حمض البيروفيك، المعروف أيضًا باسم بيروفات، هو أحد أهم المنتجات الوسيطة في عملية التنفس الخلوي. ويتمثل دوره الرئيسي في دخول دورة كريبس، والتي تعتبر محطة رئيسية لتوليد الطاقة داخل الخلايا. إليكم تفاصيل حول كيفية تحلل حمض البيروفيك ضمن هذه العملية الحيوية:

مرحلة التحضير لدخول دورة كريبس

بعد إنتاج حمض البيروفيك نتيجة لتحليل الغذاء مثل الكربوهيدرات أو الدهون أو البروتينات، يبدأ تحلله داخل الميتوكوندريا - عضويات الخلية المسؤولة عن توليد الطاقة. أولى خطوات هذا التحلل هي تحويل الحمض البيروفيك بواسطة إنزيمات خاصة لتشكيل أسيتيل كوإنزيم A (acetyl-CoA). يحدث ذلك عبر نزع ذرة كربون وثنائي أكسيد الكربون (CO2) بالإضافة إلى بروتون وهيدريد (-H) مما يؤدي إلى ارتباط الجزء المتبقي "الأستيلي" بذرة الفسفور الموجودة في جزيء كوإنزيم A. يمكن تمثيل التفاعل العام كما يلي:

\[ \text{Pyruvate} + \text{NAD}^+ + \text{Coenzyme A} → \text{Acetyl-CoA} + \text{CO}_2 + \text{NADH} \]

دورة كريبس: قلب توليد الطاقة

بعد تشكيل أسيتيل كوآنزيمA، يدخل مباشرةً في ما يُعرف بدورة كريبس أو دورة حمض الستريك، والتي تعد المحرك الأساسي لإنتاج ATP - الوحدة النقدية الرئيسية للطاقة داخل الجسم الحي. هنا، يقترن كل جزيئين من أسيتيل كوإينزيمA بخمسة عمليات تبديل متصلة فيما بينها بشكل مغلق للحصول على منتجات مختلفة منها ATP, NADH, FADH2 وغيرها من المواد الوسيطة. تنقسم هذه الحلقة إلى عدة خطوات أساسية:

1. يتحد أسيتيل كومانزيمA مع جزيء أكساسالاتومجتمع (Oxaloacetate) لينشأ بذلك جزيء عصير التفاح المخفض (Citrate).

\[\text{Acetyl-CoA} + \text{Oxaloacetate} ⟶ \text{Citrate}\]

1. يمرّ جزيء عصير التفاح المخفض بعدة تغيرات كيميائية حتى يصل مجدداً لجزيء أكسازالوتايت ولكن بطريقة مختلف بعض الشيء يسمى بالأكية سينجليسينيت ((Isocitrate).

\[\text{Citrate} ⟶ \text{\textipa{\alpha}-Ketoglutarate}\]

1. تخسر الأكيزالوتاراتتين المزيد من ثنائياً أكسي دايوكسدايك جيوديك(carbon dioxide (CO2) وتحصل على خماسـٍـِـٍــــــيقــُلَُُُرََََْْْْْعة (succinyl-CoA).

\[\text{\textipa{\alpha}-Ketoglutarate} ⟶ \text{Succinyl-CoA}\]

1. يأخذ خمس أقلسيسننيليكواشي(Sucinyl-CoA) موقفاً جديداً ويطلق جزيء CO2 آخر حاملاً معه اسم Succinate)، وينمو الجزيء لاحقا ليصبح ذات الشكل الراسميكي لفرماتو (fumarate), ثم بعد إعادة ترتيب بعض الروابط الكيميائية سيؤلف FUMARATE مرة اخرى لكن بتكوين H2o وبالتحديد Malate)). أخيرا ستعيد الأكيازيلاتومات فرصة انطلاق دوامة العمل بنفس طريقة بداية القضية الأولى وأخيرا تعود الى نقطة البداية لاستقبال اسيتيلكوإنزالجديدة لمواصلة الرحلة!

هذه الرحلة مليئة بإعادة استخدام وإعادة دوران المواد أولتها والأخيرة بها وقد تستوعب معظم أنواع الطعام المختلفة سواء كانت مصدر الوقود البروتينية أم الدهنيات وأحيانا قليلة الكراميدارتي بوكاريبوفينتاس! ومع انتهاء تلك الرحلة ذات الاتجاه الواحد سنتمكن حينها فقط من الحصول علي عائد كبير جدا وهو ٢مول Adenosine TriPhosphate(ATP). كذلك تجدر الاشارة أنه أثناء سير رحلتينا فان اليونفانات المركبة الفائزة بالحرارة الداخلية تقل نتاجاتها للنصف بينما تهطل عليها الثلاثة انواع الأخرى بشكل ملحوظ وذلك duetothe use of electron carriers like NAD and FAD that are reduced during the Krebs cycle to form NADH and FADH2 respectively, which later contribute in the process of oxidative phosphorylation where ATP is synthesized from ADP and inorganic phosphate using energy derived from these electron carriers themselves earlier oxidized back into their original forms after passing through respiratory chain located within inner mitochondrial membrane itself!).