Cykl kwasu trójkarboksylowego - nazywany również cyklem Krebsa, gdyż istnienie takiego cyklu zasugerował Hans Krebs w 1937 roku.

Za to 16 lat później otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny.

Odkrycie jest więc dość istotne. O co więc chodzi w tym cyklu i dlaczego jest on tak ważny?

Jakby na to nie patrzeć, to i tak trzeba zacząć z dość dużej odległości. Jeśli zadałeś sobie trud przeczytania tego artykułu, wiesz przynajmniej ze słyszenia, czym jest cykl krebsa i że głównym źródłem energii dla komórek jest glukoza. Jest ona stale obecna we krwi w niemal stałym stężeniu - istnieją specjalne mechanizmy, które magazynują lub uwalniają glukozę.

Wewnątrz każdej komórki znajdują się mitochondria, oddzielne organelle ("narządy" komórki), które przetwarzają glukozę w celu wytworzenia wewnątrzkomórkowego źródła energii. Kwas adenozynotrójfosforowy jest wszechstronny i bardzo przydatny jako źródło energii: jest bezpośrednio włączany do białek, dostarczając im energii. Najprostszym przykładem jest białko miozyna, która umożliwia mięśniom skurcz.

Glukoza nie może być przekształcona w kwas adenozynotrójfosforowy, mimo że zawiera dużą ilość energii.

Jak można wydobyć i skierować tę energię bez uciekania się do barbarzyńskich (jak na standardy komórkowe) środków, takich jak spalanie? Konieczne jest stosowanie obejść, ponieważ enzymy (katalizatory białkowe) pozwalają niektórym reakcjom przebiegać znacznie szybciej i sprawniej.

Pierwszym etapem jest przekształcenie cząsteczki glukozy w dwie cząsteczki pirogronianu (kwasu pirogronowego) lub mleczanu (kwasu mlekowego). Proces ten uwalnia niewielki ułamek (około 5%) energii zmagazynowanej w cząsteczce glukozy. Mleczan powstaje w wyniku utleniania beztlenowego - czyli przy braku tlenu. Istnieje również sposób przekształcania glukozy w warunkach beztlenowych w dwie cząsteczki etanolu i dwutlenku węgla. Nazywa się to fermentacją i nie będziemy rozpatrywać tej metody.
Podobnie jak nie będziemy szczegółowo rozpatrywać mechanizmu glikolizy, czyli rozkładu glukozy na pirogronian. Bo, cytując Leingera, "Przemiana glukozy w pirogronian jest katalizowana przez dziesięć enzymów działających szeregowo.

Zainteresowani mogą otworzyć podręcznik biochemii i przeczytać szczegółowo wszystkie etapy tego procesu - jest on bardzo dobrze zbadany.

Wydawałoby się, że droga od pirogronianu do dwutlenku węgla powinna być dość prosta. Okazuje się jednak, że odbywa się on poprzez dziewięcioetapowy proces zwany cyklem kwasu trójkarboksylowego. Ta pozorna sprzeczność z zasadą ekonomii (czyż nie może być prościej?) jest częściowo wyjaśniona przez fakt, że cykl łączy kilka szlaków metabolicznych: substancje powstające w cyklu są prekursorami dla innych cząsteczek już niezwiązanych z oddychaniem (jak np. aminokwasy), a wszelkie inne związki, które mają być poddane recyklingowi, ostatecznie wchodzą do cyklu i są albo "spalane" dla energii, albo przetwarzane na te, których brakuje.