Ciclo de Krebs: Proceso, Reacciones y Significado Biológico

Mecanismo del Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs, como todo proceso cíclico, no tiene un principio o fin definido. Es alimentado continuamente con sustratos y genera productos de manera constante. Las sustancias intermediarias se recuperan para ser integradas nuevamente en el ciclo. Como una rueda girando sin fin, solo se detendrá si faltan los sustratos o si, por exceso de productos, se inhiben las enzimas que participan en él.

Reacciones del Ciclo de Krebs

Las diferentes reacciones que se producen en este proceso son:

1. Condensación de la acetil-CoA (ACA) con el ácido oxalacético (OXA) para formar el ácido cítrico (CIT). En este proceso se recupera la CoA-SH.
2. Transformación del ácido cítrico (CIT) en su isómero, el ácido isocítrico (ISO).
3. Descarboxilación oxidativa del ácido isocítrico (ISO) que se transforma en α-cetoglutárico (αKG) con la formación de CO₂ y NADH+H⁺.
4. Descarboxilación oxidativa del ácido α-cetoglutárico (α-KG) formándose CO₂, NADH+H⁺ y 1 GTP (ATP). El α-cetoglutárico (α-KG) se transforma en ácido succínico (SUC).

En este punto, se ha completado la degradación del CH₃-CO-CoA (ACA) con la formación de 2 moléculas de CO₂, cuatro por cada molécula de glucosa. Tenemos ya las 6 moléculas de CO₂ que puede originar la glucosa. Las reacciones que siguen sirven para recuperar el ácido oxalacético (OXA).

5. Oxidación del ácido succínico (SUC) a ácido fumárico (FUM). Esta oxidación se realiza por la formación de un doble enlace. Los electrones son transferidos al FAD que pasa a FADH₂.
6. Adición de agua al doble enlace formándose el ácido málico (MAL).
7. Oxidación por el NAD⁺ del alcohol del ácido málico, que se transforma en el ácido oxalacético (OXA), completándose el ciclo.

La cantidad de ATP obtenida en la glucólisis y en el ciclo de Krebs es relativamente escasa. Sin embargo, se obtienen grandes cantidades de coenzimas reducidas: NADH+H⁺ y FADH₂, que serán oxidadas en la cadena respiratoria.

Vías del Catabolismo del Pirúvico

Para evitar que la glucólisis se detenga por un exceso de ácido pirúvico (PYR) y NADH+H⁺ o por falta de NAD⁺, se necesitan otras vías que eliminen los productos obtenidos y recuperen los sustratos imprescindibles. Esto puede realizarse de dos maneras:

1. Respiración aerobia (catabolismo aerobio). Cuando hay oxígeno, el pirúvico es degradado completamente obteniéndose dióxido de carbono (CO₂). El NADH+H⁺ y otras coenzimas reductoras obtenidas son oxidadas y los electrones transportados hacia el oxígeno (O₂), recuperándose el NAD⁺ y obteniéndose H₂O. Este proceso se realiza en los eucariotas en las mitocondrias.
2. Fermentación (Catabolismo anaeróbico). Cuando no hay oxígeno, el ácido pirúvico se transforma de diferentes maneras sin degradarse por completo a CO₂ y H₂O. Este proceso tiene como objetivo la recuperación del NAD⁺. En los eucariotas se realiza en el hialoplasma.