Je Krebsov cyklus aeróbny alebo anaeróbny?

Hlavným rozdielom medzi anaeróbnymi a aeróbnymi podmienkami je potreba kyslíka. Anaeróbne procesy nevyžadujú kyslík, zatiaľ čo aeróbne procesy vyžadujú kyslík. Krebsov cyklus však nie je taký jednoduchý. Je súčasťou zložitého viacstupňového procesu nazývaného bunkové dýchanie. Aj keď použitie kyslíka nie je priamo zapojené do Krebsovho cyklu, považuje sa to za aeróbny proces.

Aeróbne bunkové dýchanie nastáva, keď bunky konzumujú jedlo na výrobu energie vo forme adenín trifosfátu alebo ATP. Katabolizmus glukózy z cukru predstavuje začiatok bunkového dýchania, pretože energia sa uvoľňuje z jej chemických väzieb. Komplexný proces pozostáva z niekoľkých vzájomne závislých zložiek, ako je glykolýza, Krebsov cyklus a elektrónový transportný reťazec. Celkovo tento proces vyžaduje 6 molekúl kyslíka na každú molekulu glukózy. Chemický vzorec je 6O2 + C6H12O6 -> 6CO2 + 6H2O + energia ATP.

Glykolýza sa vyskytuje v cytoplazme bunky a musí predchádzať Krebsovmu cyklu. Tento proces vyžaduje použitie dvoch molekúl ATP, ale keďže sa glukóza rozkladá z molekuly cukru so šiestimi uhlíkmi na dve molekuly cukru s tromi uhlíkmi, vytvárajú sa štyri molekuly ATP a dve molekuly NADH. Trojuhlíkový cukor, známy ako pyruvát, a NADH sa dostávajú do Krebsovho cyklu, aby sa za aeróbnych podmienok vytvorilo viac ATP. Ak nie je prítomný kyslík, nesmie pyruvát vstupovať do Krebsovho cyklu a ďalej sa oxiduje na kyselinu mliečnu.

Krebsov cyklus sa vyskytuje v mitochondriách, ktoré sú tiež známe ako silové bunky. Po príchode pyruvátu z cytoplazmy sa každá molekula úplne rozdelí z trojuhlíkového cukru na dvojuhlíkový fragment. Výsledná molekula je pripojená k koenzýmu, ktorý spúšťa Krebsov cyklus. Keď fragment s dvoma uhlíkmi prechádza cyklom, má čistú produkciu štyroch molekúl oxidu uhličitého, šiestich molekúl NADH a dvoch molekúl ATP a FADH2.

Keď je NADH redukovaný na NAD, elektrónový transportný reťazec prijíma elektróny z molekúl. Keď sa elektróny prenášajú na každý nosič v rámci reťazca transportu elektrónov, uvoľňuje sa voľná energia, ktorá sa používa na tvorbu ATP. Kyslík je konečným prijímateľom elektrónov v reťazci transportu elektrónov. Bez kyslíka sa reťazec transportu elektrónov zasekne elektrónmi. V dôsledku toho nemôže byť produkovaný NAD, čo vedie k tomu, že glykolýza produkuje kyselinu mliečnu namiesto pyruvátu, ktorý je nevyhnutnou súčasťou Krebsovho cyklu. Krebsov cyklus je teda veľmi závislý od kyslíka, čo sa považuje za aeróbny proces.