Je Krebsův cyklus aerobní nebo anaerobní?

Hlavním rozdílem mezi anaerobními a aerobními podmínkami je potřeba kyslíku. Anaerobní procesy nevyžadují kyslík, zatímco aerobní procesy vyžadují kyslík. Krebsův cyklus však není tak jednoduchý. Je součástí složitého vícestupňového procesu zvaného buněčné dýchání. Ačkoli použití kyslíku není přímo zapojeno do Krebsova cyklu, je považováno za aerobní proces.

Aerobní buněčné dýchání nastává, když buňky konzumují jídlo k výrobě energie ve formě adenin trifosfátu nebo ATP. Katabolismus glukózy cukru znamená začátek buněčného dýchání, protože energie se uvolňuje z jejích chemických vazeb. Komplexní proces se skládá z několika vzájemně závislých složek, jako je glykolýza, Krebsův cyklus a elektronový transportní řetězec. Celkově tento proces vyžaduje 6 molekul kyslíku pro každou molekulu glukózy. Chemický vzorec je 6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + ATP energie.

Glykolýza probíhá v cytoplazmě buňky a musí předcházet Krebsovu cyklu. Tento proces vyžaduje použití dvou molekul ATP, ale jelikož se glukóza štěpí z molekuly cukru se šesti uhlíky na dvě molekuly cukru se třemi uhlíky, vytvoří se čtyři molekuly ATP a dvě molekuly NADH. Tříuhlíkový cukr, známý jako pyruvát, a NADH jsou dopravovány do Krebsova cyklu, aby se za aerobních podmínek vytvořilo více ATP. Pokud není přítomen kyslík, nesmí pyruvát vstoupit do Krebsova cyklu a dále se oxiduje za vzniku kyseliny mléčné.

Krebsův cyklus se vyskytuje v mitochondriích, které se také nazývají energetická buňka buňky. Poté, co pyruvát dorazí z cytoplazmy, se každá molekula úplně rozloží z cukru se třemi uhlíky na fragment se dvěma uhlíky. Výsledná molekula je připojena ke koenzymu, který spouští Krebsův cyklus. Jak fragment s dvěma uhlíky prochází cyklem, má čistou produkci čtyř molekul oxidu uhličitého, šesti molekul NADH a dvou molekul ATP a FADH2.

Když je NADH redukován na NAD, elektronový transportní řetězec přijímá elektrony z molekul. Jak se elektrony přenášejí na každý nosič v elektronovém transportním řetězci, uvolňuje se volná energie a používá se k tvorbě ATP. Kyslík je konečným akceptorem elektronů v řetězci transportu elektronů. Bez kyslíku se elektronový transportní řetězec zasekne elektrony. V důsledku toho nemůže být NAD produkován, což způsobí, že glykolýza produkuje kyselinu mléčnou místo pyruvátu, který je nezbytnou součástí Krebsova cyklu. Krebsův cyklus je tedy silně závislý na kyslíku, což jej považuje za aerobní proces.