Was ist das Ziel des Citratzyklus ?
Die Glycolyse lieferte ja bereits etwas Energie. Glucose wurde gespalten, und aus jedem Glucose-Molekül konnten im Endeffekt 2 ATP und außerdem 2 NADH/H+ gewonnen werden. Wenn den Zellen allerdings Sauerstoff zur Verfügung steht, ist eine wesentlich effektivere Oxidation der Glucose möglich, so dass viel mehr ATP gebildet werden kann.
Das Prinzip dieser ATP-Bildung ist kurz geschildert: In den Zellen findet eine Knallgasreaktion statt, in der Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser reagieren.
2 H2 + O2 → 2 H2O
Natürlich wird hier kein gasförmiger Wasserstoff eingesetzt, sondern sogenannte Reduktionsäquivalente. Darunter versteht man an Coenzyme gebundenen Wasserstoff, z.B. in Form von NADH/H+oder FADH2.
Dieser chemisch gebundene Wasserstoff muss aber erst einmal gewonnen werden. Organische Verbindungen wie Glucose enthalten jede Menge Wasserstoff (ein Glucose-Molekül besitzt 12 H-Atome!), und die Zelle muss es irgendwie schaffen, den organischen Molekülen möglichst viel von diesem Wasserstoff zu entziehen. Um dies zu schaffen, hat die Natur den Citratzyklus (Zitronensäurezyklus) "erfunden".
Das Ziel dieses zyklischen Prozesses kann wie folgt formuliert werden: Aus dem Endprodukt der Glycolyse, dem Pyruvat, sollen möglichst viele H-Atome gewonnen werden (in Form von Form von NADH/H+oder FADH2), damit diese dann unter ATP-Bildung mit Sauerstoff reagieren können:
2 NADH/H++ O2 → 2 NAD++ 2 H2O
2 FADH2+ O2 → 2 FAD+ 2 H2O
Diese beiden Umsetzungen sind extrem exotherm, und die dabei freigesetzte Energie wird von den Mitochondrien benutzt, um daraus ATP herzustellen.