Kurz gesagt: Der Citratzyklus ist kein geschlossener Kreis. Zwischenprodukte werden laufend für Synthesen entnommen (Kataplerose), etwa Citrat für die Fettsäuresynthese oder Oxalacetat für die Gluconeogenese. Anaplerotische Reaktionen füllen sie wieder auf. Die wichtigste ist die Pyruvatcarboxylase, die unter ATP-Verbrauch und mit Biotin Oxalacetat bildet. Acetyl-CoA allein füllt den Zyklus netto nicht auf.
Viele lernen den Citratzyklus als Verbrennungsofen für Acetyl-CoA. Das stimmt nur zur Hälfte. Seine Zwischenprodukte sind auch Ausgangsstoffe für Glucose, Fettsäuren, Aminosäuren und Häm. Im Lernheft lautet die zugehörige Verwechslung: Der Zyklus ist kein reiner Verbrennungsofen. Sobald du das akzeptierst, ergibt sich die Anaplerose von selbst. Was entnommen wird, muss ersetzt werden, sonst sinkt der Umsatz.
Acetyl-CoA bringt zwei C-Atome in den Zyklus. In einer Runde verlassen zwei C-Atome den Zyklus als CO2, nämlich bei der Isocitrat-Dehydrogenase und der Alpha-Ketoglutarat-Dehydrogenase. Am Ende steht wieder genau ein Oxalacetat. Die Menge der Zwischenprodukte bleibt also gleich. Um sie zu vergrößern, braucht die Zelle Reaktionen, die C3- oder C4-Körper einschleusen.
| Reaktion | Richtung | Bedeutung |
|---|---|---|
| Pyruvatcarboxylase: Pyruvat zu Oxalacetat | anaplerotisch | Wichtigste Auffüllreaktion, Biotin und ATP nötig, durch Acetyl-CoA aktiviert |
| Glutamat zu Alpha-Ketoglutarat | anaplerotisch | Verbindung zum Aminosäurestoffwechsel |
| Propionyl-CoA über Methylmalonyl-CoA zu Succinyl-CoA | anaplerotisch | Aus ungeradzahligen Fettsäuren und einigen Aminosäuren, Vitamin B12 nötig |
| Citrat ins Zytosol | kataplerotisch | Liefert Acetyl-CoA für Fettsäure- und Cholesterinsynthese |
| Oxalacetat zu Phosphoenolpyruvat | kataplerotisch | Einstieg in die Gluconeogenese |
| Succinyl-CoA zur Häm-Synthese | kataplerotisch | Mit Glycin zu Delta-Aminolävulinsäure |
Die Fallfrage im Lernheft beantwortet das knapp: Der Umsatz des Zyklus kann begrenzt werden. Fehlt Oxalacetat, kann Acetyl-CoA nicht mehr zu Citrat verbunden werden. Ein klassisches Beispiel ist die Leber im langen Fasten. Sie zieht Oxalacetat in die Gluconeogenese ab, gleichzeitig entsteht aus der Betaoxidation viel Acetyl-CoA. Dieses Acetyl-CoA wird dann vermehrt zu Ketonkörpern umgebaut.
Lernheft 11
Der Energiestoffwechsel in 18 Modulen, jeweils mit Erklärseite, Fallfrage und Auflösung mit Abrufcheck.
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Lernheft ansehenTypische Aufgaben verlangen, eine Reaktion als anaplerotisch zu erkennen, den Cofaktor der Pyruvatcarboxylase zu nennen oder zu erklären, warum Fettsäuren keine Glucose liefern. Gern kombiniert das IMPP die Anaplerose mit einem Vitaminmangel: Biotinmangel beeinträchtigt die Pyruvatcarboxylase, Vitamin-B12-Mangel die Umwandlung von Methylmalonyl-CoA. Im zweiten Fall ist Methylmalonat im Urin ein bekannter Laborhinweis.
Häufige Falschaussage
„Acetyl-CoA füllt den Citratzyklus auf.“ Es hält ihn in Gang, vergrößert aber nicht die Menge seiner Zwischenprodukte. Diese Aussage taucht in Distraktoren regelmäßig auf.
Zeichne den Citratzyklus als Kreis und setze außen Pfeile nach innen (Anaplerose) und nach außen (Kataplerose). Beschrifte jeden Pfeil mit dem Weg, zu dem er gehört: Gluconeogenese, Fettsäuresynthese, Aminosäuren, Häm. Diese Skizze ist eine der nützlichsten Zusammenfassungen für die gesamte Stoffwechsel-Biochemie, weil sie Energiegewinn und Biosynthese auf einem Blatt zeigt.
Anaplerose bezeichnet Reaktionen, die Zwischenprodukte des Citratzyklus auffüllen, wenn sie für Synthesen entnommen wurden.
Die Pyruvatcarboxylase. Sie bildet Oxalacetat aus Pyruvat, benötigt Biotin und ATP und wird durch Acetyl-CoA aktiviert.
Die Entnahme von Zwischenprodukten aus dem Citratzyklus, etwa Citrat für die Fettsäuresynthese oder Oxalacetat für die Gluconeogenese.
Es liefert zwei C-Atome, und pro Runde verlassen zwei C-Atome den Zyklus als CO2. Die Menge der Zwischenprodukte bleibt gleich.
Geradzahlige nicht. Ungeradzahlige Fettsäuren liefern Propionyl-CoA, das über Succinyl-CoA in den Zyklus eintritt.
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Fragen ansehenMedizin Helden ist ein unabhängiges Lernangebot und steht in keiner Verbindung zum IMPP oder zu den Landesprüfungsämtern. Alle Angaben sind sorgfältig geprüft (Stand: November 2026), aber ohne Gewähr. Verbindlich sind die Veröffentlichungen des IMPP, die Approbationsordnung und die Auskünfte deiner Fakultät.
