خطوات دورة كربس بالتفصيل

دورة كربس Krebs Cycle هي عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية محفزة بالأنزيمات لها دور هام ورئيسي في كافة أنواع الخلايا الحية التي تستخدم الأكسجين في التنفس الخلوي وتعرف دورة كربس في جميع الأوساط العلمية بأنها دورة حمض الستريك، ويطلق عليها العديد من الأسماء مثل حلقة حمض الليمون، ودورة الأحماض ثلاثية الكربوكسيل TCA

وتمثل دورة حمض الستريك في الكائنات الحية جزء من المسلك الاستقلابي المكتنف داخل التحول الكيميائي للكربوهيدرات والدهون والبروتين إلى غاز ثاني أكسيد الكربون والماء ليولد الطاقة التي يمكن للجسم استخدامها، وتعد تلك الدورة هي المسلك الثالث من بين أربعة مسالك أخرى مكتنفة في تقويض الكربوهيدرات وتصنيع الأدينوزين ثلاثي الفوسفات، أما المسالك الثلاثة الأخرى هي:

– تحلل السكر

– تأكسد البيروفات

– السلسلة التنفسية.

ماذا يحدث خلال دورة كيربس

دورة كريبس هي عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائيّة التي تحدث في جميع الخلايا التي تحتاج إلى الأكسجين من أجل البقاء حية. ويطلق عليها أيضا دورة كريز أو دورة حمض ثلاثي الكربوكسيليك، وتتميز دورة كربس بأن لها أهمية شديدة حتى مع الخلايا التي تقوم بعملية التخمر حيث أنها تعطي طلائع لعدة مركبات مثل الأحماض الأمينية.

وقد  حصل العالم الكيميائي الحيوي هانز أدولف كريز الألماني الجنسية، في عام 1953م على جائزة نوبل للطب أو للفسيولوجيا أي علم وظائف الأعضاء وذلك لاكتشافه منهج المعالجة. ودور الذي تقوم به دورة كريبس الهام في عملية الأيض، حيث تقوم الخلايا فيها بتحويل الغذاء إلى طاقة.

وتحويل التفاعلات الكيميائية في الدورة أستيل الأنزيم التميمي أ، وهو أحد أشكال حمض الخليك، إلى ثاني أكسيد الكربون وماء. ويتكون أستيل الإنزيم التميمي أ في الجسم من تحلل الدهون والبروتينات والكربوهيدرات.

حيث تبدأ دورة كريبس باتحاد أستيل الإنزيم التميمي أ مع حمض الأوكسالوأستيك، وهو منتج نهائي للدورة نفسها، ويتشكل عن توافق هذه الحموض حمض السيتريك. ويَنْتُج عن إعادة تنظيم جزيئات حمض السيتريك حمض الأيسوستريك الذي يمر من خلال سلسلة من المراحل ليشكل خلالها ستة أحماض وسيطة، وهي:

– ألفا

– كيتوجلوتاريك

– السكسينيك

– سكسنيل الإنزيم التميمي

– الفيوماريك، والماليك

– الأوكسالوأستيك،

ومن ثَمَّ يُصبح بعدها حمض الأوكسالوأستيك جاهزاً  بشكل كامل للاتحاد مع أستيل الإنزيم التميمي أ لبدء دورة أخرى من دورات كربس

خطوات دورة كربس

1- يدخل جزئ أستيل A CO –إلى دورة كربس حيث ينفصل عنه مساعد الأنزيم CO – A ليحمل مجموعات أستيل أخرى إلى دورة كربس

2- تتحد مجموعة الأستيل (2C) مع حمض الأكسالوأستيك (4C) لينتج حمض الستريك (6C)

3- يمر حمض الستريك بعدد من المركبات الوسطية هي حمض كيتوجلوتاريك ثم حمض ساكسينك ثم حمض ماليك لتنتهي التفاعلات بحمض اكسالوأستيك الذي يرتبط مع مجموعة أستيل جديدة مكونًا حمض السترك مرة أخرى.

4- يتحرر أثناء دورة كربس : 2 CO2 ATP – – 3 NADH – FADH2

5- تتكرر دورة كربس مرتين لكل جزئ من الجلوكوز حيث يعطي جزئ الجلوكوز 2 جزئ مجموعة أستيل وبالتالي تتضاعف المواد المتحررة عن هذه الدورة

نتائج دورة كربس

نتائج الدور الأول من الدورة هم: جُزَيئة GTP, ثلاثة جزيئات NADH, جزيئة FADH2 و جزيئتان CO2, و لأن كل دورة تؤدي الى انتاج جزيئتان من أسيتيل التميم الانزيمي أ المعروف ب acetyl CoA من كل جزيئة كلوكوز فان كل جزيئة گلوكوز تتطلب دورتان كريبس فتكون النتيجة : جزيئتان GTP, ستة جزيئات NADH , جزيئتان FADH2 و أربعة جزيئات CO2.

معلومات هامة عن عملية التنفس الخلوي

– يعتبر جزئ ATP عملة الطاقة في الخلية ، لأن كل طاقة تحتاج الخلية إلى تدبيرها تقتضي وجود ATP التي يمكن تشبيهها بالعملة الصغيرة (الفكة) التي تتميز بسهولة تداولها وصرفها .

– لا تتطلب دورة كربس وجود أكسجين ، لأن كل الإلكترونات التي تزال في أكسدة ذرات الكربون أثناء التفاعلات تستقبل بواسطة كل من NAD+ و FAD .

–  لجوء الكائن الحي إلى التنفس اللاهوائي ، عندما لا يتوافر الأكسجين فإنه يلجأ إلى التنفس اللاهوائي للحصول على مقدار من الطاقة اللازمة لاستمرار أنشطته الحيوية .

– يحدث التعب العضلي عندما تستنفذ خلايا العضلات كل الأكسجين الموجود بها فتلجأ الخلايا إلى تحويل حمض البيروفيك بعد اختزاله ( اتحاده مع الإلكترونات التي على NADH ) إلى (حمض لاكتيك C3H6O3)  والذي يتراكم فيسبب التعب العضلي والذي يزول بمجرد توافر الأكسجين حيث يتحول حمض اللاكتيك إلى حمض بيروفيك مرة أخرى ثم أستيل مساعد الإنزيم ( أ ) .

– يعتبر الأكسجين هو المستقبل الأخير في سلسلة نقل الإلكترونات ، لأن زوج من الإلكترونات تتحد مع زوج من البروتونات H+ ثم مع ذرة أكسجين لتكوين الماء كما في المعادلة الآتية : H2O 2e- + 2 H+ + 1/2 O2