تسجيل الدخول
الكيمياء الحيوية

دورة كريبس بأسلوب مبسط: التفاعلات والحصيلة الطاقية

فريق تحرير WhiteCoat Pro11 أبريل 20263 دقائق قراءة
المحتويات · 7 أقسام
  1. ماهية دورة كريبس وأهميتها الحيوية
  2. تفاعلات دورة كريبس: شرح خطوة بخطوة
  3. الإنزيمات الرئيسية وتنظيمها
  4. الارتباط بسلسلة التنفس وإنتاج ATP
  5. التفاعلات المُجدِّدة للوسطاء (Anaplerotic)
  6. الارتباطات السريرية
  7. الأسئلة الشائعة

تُعد دورة كريبس (دورة حمض الستريك، دورة السيترات) المسار الأيضي المركزي الذي يربط بين هدم الكربوهيدرات والدهون والبروتينات. إن فهم هذه الدورة هو حجر الأساس في كيمياء الطاقة الحيوية، وهو ضروري لكل طالب طب لاجتياز الاختبارات وفهم الأمراض السريرية.

ماهية دورة كريبس وأهميتها الحيوية

تحدث دورة كريبس في مصفوفة الميتوكوندريا (Matrix). وظائفها الرئيسية هي:

  • إنتاج الطاقة — توليد الإنزيمات المساعدة المختزلة (NADH وFADH₂) التي تنقل الإلكترونات إلى سلسلة التنفس
  • أمفيبولية (مزدوجة الوظيفة) — تشارك في الهدم والبناء على حد سواء (تُستخدم الوسائط لتخليق الأحماض الأمينية والجلوكوز والهيم)
  • تكاملية — «تقاطع» مسارات الأيض: هنا تتقاطع مسارات أكسدة الجلوكوز والأحماض الدهنية والأحماض الأمينية

تنتج الدورة الواحدة: 3 NADH، و1 FADH₂، و1 GTP (تساوي تقريباً ATP)، و2 CO₂. وحسابياً عبر الفسفرة التأكسدية، يعادل ذلك حوالي 10 ATP لكل جزيء أسيتيل مرافق الإنزيم أ (Acetyl-CoA).

تفاعلات دورة كريبس: شرح خطوة بخطوة

تتضمن الدورة 8 تفاعلات متتالية. ولحفظ ترتيبها، تساعدنا قاعدة الذاكرة التרמוية التالية: «السيترات ← الأكونيتات ← الإيزوسيترات ← ألفا-كيتوجلوتارات ← السكسينيل مرافق الإنزيم أ ← السكسينات ← الفومارات ← المالات ← الأكسالوآسيتات».

№التفاعلالإنزيمالناتجعامل مساعد / الناتج
1أسيتيل مرافق الإنزيم أ + OAA ← سيتراتسيترات سينثازالسيترات (6C)—
2سيترات ← إيزوسيتراتأكونيتازالإيزوسيترات (6C)—
3إيزوسيترات ← ألفا-كيتوجلوتاراتإيزوسيترات ديهيدروجينازألفا-كيتوجلوتارات (5C)NADH + CO₂
4ألفا-KG ← سكسينيل مرافق الإنزيم أمعقد ألفا-كيتوجلوتارات ديهيدروجينازسكسينيل مرافق الإنزيم أ (4C)NADH + CO₂
5سكسينيل مرافق الإنزيم أ ← سكسيناتسكسينيل مرافق الإنزيم أ سينثازالسكسينات (4C)GTP (فسفرة على مستوى الركيزة)
6سكسينات ← فوماراتسكسينات ديهيدروجيناز (المعقد II)الفومارات (4C)FADH₂
7فومارات ← مالاتفومارازL-مالات (4C)H₂O
8مالات ← أكسالوآسيتاتمالات ديهيدروجينازOAA (4C)NADH

الإنزيمات الرئيسية وتنظيمها

ثلاثة تفاعلات تعتبر غير عكوسة وتعمل كنقاط تنظيمية:

الإنزيمالمحفزاتالمثبطات
سيترات سينثازADP، الركائزATP، NADH، سيترات، سكسينيل مرافق الإنزيم أ
إيزوسيترات ديهيدروجينازADP، Ca²⁺ATP، NADH
ألفا-كيتوجلوتارات ديهيدروجينازCa²⁺ATP، NADH، سكسينيل مرافق الإنزيم أ

المبدأ الأساسي: الشحنة الطاقوية العالية (ATP/NADH) تثبط الدورة، بينما الشحنة المنخفضة (ADP/NAD⁺) تحفزها. يقوم الكالسيوم بتنشيط الدورة أثناء انقباض العضلات عندما تكون الحاجة إلى الطاقة في ذروتها.

الارتباط بسلسلة التنفس وإنتاج ATP

تنقل الإنزيمات المساعدة المختزلة الإلكترونات إلى سلسلة نقل الإلكترون (ETC) على الغشاء الداخلي للميتوكوندريا:

  • 1 NADH ← المعقد I ← ~2.5 ATP
  • 1 FADH₂ ← المعقد II ← ~1.5 ATP

إجمالي الدورة الواحدة: 3 NADH × 2.5 = 7.5 ATP + 1 FADH₂ × 1.5 = 1.5 ATP + 1 GTP = ~10 ATP. الأكسدة الكاملة لجزيء جلوكوز واحد (تحلل سكري + دورتين من دورة حمض الستريك + سلسلة نقل الإلكترون) تنتج ~30-32 ATP.

التفاعلات المُجدِّدة للوسطاء (Anaplerotic)

تتطلب السير الطبيعي للدورة تدفقاً مستمراً للمركبات الوسيطة:

  • بيروفات كاربوكسيلاز: بيروفات + CO₂ ← أكسالوآسيتات (التفاعل الأنفليبروتي الرئيسي)
  • glutamate dehydrogenase: glutamate → α-ketoglutarate
  • Aminotransferases: aspartate → OAA (via AST)

If OAA "escapes" into gluconeogenesis (via PEPCK), anaplerotic reactions replenish its level.

الارتباطات السريرية

  • Thiamine (B₁) deficiency — thiamine is a component of TPP, a cofactor for α-ketoglutarate dehydrogenase and pyruvate dehydrogenase. Deficiency → beriberi, Wernicke encephalopathy
  • Fluoroacetate poisoning — fluorocitrate blocks aconitase → cycle arrest
  • Succinate dehydrogenase (SDH) mutations — associated with paragangliomas and pheochromocytomas (succinate accumulation activates HIF-1α)
  • Lactic acidosis — in hypoxia, the TCA cycle slows down → pyruvate does not enter the cycle → turns into lactate
  • Oncometabolites — isocitrate dehydrogenase (IDH1/2) mutations in gliomas → 2-hydroxyglutarate is produced instead of α-KG

الأسئلة الشائعة

Why doesn't the Krebs cycle work without oxygen?

The cycle itself does not consume O₂ directly, but without oxygen the respiratory chain stops → NADH and FADH₂ are not reoxidized → NAD⁺ and FAD are not regenerated → TCA enzymes cannot function (they need oxidized coenzymes as acceptors).

How much ATP does one glucose molecule yield?

Maximum ~30–32 ATP: glycolysis yields 2 ATP + 2 NADH, pyruvate dehydrogenase — 2 NADH, two turns of the TCA cycle — 6 NADH + 2 FADH₂ + 2 GTP. Everything is summed up via the ETC. The exact number depends on the shuttle mechanism (malate-aspartate → 2.5 ATP/NADH, glycerophosphate → 1.5 ATP/NADH).

How to memorize the cycle reactions?

Mnemonic based on the first letters of substrates: Citrate, cis-Aconitate, Isocitrate, α-Ketoglutarate, Succinyl-CoA, Succinate, Fumarate, Malate, Oxaloacetate.

Study biochemistry through interactive biochemistry lessons on the platform. Related topics: amino acids, mitosis and meiosis, antibiotics. Use clinical calculators for practice.

هذه المواد ذات طابع تعليمي ولا تُغني عن استشارة الطبيب. يرجى مراجعة المخططات العلاجية والجرعات مع الإرشادات السريرية المعمول بها.

راجع الموضوع بالكامل في كورس «WhiteCoat Pro» «الكيمياء الحيوية»

إليك ملخص موجز. الكورس يغطي كل ما يُسأل عنه في المحاضرات والامتحانات.

  • 3,616 صفحة من الأدلة الإرشادية لجميع المواضيع
  • تمارين واختبارات بعد كل موضوع — تماماً كما في الاختبار الشفوي (الكولوكيوم)
  • المعلم الذكي (AI-tutor) سيجيب عن أي سؤال يخص الموضوع في أي وقت
  • 115 درس فيديو للمادة
فتح الشرح الكاملمنهج المادةابتداءً من 599 ₽ شهرياً

مواضيع ذات صلة على المنصة

اقرأ أيضاً

الكيمياء الحيوية

تحلل السكر: ما هو، التفاعلات، الإنزيمات والتنظيم

ما هو تحلل السكر وتفاعلاته العشرة: من الجلوكوز إلى البيروفات، الإنزيمات الرئيسية، التنظيم، الخيار الهوائي واللاهوائي.

11 أبريل 20265 دقائق
الكيمياء الحيوية

الهرمونات: التصنيف، آليات العمل والتنظيم

الهرمونات: الببتيدية، الستيرويدية، الدرقية ومشتقات الأحماض الأمينية؛ المستقبلات (بروتين G، النووية)، الشلالات الإشارية ومبادئ التنظيم العصبي الصمراوي.

11 أبريل 20265 دقائق
الكيمياء الحيوية

الفيتامينات: الجدول الكامل - الوظائف، الاحتياج اليومي والنقص

الفيتامينات الذوبانية في الماء والدهون - الوظائف، المصادر، الاحتياج اليومي وسريريات النقص. جدول مرجعي للأطباء والطلاب.

11 أبريل 20263 دقائق
الكيمياء الحيوية

أكسدة بيتا للأحماض الدهنية: الآلية والتنظيم

أكسدة بيتا للأحماض الدهنية: مكوك الكارنتين، لولب لينين، إنتاج ATP، تكوين الأجسام الكيتونية والاضطرابات الوراثية لنقص MCAD و VLCAD.

11 أبريل 20265 دقائق