El Cicle de Krebs: Definició, Funcions i Reaccions

El Cicle de Krebs

El cicle de Krebs (també conegut com a cicle de l’àcid cítric o dels àcids tricarboxílics) és l’etapa final del catabolisme aeròbic dels glúcids, els àcids grassos i els aminoàcids. Està acoblat a la cadena respiratòria i és el responsable de la major part de la producció d’energia de la cèl·lula. Inclou vuit reaccions catalitzades per enzims que degraden l’Acetil-CoA a CO₂, amb l’alliberament d’àtoms d’hidrogen que són transferits a la cadena transportadora d’electrons.

Característiques principals

• Via catabòlica: És la principal via d’oxidació dels glúcids, àcids grassos i aminoàcids; en les reaccions que inclou no intervé directament l’oxigen molecular.
• Substrat inicial: El substrat és l’acetil-CoA, originat a partir de l’àcid pirúvic procedent de la glucòlisi.
• Procés cíclic: Les vuit reaccions es produeixen de manera cíclica i contínua. En cada volta, un grup acetil és oxidat a dues molècules de CO₂ amb la producció de 4 parells d’àtoms d’H; tres d’aquests reduiran tres molècules de NAD⁺ a NADH, mentre que l’altre reduirà una molècula de FAD a FADH₂.
• Localització: Es desenvolupa en tots els organismes aerobis: en els procariotes al citoplasma i en els eucariotes a l’interior dels mitocondris.
• Biosíntesi: Alguns metabòlits intermediaris del cicle són necessaris per a la biosíntesi de diverses molècules importants (glucosa, aminoàcids, nucleòtids, etc.).

Reaccions del cicle de Krebs

1. Condensació de l’acetil-CoA amb oxaloacetat: Forma citrat. No requereix aportació energètica, ja que l’acetil-CoA s’hidrolitza durant la reacció.
2. Isomerització del citrat: Es transforma en isocitrat.
3. Descarboxilació oxidativa de l’isocitrat: Produeix α-cetoglutarat i NADH.
4. Descarboxilació oxidativa de l’α-cetoglutarat: Produeix succinil-CoA i NADH.
5. Hidròlisi del succinil-CoA: Produeix succinat i GTP.
6. Oxidació del succinat: Produeix fumarat i FADH₂. La catalitza la succinat deshidrogenasa, que es localitza a la membrana interna mitocondrial i forma part del complex II de la cadena respiratòria.
7. Hidratació del fumarat: Per donar malat.
8. Oxidació del malat: Produeix oxaloacetat i NADH. D’aquesta manera es regenera l’oxaloacetat i el cicle es pot tornar a iniciar.