از چرخه اسید سیتریک چه می دانیم؟

چرخه اسید سیتریک ،اگر شما هم مانند تمامی انسان‌های دنیا به اتفاقاتی که واکنش‌های شیمیایی بر روی بدن ما می‌گذارند،

و از تاثیر چرخه اسید سیتریک بر روی سلول‌های بدن بی‌اطلاع هستید،

این مقاله را از دست ندید چون در این مقاله می خواهیم با ساز و کار چرخه‌ اسید سیتریک آشنا شویم.

تمامی انسان‌ها در کتاب‌های درسی پایه، تا به حال واژه‌ اسید سیتریک را شنیده‌اند اما کمتر کسی از چرخه‌‌ اسید سیتریک مطلع می‌باشد و خیلی از افراد، تاثیرات این فرمول شیمیایی را در زندگی شخصیشان نمی‌دانند.

یک قانون نانوشته در جهان مرسوم است که انسان با زیاده‌روی در استفاده از این اسید آلی ضعیف، مشکلاتی را در سلامت خودشان به وجود می‌‌آورند.

اما این گونه نیست زیرا چند سال قبل مقاله ای در سازمان غذا و دارو منتشر شد که نشان می‌داد اسید سیتریک جزو مواد بی خطر محسوب می‌شود و به همین دلیل جزء پر مصرف‌ترین اسید آلی در صنعت های مختلف به شمار می‌آید.

اگر بخواهیم بیشتر در این مسئله دقت کنیم، به این بحث می‌رسیم که چرخه اسید سیتریک از کجا به وجود می‌آید؟

دسته‌ای از واکنش‌های شیمیایی هستند که در درون سلول مولکول‌های غذایی را به کربن دی اکسید، آب و انرژی تبدیل می‌کنند.

دانشمندان این چرخه را به این شکل تفسیر کرده‌اند، که دسته‌ای از واکنش‌های شیمیایی که در درون یک سلول خاص، مولکول‌های غذایی اش را به انرژی و آب و کربن‌دی‌اکسید تبدیل می‌کند.

یعنی اگر بخواهیم به زبان ساده‌تر این چرخه را توضیح بدهیم، بدین صورت است که انرژی تامین شده از مواد غذایی، در این چرخه برای تمامی موجودات تولید می شود.

و وقتی که موجودی، ماده‌ای تحت عنوان خوراک به بدن خود وارد می‌کند، سلول‌های زیادی وظیفه استخراج مواد ضروری و تامین، این انرژی را برای بدن آن جاندار تامین می‌کند.

چرخه اسید سیتریک ،زیست شناسان تمامی این فرآیند را تنفس سلولی می‌نامند که به علت پیچیده بودن این مطلب، اطلاعاتش را در مقاله‌ای دیگر بررسی می‌کنیم؛ اما کارکرد کلی تنفس سلولی بدین صورت است:

گلیکولیز، چرخه اسید سیتریک، انتقال الکترون/فسفریلاسیون اکسیداتیو.

اسید سیتریک در بیشتر مواد غذایی از جمله میوه ها و سبزیجات وجود دارد، اما عموما در مواد غذایی که ویتامین ث بالایی دارند، اسید سیتریک نیز وجود دارد

و از همان هنگام ورود چرخه اسید سیتریک در سلول‌های بدن شروع به فعالیت می‌کند و تولید انرژی و جذب کربن دی اکسید و آب در اولویت بدن قرار می‌گیرد.

لیمو، لیمو ترش، گریپ فروت، آناناس، پرتقال و نارنگی از میوه‌هایی هستند که درصد زیادی از اسید سیتریک را در خودشان جای داده‌اند.

بیشتر بخوانید: خواص گلیسیرین برای پوست

واکنش شیمیایی چرخه اسید سیتریک؟

Acetyl-CoA + 3NAD+ + Q + GDP + Pi + 2H2O → CoA-SH + 3NADH + 3H+ + QH2 +GTP + 2CO2

در این واکنش می‌بینیم که، در چرخه‌ اسید سیتریک، از استیلCoA به یک مولکول، oxaloacetate که حاوی 4 کربن می‌باشد، وصل می‌شود تا با این اتصال، مولکول جدیدی به نام سیترات شش کربن را بسازند.

با توجه به برخی تحولات، سیترات مذکور، با اکسیژن ترکیب می‌شود و تبدیل به اکسید خواهد شد و با همین ترکیب با اکسیژن، دو مولکول کربن دی اکسید در واکنش آزاد می‌شود.

در این فرآیند، سه مولکول NAD + به NADH کاهش می‌یابد، یک مولکول FAD به FADH2 کاهش می یابد و یک ATP یا GTP (بسته به نوع سلول) (توسط فسفوریلاسیون سطح سوبسترا) تولید می‌شود.

از آنجا که محصول نهایی چرخه اسید سیتریک نیز اولین واکنش دهنده است، این چرخه به‌طور مداوم در حضور واکنش‌های کافی کار می‌کند.

حال با توجه به واکنشی که سعی شد به زبان ساده، برای شما عزیزان، توضیح داده شود به سراغ چرخه کربس و مراحل ایجاد آن می‌رویم:

مراحل چرخه کربس

شاید برایتان جالب باشد که چرخه کربس، همان چرخه اسید سیتریک است. حال چرا اسمش کربس شده است؟

به همان دلیل قدیمی که دانشمندی این روش را کشف کرده است و نام خودش را برای آن فرآیند نهاده، حال بهتر است که به‌طور جزئی‌تر، فرآیند چرخه کربس را بررسی کنیم.

مولکول چهار کربنی اگزالواستات است که این چرخه را آغاز می‌کند و همین مولکول است که پس از هشت بار چرخیدن، در مرحله‌ آخر، دوباره تولید و بازسازی می‌شود.

در هر دور از چرخشی که اتفاق می‌افتد، یک ATP یا یک مولکول،GTP و همچنین سه مولکول NADH و یک مولکول FADH2 به وجود می‌آید که در مراحل بعدی تنفس سلولی برای تولید ATP برای همان سلول استفاده می‌شود.

در تبدیل پیروات به اکسید کربن، هر مولکول پیروات با ترکیب شدن با اکسیژن، باعث آزاد شدن، دی اکسید کربن می‌شود و یک اتم کربن را از دست می‌دهد.

اگر توضیح دقیق چرخه اسید سیتریک یا چرخه کربس را به صورت یک تئوری بخواهیم فرا بگیریم،

به مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی گفته می‌شود که توسط تمام اتفاقات طبیعی و هوازی مورد استفاده قرار می‌گیرد

که توسط اکسید شدن به وسیله استات، نتیجه‌ حاصل از ورود، کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها و پروتئین‌ها به دی اکسید کربن، انرژی تولید کند و باعث به‌وجود آمدن، انرژی در بدن هر موجودی که دستگاه گوارش داشته باشد، بشود.

بیشتر بخوانید: کاربرد اسید سیتریک در کشاورزی

کارکردهای چرخه کربس

اما چرخه کربس کاربردهای بسیار زیادی در انجام واکنش‌های شیمیایی که از ورای آن واکنش ها، محصولات، کاتالیزورهای شیمیایی و متریال‌های مختلف در صنعت از آن ها استفاده می‌کنند که در مقاله های بعدی عمدتا به آن ها رسیدگی می‌کنیم.

پس با تمام اتفاقات، واکنش‌هایی که در این چرخه و لوپ تکرار شونده به وجود آمد، فهمیدیم که کاربرد این چرخه، باعث افتادن چه اتفاقاتی، در بدن و در هر واکنشی، برای موارد استفاده شده نامبرده دارد.

تمامی فلزها و عناصر استفاده شده که در هنگام تولید و به وجود آمدن عناصر جدید از چه راهی تشکیل می‌شوند و اصولا راهکار آن برای ادامه و بقا چه می‌تواند باشد.

از چرخه اسید سیتریک چه می دانیم؟