписано по этапам:

1. Конденсация Ацетил-Коэнзима А и Щавелево-Уксусной кислоты ➙ лимонная кислота

Превращение Ацетил-Коэнзима А берут начало с конденсации со Щавелево-Уксусной кислотой, в результате образуется лимонная кислота.

Реакция не требует расхода АТФ, так как энергия для этого процесса обеспечивается в результате гидролиза тиоэфирной связи с Ацетил-Коэнзимом А, которая является макроэргической:

2. Лимонная кислота через цис-аконитовую переходит в изолимонную

Происходит изомеризация лимонной кислоты в изолимонную. Фермент превращения - аконитаза - дегидратирует вначале лимонную кислоту с образованием цис-аконитовой кислоты, потом соединяет воду к двойной связи метаболита, образуя изолимонную кислоту:

3. Изолимонная дегидрируется с образованием а-кетоглутаровой и СО2

Изолимонная кислота окисляется специфической дегидрогеназой, кофермент которой - НАД.

Одновременно с окислением идет декарбоксилирование изолимонной кислоты. В результате превращений образуется α-кетоглутаровая кислота.

4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется ➙ сукцинил-коэнзим А и СО2

Следующая стадия - окислительное декарбоксилирование α-кетоглутаровой кислоты.

Катализируется α-кетоглутаратдегидрогеназным комплексом, который аналогичен по механизму, структуре и действию пируватдегидрогеназному комплексу. В результате образуется сукцинил-КоА.

5. Сукцинил-коэнзим А ➙ янтарная кислота

Сукцинил-КоА гидролизуется до свободной янтарной кислоты, выделяющаяся энергия сохраняется путем образования гуанозинтрифосфата. Эта стадия - единственная в цикле, прикоторой прямо выделится энергия.

6. Янтарная кислота дегидрируется ➙ фумаровая

Дегидрирование янтарной кислоты ускоряется сукцинатдегидрогеназой, коферментом ее является ФАД.

7. Фумаровая гидратируется ➙ яблочная

Фумаровая кислота, которая образуется при дегидрировании янтарной кислоты, гидратируется и образуется яблочная.

8. Яблочная кислота дегидрируется ➙ Щавелево-Уксусная - цикл замыкается

Заключительный процесс - дегидрирование яблочной кислоты, катализируемое малатдегидрогеназой;

Результат стадии - метаболит, с которого начинается цикл трикарбоновых кислот - Щавелево-Уксусная кислота.


В 1 реакцию следующего цикла вступит другая м-ла Ацетил-Коэнзима А.

Как запомнить этот цикл? Просто!

1) Очень образное выражение:
Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует— цитрат, цис-аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.

2) Другое длинное стихотворение:

ЩУКа съела ацетат, получается цитрaт,
Через цисaконитaт будет он изоцитрaт.
Вoдoрoды отдaв НАД, oн теряет СО2,
Этoму безмернo рaд aльфa-кетоглутaрaт.
Окисление грядет — НАД похитил вoдoрoд,
ТДФ, коэнзим А забирают СО2.
А энергия едва в сукциниле пoявилась,
Сразу АТФ рoдилась и oстался сукцинат.
Вот дoбрался он дo ФАДа — вoдoрoды тому надo,
Фумарат воды напился, и в малат oн превратился.
Тут к малату НАД пришел, вoдoрoды приобрел,
ЩУКа снoва oбъявилась и тихoнькo затаилась.

3) Оригинальное стихотворение – покороче:

ЩУКу АЦЕТИЛ ЛИМOНил,
Нo нарЦИСсA КOНь боялся,
Oн над ним ИЗOЛИМOННо
AЛЬФA - КЕТOГЛУТAРался.
CУКЦИНИЛся КOЭНЗИМом,
ЯНТAРился ФУМАРOВo,
ЯБЛОЧек припаc на зиму,
Обернулcя ЩУКой снова.

medforo.ru

Как ускорить метаболизм и похудеть

Метаболизм и потеря веса: Как вы сжигаете калории!

Вы наверняка слышали, как многие называют причиной своего избыточного веса замедленный обмен веществ. Правда ли, что во всем виноват обмен веществ? И если да, то можно ли увеличить скорость вашего метаболизма?
Метаболизм — это процесс, при котором ваш организм превращает то, что вы едите и пьете в энергию.
Вы набираете вес, когда едите больше калорий, чем сжигаете — или сжигаете меньше калорий, чем едите.
Хотя вы не можете контролировать свои возраст, пол и генетику, есть и другие способы, чтобы улучшить ваш метаболизм.

1. Пейте больше воды

Именно вода задействована во всех биохимических процессах протекающих в организме и играет решающую и важнейшую роль в скорости обмена веществ. Чай, кофе и газированные напитки не могут восполнить необходимый нам водный баланс.

В чём же причина?

Во-первых — в кофе, чае и во многих газированных напитках содержится кофеин, одна из основных особенностей которого — обезвоживание организма. После того как вы выпили кружечку кофе или зелёного/чёрного чая, из вашего организма будет выделено больше воды, чем вы выпили, что приводит к незаметному, но постоянному обезвоживанию.

Во-вторых — большинство людей употребляют все эти напитки с сахаром. Помимо очевидного вреда от дополнительного ввода в свой рацион легкоусваиваемых быстрых углеводов (в виде сахара), которые несомненно являются главными виновниками появления лишнего веса, сахар вызывает повышение осмотического давления в клетках организма, в результате чего дополнительно усиливается и без того немалая потеря жидкости.

Что же остаётся несчастному организму, в условиях постоянного обезвоживания? Правильно! Приспособиться и замедлить обмен веществ, дабы сохранить больше ценной жидкости и уменьшить её потери.

Вывод очевиден — пейте больше чистой питьевой воды без сахара и других добавок. Совсем отказываться от чая и кофе при этом не нужно. Просто разумно ограничьте их употребление и введите в свой рацион чистую воду. Запомните два важных правила:

Не стоит пить много воды за один раз. Пейте воду регулярно, но небольшими порциями. В идеале — около 100 мл за раз. Чтобы не забывать делать это регулярно, поставьте на рабочий стол бутылку с чистой водой и стакан.

Не пейте воду во время и сразу после еды. Заведите полезную привычку выпивать 1 стакан воды за 10 минут до приема пищи.

Как показывает практика, внедрение чистой воды и сокращение потребления сладких напитков со временем значительно улучшит ваше самочувствие.


2. Питайтесь 5 – 6 раз в день
Ученые доказали, что когда вы делаете многочасовые перерывы между приемами пищи, ваш организм считает, что для него наступили «голодные времена» и боясь, что его нескоро еще накормят, начинает откладывать калории на «черный день». В результате чего ваш обмен веществ замедляется. И напротив, при увеличении кратности приемов пищи, уровень сахара в крови поддерживается на достаточно ровном уровне, ваш метаболизм находится на постоянном низком старте и вы сжигаете больше калорий в течение дня.

Также несколько исследований показали, что те люди, которые регулярно перекусывают, в целом за день съедают меньше.
Итак, ни в коем случае не позволяйте себе голодать!

3. Обратите внимание на количество употребляемого вами белка


Ваше тело переваривает белок намного медленнее, чем жир или углеводы , поэтому вы дольше чувствуете себя сытыми (особенно, когда вы съедаете большое количество белка на завтрак). Кроме того белок помогает ускорить ваш метаболизм. Почему? Все очень просто. В процессе, называемом термогенез, ваше тело использует около 10 % из всех полученных калорий на переваривание пищи, а сжигание белка происходит намного медленнее, чем углеводов или жира, и ваш организм в этом процессе тратит куда больше энергии. Одно недавнее исследование в Университете Пердью обнаружило еще одно преимущество диеты с высоким содержанием белка — диета богатая белком помогает нам сохранить мышечную массу тела, а мышцы, как известно, даже в спокойном состоянии сжигают больше калорий.

Хорошие источники белка: постное мясо, индейка, рыба, белое мясо курицы, тофу, орехи, бобы, яйца, гречка, киноа и обезжиренные молочные продукты.


4. Не забывайте про завтрак!

Важно нетолько что вы едите, но и когда. Самым важным приемом пищи является завтрак. Если вы хотите ускорить обмен веществ, запомните, от завтрака нельзя отказываться ни в коем случае. Именно он дает мощный стартовый заряд нашему обмену веществ.

Обратите внимание, чтобы ваш утренний прием пищи был богат питательными веществами и в особенности белком. Это может быть овсянка с ягодами и миндальным орехом, омлет со шпинатом, нежирным сыром и кусочком цельнозернового хлеба или творог с ягодами.

5. Включите в свой рацион цитрусовые
Апельсины, мандарины, лимоны, грейпфруты — все эти сочные фрукты должны стать важной частью вашего питания. А всё потому, что, помимо витаминов и других полезных веществ, они содержат лимонную кислоту.

Лимонная кислота играет ключевую роль в энергетическом цикле, который был назван в честь учёного, который его открыл и получил за это Нобелевскую премию — Циклом Кребса или циклом лимонной кислоты. Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме.

Если вы имеете проблемы с пищеварением, не стоит есть цитрусовые на голодный желудок — это может обострить имеющиеся недомогания.


6. Нарастите мышечную массу
Ваше тело постоянно сжигает калории, даже когда вы ничего не делаете. Мы уже говорили, что скорость метаболизма у людей с более высокой мышечной массой заметно выше. Каждый килограмм мышц сжигает около 13 калорий в день только чтобы поддерживать себя, в то время как каждый килограмм жира сжигает только 5 калорий в день. После сеанса силовых тренировок, мышцы всего тела активируются и начинают сжигать большее количество калорий, тем самым ускоряя процесс обмена веществ.

7. Изменяйте интенсивность физических нагрузок
В следующий раз, когда вы отправитесь в спортзал, бассейн или на пробежку вокруг дома, обратите особое внимание на темп выполняемой нагрузки. Попробуйте нарастить темп выполняемых вами действий в течение 30 – 60 секунд, затем вернитесь к нормальной скорости на 90 секунд. Повторяйте эту последовательность 5 раз, 2 раза в неделю. Используя эту стратегию, вы потребляете большее количество кислорода, от этого увеличивается количество митохондрий и вы более эффективно сжигаете калории в течение дня.

Аэробные упражнения не помогут вам нарастить большие мышцы, но они совершенно точно увеличат скорость вашего метаболизма в течение нескольких часов после тренировки. Упражнения высокой интенсивности обеспечивают более длительный подъем уровня метаболизма, чем тренировки с низким или средним уровнем интенсивности.


8. Включите в свой рацион продукты содержащие Омега-3
Присутствующие в большом количестве в рыбе, растительных маслах и некоторых орехах незаменимые кислоты Омега-3 помогают регулировать уровень гормона лептина в нашем организме, в немалой степени влияющего на скорость, с которой наше тело сжигает жир.

Включая в свой рацион продукты, богатые жирными кислотами Омега-3, вы подстегнёте свой обмен веществ и увеличите жиросжигательную способность организма. Возьмите в привычку принимать рыбий жир каждый день. Ну а если рыбий жир и его запах вызывают у вас непреодолимое отвращение, то включите в свое питание такие продукты, как жирные сорта рыбы (лосось, форель, тунец, сардины и скумбрия), льняное и рапсовое масло, грецкие орехи.

В результате исследования по ожирению проведенного на крысах, было доказано, что крысы, принимающие рыбий жир перед физической нагрузкой, теряли значительно больше веса, чем те, которые не принимали.

9. Избегайте строгих диет
Под строгими диетами мы здесь понимаем диеты со снижением употребляемых калорий в день до 1200 (для женщин) и 1800 (для мужчин). Если вы хотите ускорить свой метаболизм, то такие диеты не для вас. Несмотря на то, что подобные диеты могут помочь вам сбросить несколько лишних килограммов, у них есть и оборотная сторона медали. При этих диетах высока вероятность потери мышечной массы, а это, как мы уже говорили, замедлит ваш метаболизм. В итоге ваш организм начинает сжигать меньше калорий, чем до начала диеты и после ее окончания с таким трудом потерянные килограммы очень быстро возвращаются.

В таких диетах важно соблюдать одно простое правило – съедайте достаточное количество калорий для поддержания нормальной скорости метаболизма в покое.

Как определить свою скорость обмена веществ в состоянии покоя? Ознакомившись с формулами, вы обнаружите интересный факт – чем больше ваш вес, тем быстрее обмен веществ. Мы советуем вам использовать формулу Маффина-Джеора, так как она считается более надежной, чем формула Харриса-Бенедикта. БСМ — Базальная Скорость Метаболизма(Обмен Веществ). Это энергия, которая необходима организму без каких-либо других физических нагрузок, то есть метаболизм покоя.

Вот ссылка на калькулятор БСМ, который посчитает все за Вас.

Если вы хотите расчитать все сами, то вот эта формула:
БСМ = (9.99*М) + (6.25*Р) – (4.92*В) + (166*П) — 151М = ваш вес в килограммах
Р = ваш рост в сантиметрах
В = ваш возраст
П = коэффициент пола. 1 – для мужчин, 0 для женщин.

10. Не забывайте про ночной сон

Специалисты медицинского исследовательского центра в Портленде (США) обнаружили, что люди, сидящие на диете, но спящие всего шесть часов, теряют на 55 процентов меньше жира, чем те, кто спит не меньше восьми.

При недостатке сна организм вырабатывает меньше лептина — гормона сытости — и больше грелина — гормона голода. И тогда человек ест больше, чем следовало бы. Вывод: чем больше вы спите ночью, тем активнее будет обмен веществ в течение дня.

Ученые рекомендуют спать в прохладном помещении и не укрываться одеялом. Тогда метаболизм ночью улучшится, и организм будет сжигать больше калорий.

Важно также, с каким настроением вы ложитесь спать. Если перенервничали, посмотрели тяжелый фильм, организм будет вырабатывать гормон стресса кортизол, который замедляет обменные процессы.

На ночь лучше не есть углеводы, поскольку тогда организм может даже блокировать обменные процессы, и вы рискуете прибавить в весе.

Заключение.
Необязательно строго соблюдать все вышеперечисленные правила. Но если вы хотите ускорить свой обмен веществ и сбросить лишние килограммы, то вам следует взять на заметку как минимум некоторые из них.

interesno.cc

Цикл Кребса | Спорт питание

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, цитратный цикл) — центральная часть общего пути катаболизма, т.е  процесс обмена веществ , которые возникают в живом организме для поддержания жизни распада, разложения на более элементарные вещества или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO2. При этом освобождённый водород устремляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая прямое участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ.


Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, т.е совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды применяющих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и основная пластическая функция, то есть это значительный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.
Цикл превращения лимонной кислоты в живых клетках был открыт и изучен немецким биохимиком Хансом Кребсом, за эту работу он (совместно с Ф. Липманом) был удостоен Нобелевской премии (1953 год).

При работе цикла Кребса окисляются различные продукты обмена, в частности токсичные недоокисленные продукты распада алкоголя, поэтому стимуляцию цикла Кребса можно рассматривать как меру биохимической детоксикации.

Цикл Кребса регулируется «по механизму отрицательной обратной связи», при наличии большого количества субстратов (ацетил-КоА, оксалоацетат), цикл активно работает, а при избытке продуктов реакции (NADH, ATP) тормозится. Регуляция осуществляется и при помощи гормонов, основным источником ацетил-КоА является глюкоза, поэтому гормоны, способствующие аэробному распаду глюкозы, способствуют работе цикла Кребса. Такими гормонами являются: инсулин и адреналин. Глюкагон стимулирует синтез глюкозы и ингибирует реакции цикла Кребса.

Функции
1.    Интегративная функция — цикл является связующим звеном между реакциями анаболизма и катаболизма.
2.    Катаболическая функция  — превращение различных веществ в субстраты цикла:
o    Жирные кислоты, пируват,Лей,Фен — Ацетил-КоА.
o    Арг, Гис, Глу — α-кетоглутарат.
o    Фен, тир — фумарат.
3.    Анаболическая функция  — использование субстратов цикла на синтез органических веществ:
o    Оксалацетат — глюкоза, Асп, Асн.
o    Сукцинил-КоА — синтез гема.
o    CО2 — реакции карбоксилирования.
4.    Водорододонорная функция  — цикл Кребса поставляет на дыхательную цепь митохондрий протоны в виде трех НАДН.Н+ и одного ФАДН2.
5.    Энергетическая функция  — 3 НАДН.Н+ дает 7.5 моль АТФ, 1 ФАДН2 дает 1.5 моль АТФ на дыхательной цепи. Кроме того в цикле путем субстратного фосфорилирования синтезируется 1 ГТФ, а затем из него синтезируется АТФ посредствам трансфосфорилирования: ГТФ + АДФ = АТФ + ГДФ.

Вывод

Из всего выше сказанного следует что  цикл  Кребса является важным компонентом в производстве большого количества клеточной энергии. Использования цикла важно для обеспечения того, чтобы у вас было достаточное количество энергии в течение длительных тренировок. Потому что есть очень много шагов для повышения эффективности  этого цикла, что  выгодно спортсменов и бодибилдеров. Спортивные добавки могут способствовать аэробному производству энергии за счет увеличения скорости окислительного производства АТФ во время тренировки, и скорость восстановления после тренировки.

Цикл Кребса и бодибилдинг
Цикл Кребса является самой важной системой производства энергии в повседневной жизни. Он  является основным производителем энергии в состоянии покоя и с низким уровнем умеренной интенсивности упражнений и большей  продолжительностью упражнений. Повышения его эффективности в производстве большей энергии, может помочь вам, как культуристу  получить больше, обеспечивая мышцам меньшую усталость и увеличение производительности. Сегодня производители спортивного питания предлагают большой выбор добавок на основе различных компонентов увеличивающих окислительные реакции в организме. Это различные виды креатинов, аргинина, и многое другое.



Купить спортивное питание   Вы можете в интернет магазине спортивного питания Fitness Live

optimum-nutrition.com.ua


Смотрите также