ऑक्सिजीवी सजीवांच्या चयापचय प्रक्रियेतील एक चक्र. या चक्रात श्वसन करणार्‍या (ऑक्सिजीवी) सजीवांच्या पेशींमध्ये विकरांमार्फत क्रमाने जीवरासायनिक क्रिया घडून येतात. यामध्ये पेशींना लागणारी ऊर्जा ATP (अ‍ॅडिनोसीन ट्रायफॉस्फेट) या संयुगाच्या स्वरूपात मोठ्या प्रमाणात निर्माण होते. क्रेब्ज चक्रात अ‍ॅसिटील को-एंझाइम-ए चे (अ‍ॅसिटील-CoA चे) ऑक्सिडीभवन होऊन ( खासकरून -CH3C = O या गटाचे) CO2 आणि H2O बाहेर टाकले जातात. अ‍ॅसिटील-CoA हे अ‍ॅसिटिक आम्ल आणि सहविकर-ए यांच्यापासून तयार झालेले एस्टर आहे. या क्रिया आवर्तनात घडत असून सायट्रिक आम्ल हे ट्रायकार्बोक्सिलिक आम्लातील एक उत्पादित आहे. त्यामुळे क्रेब्ज चक्राला ‘सायट्रिक आम्ल चक्र’ किंवा ‘ट्रायकार्बोक्सिलिक आम्ल चक्र’ असेही म्हणतात. १९३७ साली हान्स आडोल्फ क्रेब्ज या ब्रिटिश जीवरसायन शास्त्रज्ञाने या चक्राची प्रथम माहिती दिली. ऑक्सिजीवी सजीवांच्या पेशींमधील तंतुकणिकांच्या आधारद्रव्यात क्रेब्ज चक्राच्या क्रिया घडतात.
पेशींच्या निर्मितीसाठी आणि वाढीसाठी ऊर्जेची गरज असते. श्वसनक्रियेत अन्नातील कर्बोदके, स्न‍िग्ध पदार्थ (मेद) व प्रथिने यांचे रूपांतर CO2 व H2O यांच्यामध्ये होते आणि ऊर्जा मुक्त होते. मुक्त झालेली ही ऊर्जा ATP या संयुगाच्या स्वरूपात साठविली जाते आणि गरजेनुसार वापरली जाते. कर्बोदके, मेद आणि प्रथिने यांच्या चयापचयातून निर्माण झालेल्या उत्पादितांचे ऑक्सिडीभवन क्रेब्ज चक्रात होते. म्हणून क्रेब्ज चक्र हे पेशींतील चयापचय घडवून आणणारी प्रमुख यंत्रणा मानली जाते. पेशींमध्ये ऊर्जेचा मुख्य स्रोत अन्नघटकातील हायड्रोजनाच्या ऑक्सिडीकरणापासून उपलब्ध होतो. क्रेब्ज चक्रातून हायड्रोजनाचे रेणू अधिक प्रमाणात उपलब्ध होत असल्याने ATP निर्मिती जास्त होते.
क्रेब्ज चक्राशी दोन क्रिया निगडित आहेत : (१) अ‍ॅसिटील–CoA ची निर्मिती आणि (२) ऑक्सिडीकारक फॉस्फोरिलेशन. ग्लायकॉलिसिस आणि पायरूव्हिक आम्लाचे ऑक्सिडीभवन होऊन अ‍ॅसिटील- CoA ची निर्मिती होते. हे अ‍ॅसिटील- CoA तंतुकणिकांमध्ये प्रवेश करते आणि क्रेब्ज चक्र सुरू होते. या चक्रानंतर ऑक्सिडीकारक फॉस्फोरिलेशन ही क्रिया घडते.
कर्बोदके, मेद आणि प्रथिने यांच्या चयापचयातून अ‍ॅसिटील– CoA ची निर्मिती होते. कर्बोदकांच्या अपचयातील ग्लायकॉलिसिस क्रियेतून ग्लुकोजचे अपघटन होऊन पायरूव्हिक आम्ल तयार होते. या आम्लाचे ऑक्सिडीभवन होऊन त्यापासून अ‍ॅसिटील–CoA तयार होते. प्रथिनांच्या अपचयात प्रोटीएज या विकराद्वारे प्रथिनांचे विघटन होऊन त्यांच्यातील घटक अ‍ॅमिनो आम्ले वेगवेगळी मिळतात. या अ‍ॅमिनो आम्लांतील कार्बनी रूपांतर अ‍ॅसिटील–CoA मध्ये होते. मेदांच्या अपचयात मेदांचे जलापघटन होऊन मेदाम्ले आणि ग्लिसरॉल मिळतात. नंतर या मेदाम्लांचे ऑक्सिडीभवन घडून आल्यानंतर अ‍ॅसिटील–CoA तयार होते.
क्रेब्ज चक्रात नऊ संयुगे असून प्रत्येक संयुगाचे रूपांतर पुढील संयुगात होते. या चक्रात मुख्य अभिक्रियाकारक आणि अंतिम उत्पादित ऑक्झॅलोअ‍ॅसिटेट आहे. ऑक्झॅलोअ‍ॅसिटेटमध्ये अ‍ॅसिटील–CoA चा समावेश होऊन सायट्रिक आम्ल तयार होते. सायट्रेट तयार झाले की क्रेब्ज चक्र सुरू होते आणि त्यापासून क्रमाने आयसोसायट्रेट, कीटोग्लुटारेट, सक्सिनील–CoA, सक्सिनेट, फुमारेट, मॅलेट आणि पुन्हा ऑक्झॅलोअ‍ॅसिटेट अशी संयुगे तयार होतात. पूर्ण चक्रात ही कार्बनी आम्ले सतत वापरली जातात आणि पुन्हा निर्माण होत असतात. ऑक्झॅलोअ‍ॅसिटेट ते ऑक्झॅलोअ‍ॅसिटेट असे क्रेब्ज चक्राचे एक आवर्तन असते. चक्रातील प्रत्येक पायरी विशिष्ट विकरांमार्फत घडून येते. चक्राच्या प्रत्येक पायरीवर अ‍ॅसिटील गटाचे ऑक्सिडीभवन होते, कार्बन अणूंचे रूपांतर CO2 यामध्ये होते आणि इलेक्ट्रॉनची देवाणघेवाण करणार्‍या इलेक्ट्रॉन वहन यंत्रणेतील NAD (निकोटिनामाइड अ‍ॅडेनाइड डायन्यूक्लिओटाइड) या संयुगातील हायड्रोजनाचे अणू H2O या स्वरूपात बाहेर पडतात.
जोपर्यंत अ‍ॅसिटील गटाचा पुरवठा होत असतो, तोपर्यंत CO2 तसेच NAD मधील हायड्रोजन बाहेर पडण्याची क्रिया सहज घडून येतात आणि चक्र स्थिर चालू राहते. तसेच तयार होणार्‍या उत्पादितांचे ग्लुकोज वा अ‍ॅमिनो आम्लात सहज रूपांतर होत असल्यामुळे पेशींमध्ये उत्पादितांची संहती टिकून राहते. मात्र ऑक्सिजनाच्या अनुपस्थितीत या चक्रात अडथळा येतो. क्रेब्ज चक्राच्या एका आवर्तनानंतर एक ATP, तीन NADH, एक QH2, दोन CO2 अशी उत्पादने मिळतात. ग्लुकोजच्या एका रेणूच्या विघटनापासून अ‍ॅसिटील-CoA चे दोन रेणू मिळत असल्याने ग्लुकोजच्या प्रत्येक रेणूच्या विघटनासाठी या चक्राची दोन आवर्तने पूर्ण व्हावी लागतात.
क्रेब्ज चक्रातील अभिक्रिया पेशींसाठी ऊर्जास्रोत म्हणून महत्त्वाच्या आहेत. तसेच या अभिक्रियांपासून तयार होणारी इतर उत्पादिते अन्य पदार्थांच्या निर्मितीसाठी वापरली जातात. उदा., कीटोग्लुटारिक आम्लापासून ग्लुटामिक आम्ल तयार होते. या आम्लापासून इतर अ‍ॅमिनो आम्ले तयार होतात. ऑक्झॅलोअ‍ॅसिटिक आम्लाचे रूपांतर अ‍ॅस्पार्टिक आम्लात होते आणि त्यापासून विविध अ‍ॅमिनो आम्ले तयार होतात.
क्रेब्ज चक्राच्या प्रत्येक आवर्तनानंतर ऑक्सिडीकारक फॉस्फोरिलेशन ही प्रक्रिया घडून येते. यामध्ये NADH आणि QH2 यांचे ऑक्सिडीकरण होऊन ऊर्जा मिळते आणि चक्र चालू राहण्यासाठी त्यांचे NAD+ 2 आणि Q यांमध्ये रूपांतर होते. क्रेब्ज चक्रात ऑक्सिजनचा वापर प्रत्यक्ष होत नसला तरी ऑक्सिडीकारक फॉस्फोरिलेशन या प्रक्रियेत होतो. म्हणूनच NAD+ आणि Q यांचा पुरवठा चालू राहण्यासाठी क्रेब्ज चक्र ऑक्सिडीकारक फॉस्फोरिलेशन प्रक्रियेवर अवलंबून असते. थोडक्यात. पोषक घटकांच्या ऑक्सिडीकरणातून मुक्त झालेल्या ऊर्जेचा वापर ऑक्सिडीकारक फॉस्फोरिलेशनमध्ये होतो. ग्लायकॉलिसिस, क्रेब्ज चक्र आणि ऑक्सिडीकारक फॉस्फोरिलेशन या क्रियांमधून ग्लुकोजचे पूर्ण ऑक्सिडीभवन होऊन ATP चे सु. ३० रेणू मिळतात.
