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Citratzyklus und assoziierte Stoffwechselprodukte

Der Citratzyklus ist ein wichtiger Kreisprozess im aeroben Stoffwechsel, der dem oxidativen Abbau organischer Stoffe dient. Die Abbauprodukte von verschiedenen Nährstoffen (z. B. Fette, Zucker, Proteine) gelangen dabei in den Citratzyklus wo sie unter Energiegewinn zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasser abgebaut werden. Das wichtigste Abbauprodukt ist dabei wohl Acetyl-CoA, welches beispielsweise bei der β-Oxidation von Fettsäuren gebildet wird. In der Glykolyse entsteht Pyruvat, welches über oxidative Decarboxylierung ebenfalls zu Acetyl-CoA umgewandelt wird. Der Proteinkatabolismus hingegen führt zur Bildung von α-Ketosäuren, welche zum Teil direkt in den Citratzyklus einfließen können (z.B. α-Ketoglutarat aus L-Glutaminsäure).

Im Citratzyklus entsteht Energie in Form von GTP. Außerdem werden die Reduktionsmittel NADH und FADH₂ frei, welche wiederum in die Atmungskette eingeschleust werden um dort ihrerseits zum Energiegewinn beizutragen.

Neben dem Energiegewinn werden im Citratzyklus auch verschiedene Vorläufermoleküle gebildet, die beispielsweise dem Aufbau von Aminosäuren dienen oder in die Gluconeogenese einfließen.

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Neben den α-Aminosäuren, welche ebenfalls mit dem Citratzyklus assoziiert sind, können wir die folgenden Metaboliten messen: Pyruvat, Lactat, Succinat, Fumarat, α-Ketoglutarat, Malat, und (Iso-)Citrat.

GC-MS-Chromatogramm der "Citratzyklus-Metaboliten". Norvalin dient hier als interner Standard.

Bildquelle: CFMS

Hinweis: Beim Lactat ist es zudem möglich das Enantiomerenverhältnis von D- und L-Isomer zu bestimmen. Nähere Informationen unter: Chirale Analyten.