Холестериновый атеросклероз, или Как предупредить инфаркт. Немного о гипотезах старения нашего организма. Евгений Иринин
произносят оставшиеся в памяти два слова: «Цикл Кребса!» – подчеркивая его значимость и сложность.
Итак, ацетил-КоА поступил в цикл Кребса. В чем заключается суть этого цикла? Цикл Кребса – это центральная часть общего пути катаболизма питательных субстратов и заключается в окислении ацетил-КоА – ключевого промежуточного соединения в метаболизме всех основных питательных веществ. Кребс открыл цикл биологических реакций, в ходе которых организму становится доступна энергия, заключенная в питательных веществах (в нашей пище). Цикл представляет собой восемь последовательных реакций, в ходе которых органические кислоты последовательно преобразуются одна в другую. В результате первой реакции образуется лимонная кислота (отсюда одно из названий цикла), затем янтарная, яблочная и т. д. За один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление (сгорание) одной молекулы ацетил-КоА. Рассмотрение сложных реакций цитратного цикла представляется здесь неуместным, и мы остановимся только на образовании некоторых промежуточных соединений, играющих определяющую роль в выработке биоэнергии. Почему реакции цикла называют ферментативными? Потому что совокупность всех химических реакций, образующих метаболизм, является результатом действия ферментов (в западной литературе – энзимов).
Вернемся, однако, к работе цикла Кребса. Что он «выдает» за полный оборот? Конечным продуктом окисления ацетил-КоА является углекислый газ (СО2) – углеродные атомы скелета ацетил-КоА высвобождаются в виде СО2. Другим конечным продуктом является вода (Н2О), схему образования которой мы приведем чуть ниже.
Разумеется, что энергетическая функция цикла заключается не в этом. Иначе получается, что на входе цикла – еда (пищевые субстраты), а на выходе – вода. В каком же веществе заключена энергия после завершения одного оборота цикла Кребса?
Энергия как результат биологического окисления субстратов образуется в митохондриях посредством работы так называемой дыхательной цепи. Организация работы дыхательной цепи осуществляется с помощью синтезированных в цикле Кребса некоторых промежуточных ферментов – дегидрогеназ. Напомним читателю, что окисление – это химический процесс передачи электронов от атома восстановителя (донора электронов) к атому окислителя (акцептору электронов). Особенность биологического окисления состоит в том, что основной реакцией окисления является реакция дегидрирования – отщепления от субстрата атомов водорода, включающих в себя, как мы помним из курса физики, электроны и протоны. Важнейшая функция цикла Кребса заключается в дегидрировании «приготовленного» в ходе метаболизма упоминаемого нами ранее ацетил-КоА. Процессы дегидрирования органических субстратов протекают под действием специфических дегидрогеназ. В реакциях дегидрирования водородные атомы передаются от субстрата