Kas Krebsi tsikkel on aeroobne või anaeroobne?

Peamine erinevus anaeroobsete ja aeroobsete tingimuste vahel on hapniku vajadus. Anaeroobsed protsessid ei vaja hapnikku, aeroobsed protsessid aga hapnikku. Krebsi tsükkel pole aga nii lihtne. See on osa keerulisest mitmeastmelisest protsessist, mida nimetatakse rakuhingamiseks. Ehkki hapniku kasutamine ei ole Krebsi tsüklis otseselt seotud, peetakse seda aeroobseks protsessiks.

Aeroobne rakuhingamine toimub siis, kui rakud tarbivad toitu energia tootmiseks adeniintrifosfaadi või ATP kujul. Suhkru glükoosi katabolism tähistab rakuhingamise algust, kuna selle keemilistest sidemetest eraldub energia. Kompleksne protsess koosneb mitmest üksteisest sõltuvast komponendist nagu glükolüüs, Krebsi tsükkel ja elektronide transpordiahel. Üldiselt nõuab protsess glükoosi iga molekuli kohta 6 hapniku molekuli. Keemiline valem on 6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + ATP energia.

Glükolüüs toimub raku tsütoplasmas ja see peab eelnema Krebsi tsüklile. Protsess nõuab kahe ATP molekuli kasutamist, kuid kuna glükoos jaguneb kuue süsinikuga suhkrumolekulist kaheks kolme süsinikuga suhkrumolekuliks, luuakse neli ATP ja kaks NADH molekuli. Kolmesüsinikuline suhkur, tuntud kui püruvaat, ja NADH viiakse Krebsi tsüklisse, et aeroobsetes tingimustes tekiks rohkem ATP-d. Kui hapnikku pole, pole püruvaadil lubatud Krebsi tsüklisse siseneda ja see oksüdeeritakse edasi piimhappe saamiseks.

Krebsi tsükkel toimub mitokondrites, mis on tuntud ka kui raku jõumaja. Pärast püruvaadi saabumist tsütoplasmast laguneb iga molekul täielikult kolmest süsinikust koosnevast suhkrust kaheks süsinikuks. Saadud molekul kinnitatakse koensüümile, mis käivitab Krebsi tsükli. Kui kahe süsiniku fragment läbib tsüklit, on sellel neli süsinikdioksiidi molekuli, kuue NADH molekuli ning kahe ATP ja FADH2 molekuli netotoodang.

Kui NADH redutseeritakse NAD-ks, võtab elektronide transpordiahel molekulidest elektronid vastu. Kui elektronid kanduvad elektronide transpordiahelas igale kandjale, vabaneb vaba energia ja seda kasutatakse ATP moodustamiseks. Hapnik on elektronide lõplik aktseptor elektronide transpordiahelas. Hapnikuta jääb elektronide transpordiahel elektronidest kinni. Järelikult ei saa NAD-d toota, põhjustades seeläbi glükolüüsi tulemusena püruvaadi asemel piimhapet, mis on Krebsi tsükli vajalik komponent. Seega sõltub Krebsi tsükkel tugevalt hapnikust, pidades seda aeroobseks protsessiks.