Glavna razlika između anaerobnih i aerobnih uvjeta je potreba za kisikom. Anaerobni procesi ne trebaju kisik, dok aerobni procesi trebaju kisik. Krebsov ciklus, međutim, nije tako jednostavan. Dio je to složenog višestupanjskog procesa koji se naziva stanično disanje. Iako uporaba kisika nije izravno uključena u Krebsov ciklus, smatra se aerobnim procesom.
Pregled aerobnog staničnog disanja
Aerobno stanično disanje događa se kada stanice troše hranu kako bi proizvele energiju u obliku adenin trifosfata ili ATP. Katabolizam šećera glukoze označava početak staničnog disanja jer se energija oslobađa iz njegovih kemijskih veza. Složeni postupak sastoji se od nekoliko međusobno ovisnih komponenata kao što su glikoliza, Krebsov ciklus i lanac transporta elektrona. Sveukupno, za postupak je potrebno 6 molekula kisika za svaku molekulu glukoze. Kemijska formula je 6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + ATP energija.
Krebsov prethodnik ciklusa: glikoliza
Glikoliza se događa u citoplazmi stanice i ona mora prethoditi Krebsovom ciklusu. Proces zahtijeva upotrebu dvije molekule ATP, no kako se glukoza razgrađuje iz molekule šećera sa šest ugljika u dvije molekule šećera s tri ugljika, stvaraju se četiri molekule ATP i dvije NADH. Šećer s tri ugljika, poznat kao piruvat, i NADH prebacuju se u Krebsov ciklus kako bi stvorili više ATP-a u aerobnim uvjetima. Ako nema kisika, piruvat ne smije ući u Krebsov ciklus i dalje se oksidira dajući mliječnu kiselinu.
Krebsov ciklus
Krebsov ciklus javlja se u mitohondrijima, koji je poznat i kao pogon stanice. Nakon što piruvat stigne iz citoplazme, svaka se molekula potpuno razgrađuje od šećera s tri ugljika u fragment s dva ugljika. Dobivena molekula je vezana za koenzim, koji započinje Krebsov ciklus. Dok fragment od dva ugljika putuje kroz ciklus, neto proizvodi četiri molekule ugljičnog dioksida, šest molekula NADH i dvije molekule ATP i FADH2.
Važnost elektronskog transportnog lanca
Kad se NADH svede na NAD, lanac prijenosa elektrona prihvaća elektrone iz molekula. Kako se elektroni prenose na svaki nosač u lancu transporta elektrona, oslobađa se slobodna energija koja se koristi za stvaranje ATP-a. Kisik je konačni akceptor elektrona u lancu transporta elektrona. Bez kisika, lanac transporta elektrona zaglavi se elektronima. Slijedom toga, NAD se ne može proizvesti, što uzrokuje da glikoliza stvara mliječnu kiselinu umjesto piruvata, koja je nužna komponenta Krebsovog ciklusa. Dakle, Krebsov ciklus jako ovisi o kisiku, smatrajući ga aerobnim procesom.