El Ciclo de Krebs o también llamado Ciclo del Acido Cítrico, es un proceso complejo que se realiza en las mitocondrias de las células con el objetivo de generar energía y otras sustancias que a su vez serán necesarias para la biosíntesis de otras moléculas más complejas que luego detallaremos. El objetivo de este artículo es que comprendan para que se realiza este ciclo y no que se lo sepan de memoria, ya que posee muchos nombres complicados de sustancias y enzimas.
El ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs es la vía final para la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas. El metabolito convergente común de estas vías catabólicas es el acetil-CoA. El cuál se degrada finalmente a CO2 y sirve para las síntesis de diferentes biomoléculas, como por ejemplo ácidos grasos, colesterol, cuerpos cetónicos. Este acetil-CoA en la primera etapa del ciclo reacciona con el oxalacetato para formar citrato. Mediante una serie de deshidrogenaciones, descarboxilaciones y fosforilación a nivel de sustrato, el citrato es degradado, lo que reduce coenzimas como NAD y FAD a coenzimas reducidas que son NADH y FADH2, libera 2 CO2, 1 GTP y regenera el oxalacetato, que puede reiniciar el ciclo.
Las coenzimas reducidas (NADH y FADH2) se reoxidan mediante la cadena respiratoria acoplada
a la síntesis de ATP. De este modo, el ciclo es una vía central de abastecimiento de electrones (vía coenzimas reducidas) para hacer funcionar la cadena de transporte de electrones y la fosforilación oxidativa. El objetivo final de la fosforilación oxidativa es generar ATP para abastecer de energía a la célula en todos los procesos que esta lo requiera.
Como habíamos mencionado antes. La finalidad del ciclo de krebs no solo es abastecer de ATP a la célula sino también proveer de intermediarios para otras vías de biosíntesis. Estas son llamadas reacciones catapleróticas. Son las que desvían a estos intermediarios para generar otras moléculas más complejas ,
como por ejemplo para la biosíntesis de aminoácidos, glucosa, ácidos grasos, grupo hemo (para hemoglobina), purinas (fundamental para ADN-ARN), etc.
Es importante saber que este como otros ciclos o procesos metabólicos esta y tiene que estar regulado dependiendo de las necesidades de la célula.
El control metabólico, principalmente es a través de la relación ATP/ADP y NADH/
NAD, sobre las enzimas isocitrato deshidrogenas, α-cetoglutarato deshidrogenasa y citrato sintasa que permite regular la velocidad del ciclo de acuerdo con las demandas energéticas celulares. Por ejemplo, si disponemos de suficiente cantidad de ATP es lógico que el ciclo de krebs se frene por no haber demanda energética. A esto se refiere la relación ATP/ADP. Esta relación será alta cuando halla una elevada cantidad de ATP sobre ADP. Lo mismo sucede con NADH/NAD (Nad reducido sobre Nad oxidado). El objetivo del ciclo es proveer NADH para abastecer de electrones a la cadena respiratoria. Pero si hay suficiente cantidad de NADH y ATP este proceso será frenado. Si hay demanda sucederá todo lo contrario.
Por cada etapa del ciclo en la cual se degrada una molécula de acetil-CoA se genera 1 molécula de GTP que es equivalente a una de ATP, 3 de NADH y 1 de FADH2. Por cada molécula de NADH se generan 3 moléculas de ATP en la fosforilación oxidativa y por cada una de FADH2 dos de ATP.
Para entender el balance global de la oxidación de una molécula de glucosa, debemos interpretar que la mayor cantidad de ATP la genera el ciclo de Krebs y no la glucólisis ni la descarboxilación oxidativa del piruvato, que son los dos pasos que anteceden al ciclo de krebs en la oxidación completa de la glucosa. Una molécula de glucosa genera dos de piruvato y estas dos generan 2 de acetil-CoA y 2 de CO2. Por lo tanto, el ciclo de Krebs genera unas 24 de ATP de un total de 38 ATP en la oxidación completa de la glucosa como vemos en la siguiente reacción.
glucosa + 6 O2 + 38 ADP + 38 Pi ——————–> 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP
Esquema del Ciclo de Krebs.
Bioquímico: Patricio Arroyo
