સિટ્રેટસ ચક્ર: કાર્ય, ભૂમિકા અને રોગો

સાઇટ્રેટ ચક્ર એ બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓનું એક ચક્ર છે જે કાર્બનિક પદાર્થોને તોડવાનું કામ કરે છે. પ્રક્રિયા એકંદર ચયાપચયમાં જડિત છે અને તેમાં લગભગ અડધા ઊર્જા ઉત્પાદનને લે છે. જો સાઇટ્રેટ ચક્ર ક્ષતિગ્રસ્ત છે, તો મિટોકોન્ડ્રીયોપેથી હાજર હોઈ શકે છે.

સાઇટ્રેટ ચક્ર શું છે?

જીવંત સજીવોમાં જેમના કોષોમાં ન્યુક્લિયસ હોય છે, સાઇટ્રેટ ચક્ર કોશિકાઓના મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાં થાય છે. સાઇટ્રેટ ચક્ર એ મેટાબોલિક ડિગ્રેડેશન પાથવે છે અને તે સેલ્યુલર મેટાબોલિઝમમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તે પણ કહેવાય છે સાઇટ્રિક એસીડ ચક્ર અને બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓના ચક્રને અનુરૂપ છે. સાઇટ્રેટ ચક્રનું કેન્દ્ર ઓક્સિડેશન છે, જેમાં ઇલેક્ટ્રોનના પ્રકાશન દ્વારા પદાર્થોનું અધોગતિ થાય છે. માં સાઇટ્રિક એસીડ ચક્ર, જૈવસંશ્લેષણ માટે મધ્યવર્તી ઉત્પાદનો પ્રદાન કરવા માટે આ રીતે કાર્બનિક પદાર્થોને તોડી પાડવામાં આવે છે. સજીવોમાં જેમના કોષોમાં ન્યુક્લિયસ હોય છે, સાઇટ્રેટ ચક્ર કોશિકાઓના મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાં થાય છે. અન્ય તમામ જીવોમાં, તે સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થાનીકૃત છે. જ્યારે સાઇટ્રેટ ચક્ર વિપરીત ક્રમમાં થાય છે, ત્યારે તેને રિડક્ટિવ સાઇટ્રેટ ચક્ર કહેવામાં આવે છે. આવા રિડક્ટિવ સાઇટ્રેટ ચક્ર હાજર છે, ઉદાહરણ તરીકે, ના એસિમિલેશનમાં કાર્બન વિવિધ ના શરીરમાં બેક્ટેરિયા. સાઇટ્રેટ ચક્ર તેનું નામ સાઇટ્રેટને આપે છે, જે આયન તરીકે ઓળખાય છે સાઇટ્રિક એસીડ. હાન્સ એ. ક્રેબ્સ એ સાઇટ્રેટ ચક્રનું વર્ણન કરનાર પ્રથમ વ્યક્તિ હતા, તેથી ચક્રને ક્રેબ્સ ચક્ર પણ કહેવામાં આવે છે.

કાર્ય અને કાર્ય

સાઇટ્રેટ ચક્ર માનવ જીવતંત્રને કાર્બનિક ઘટકો બનાવવા માટે મધ્યવર્તી પ્રદાન કરે છે. તે બાયોકેમિકલ સ્વરૂપે પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ રીતે મનુષ્યોને ઊર્જા પણ પ્રદાન કરે છે. પ્રોટીન, ચરબી અને કાર્બોહાઇડ્રેટ ચયાપચયના અધોગતિના માર્ગો સાઇટ્રેટ ચક્રમાં સક્રિય સ્વરૂપમાં મળે છે. એસિટિક એસિડ. શર્કરા, ચરબી અને ભંગાણ દરમિયાન એમિનો એસિડ, એસિટિલ-કોએ મધ્યવર્તી ઉત્પાદન તરીકે રચાય છે. આ એસિટિલ-CoA સાઇટ્રિક એસિડ ચક્રમાં CO2 અને H2O માં અધોગતિ પામે છે. પ્રથમ પગલું ઘનીકરણ છે. આમ, એસીટીલ-કોએના C-2 પરમાણુને C-4 પરમાણુ સાથે ઘનીકરણ કરીને સાઇટ્રેટ બનાવવામાં આવે છે, એટલે કે C-6 પરમાણુ. આ C-6 સાઇટ્રેટ હવે અધોગતિ પામ્યું છે. અધોગતિ બે ગણા CO2 ક્લીવેજ હેઠળ થાય છે અને C-4 સંયોજન સસીનેટને જન્મ આપે છે. આ બે પગલાઓ પર ઓક્સિડેશન દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે. C-4 સંયોજન આમ ઓક્સાલોએસેટેટ બને છે અને એક નવું ચક્ર શરૂ થઈ શકે છે. દરેક ચક્ર પછી એસિટિલ અવશેષો છે, એટલે કે વધુ એક C-2 પરમાણુ. બે CO2 પરમાણુઓ દરેક ચક્ર છોડી દો. દરેક પ્રક્રિયામાં એક C-4 પરમાણુનો વપરાશ થાય છે, જે એક C-6 પરમાણુ બનાવે છે. જ્યારે ચક્ર પૂર્ણ થાય ત્યારે જ તે ફરીથી પાછું રચી શકાય છે. એકવાર ચક્ર સંપૂર્ણ રીતે પૂર્ણ થઈ જાય, આના પરિણામે એસિટેટનું ઓક્સિડેશન થાય છે પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પ્રતિક્રિયાઓના વ્યક્તિગત પગલાં હાઇડ્રેશન દ્વારા થાય છે, નિર્જલીકરણ, ડીહાઈડ્રોજનેશન અને ડીકાર્બોક્સિલેશન. સાઇટ્રેટ ચક્રની તમામ શાખાઓને ધ્યાનમાં લેતા, એવું કહી શકાય કે ચક્ર સમગ્ર ચયાપચય સાથે એકબીજા સાથે જોડાયેલું છે. આમ, ચક્ર એનાબોલિક મેટાબોલિક માર્ગો તૈયાર કરવા માટે પણ કામ કરે છે. આલ્ફા-કેટોગ્લુટેરેટ, આઇસોસીટ્રેટ, મેલેટ અને સસીનેટના ચાર ડિહાઇડ્રેશન દ્વારા જ ઊર્જા પૂરી પાડવામાં આવે છે. ઊર્જાની આ જોગવાઈ શ્વસન સાંકળના ભાગ રૂપે HCO2 દ્વારા પસાર થતા ઓક્સિડેશનને કારણે છે. શ્વસન સાંકળમાં, આ ઊર્જા ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશનના ભાગરૂપે એટીપી ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી છે. એડેનોસિન ડિફોસ્ફેટ આમ, સાઇટ્રેટ ચક્રમાં ઓક્સિડેશન શ્વસન સાંકળમાં ઊર્જાની પ્રાપ્તિ સાથે ચુસ્તપણે જોડાયેલું છે. તેથી ચયાપચયમાં ઉર્જા ઉત્પાદન માટેની લગભગ અડધી પ્રતિક્રિયાઓ સાઇટ્રેટ ચક્ર દ્વારા થાય છે.

રોગો અને વિકારો

ખોડખાંપણ અને નુકસાન મિટોકોન્ટ્રીઆ મિટોકોન્ડ્રીયોપેથી તરીકે પણ ઓળખાય છે. આવી ખોડખાંપણમાં, સાઇટ્રેટ ચક્ર સામાન્ય હદ સુધી થઈ શકતું નથી. આ રીતે હવે એટીપીના સ્વરૂપમાં ઉર્જા પૂરતા પ્રમાણમાં પૂરી પાડવામાં આવતી નથી. તેથી દર્દીઓ નબળાઇ, થાક અને થાક અનુભવે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ પેથોલોજીઓ પર્યાવરણીય પ્રભાવો દ્વારા વારસાગત અથવા હસ્તગત કરી શકાય છે. બે સ્વરૂપો વચ્ચે ઘણીવાર સહસંબંધ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પર્યાવરણીય પ્રભાવો શરૂ ન થાય ત્યાં સુધી વારસાગત સ્વરૂપ ઘણીવાર એસિમ્પટમેટિક રહે છે. કોષોનો અપૂરતો ઉર્જા પુરવઠો હવે વિવિધ ન્યુરોડીજનરેટિવ રોગોનું સંભવિત કારણ માનવામાં આવે છે.કેન્સર અને કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર રોગો પણ હવે મિટોકોન્ડ્રીયલ ડિસફંક્શનના અર્થમાં વિક્ષેપિત સેલ મેટાબોલિઝમ સાથે સંકળાયેલા છે. માં કઈ પ્રક્રિયાઓ પર આધાર રાખે છે મિટોકોન્ટ્રીઆ પરેશાન છે, છે ચર્ચા વિવિધ મિટોકોન્ડ્રીયલ પેથોલોજીના. જો, ઉદાહરણ તરીકે, પ્યુરુવેટ અધોગતિ ખલેલ પહોંચે છે બર્નિંગ of ગ્લુકોઝ હવે પર્યાપ્ત રીતે થઈ શકતું નથી અને ગ્લુકોઝ કમ્બશનનું અંતિમ ઉત્પાદન, એટલે કે ગ્લાયકોલિસિસ, સાઇટ્રેટ ચક્રમાં સ્થળાંતર કરી શકતું નથી. મોટાભાગે, આ ઘટના X-લિંક્ડ અર્ધપ્રબળ વારસામાં પરિવર્તન દ્વારા આગળ આવે છે. જો કે, સાઇટ્રેટ ચક્ર પર અન્ય અસરો સાથે મિટોકોન્ડ્રીયલ પેથોલોજી પણ હાજર હોઈ શકે છે. એસીટીલ-કોએને ગ્લાયકોલિસિસથી ચક્રમાં આગળ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. આ કાર્બોહાઇડ્રેટ કમ્બશનનું અંતિમ પગલું છે, જે શ્વસન સાંકળ પહેલા થાય છે. જો આ પ્રક્રિયામાં ખલેલ પહોંચે છે, તો કેટોગ્લુટેરેટ ડીહાઈડ્રોજેનેઝની ઉણપ, ઉદાહરણ તરીકે, જવાબદાર હોઈ શકે છે, એટલે કે એન્ઝાઇમની ઉણપ. fumarase ની ઉણપ પણ સંભવિત કારણ હોઈ શકે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ પેથોલોજી એમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે લેક્ટિક એસિડ ઓવરલોડ, જે બદલામાં કારણે છે પ્યુરુવેટ સાઇટ્રેટ ચક્રની અપસ્ટ્રીમ ભીડ. લક્ષણો સામાન્ય રીતે સ્નાયુબદ્ધ અને ન્યુરોલોજીકલ ફરિયાદો છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ પેથોલોજીઝ પરિવર્તિતની સંખ્યા સાથે અલગ પડે છે મિટોકોન્ટ્રીઆ, પરંતુ સામાન્ય રીતે ઝડપથી પ્રગતિ કરે છે. હાલમાં, રોગનિવારક તરીકે કોઈ કારણદર્શક સારવારના માર્ગો ઉપલબ્ધ નથી પગલાં, માત્ર લક્ષણોની સારવાર.