¿Qué es y por qué es importante el ciclo de Krebs?
¿Qué es y por qué es importante? El ciclo de Krebs es el proceso central de la obtención de energía en todos los organismos del planeta. Recibe este nombre en honor al científico alemán Hans Adolf Krebs quien junto con Fritz Albert Lipmann describió el ciclo que lleva su nombre y la coenzima A (CoA), principal precursor del sustrato del ciclo. Por este descubrimiento ambos recibieron en 1953 el premio Nobel de Fisiología y Medicina.
El ciclo de Krebs también recibe también los nombres de ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos, debido a que el ácido cítrico es el primer producto del ciclo y que los sustratos del ciclo son moléculas de 3 carbonos, respectivamente. El ciclo de Krebs es el final de todas las rutas catabólicas, aquellas que descomponen moléculas orgánicas complejas para obtener energía. Puedes leer más sobre qué es el catabolismo en nuestro artículo aquí .
Sir Hans Krebs trabajando en el laboratorio
Se denomina ciclo porque el producto resultante de un enzima es el sustrato del enzima siguiente. De esta manera los procesos se acoplan sucesivamente hasta regenerar el sustrato del primer enzima, el oxalacetato. Para que el ciclo empiece este sustrato tiene que unirse a acetil-CoA, proveniente de la degradación de moléculas de mayor complejidad, para dar lugar al ácido cítrico. El ciclo consta de 7 reacciones sucesivas de oxidación y descarboxilación. Puedes ver el ciclo de Krebs con todos sus enzimas y sustratos en el artículo que le dedicamos a explicar el proceso aquí .
El ciclo de Krebs se realiza en la matriz mitrocondrial de las células eucariotas y en el citoplasma cercano a las membranas en bacterias. El proceso completo rinde 1 molécula de GTP (guanina trifosfato, un análogo del ATP, la molécula de almacenamiento de energía) y NADH+H+ y FADH2 dos moléculas de alto poder reductor. Estas moléculas serán convertidas en ATP en la cadena transportadora de electrones en la membrana interna de mitocondrias, lee más sobre ella aquí. El ciclo de Krebs y la cadena de transporte electrónico están situadas en el mismo orgánulo, para facilitar el tránsito de moléculas de uno a otro con el fin de aumentar la eficacia del sistema de obtención de energía de eucariotas.
El ciclo de Krebs forma parte del proceso respiratorio celular, puesto que requiere moléculas de oxígeno (para la oxidación de sustratos) y elimina moléculas de dióxido carbónico resultantes de la degradación de los tricarboxilos (en los pasos de descarboxilación). Igualmente el ciclo de Krebs también participa en la formación de algunas moléculas, los productos resultantes de algunos de sus enzimas son utilizados para la síntesis. El alfa-cetoglutarato se utiliza en la síntesis de glutamato y el oxalacetato en la síntesis del aspartato, ambos aminoácidos son necesarios para la síntesis de proteínas.
Al ser un proceso tan importante necesita una regulación compleja para optimizar el proceso de degradación de moléculas. Las altas concentraciones de ATP y otros productos reducidos (NADH+H+ y FADH2) inhiben la formación de la acetil-CoA. Además estas moléculas energéticas pueden permanecer unidas a los enzimas que la forman impidiendo que se degrade un sustrato si las necesidades energéticas no aumentan. Finalmente el primer enzima del ciclo, la citrato sintasa, solo funciona en un sentido, por lo que necesita de la presencia de oxalacetato y Acetil-CoA para arrancar la vía.