Bioquímica

Ciclo de Krebs

O Ciclo de Krebs, também conhecido como Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos e Ciclo do Ácido Cítrico, refere-se a uma série de reações anfibólica, ou seja, anabólica e catabólica, com objetivo de produzir energia para as células. Essa é uma das três etapas do processo de respiração celular.

Nas eucariontes, o Ciclo de Krebs ocorre em grande parte na matriz da mitocôndria, já nos organismos procariontes esse etapa acontece no citoplasma. Essas reações são parte do metabolismo dos organismos aeróbicos – que utilizam oxigênio na respiração celular.

Respiração celular

Na perspectiva da bioquímica, a respiração celular é momento em que acontecem reações de quebra das ligações entre as moléculas gerando energia, a qual é aproveitada pelas células para realização de atividades vitais ao organismo.

Na respiração aeróbica, utilizada pela maioria dos seres vivos, é realizada a quebra da glicose, gerada na fotossíntese pelos organismos produtores e adquirida por meio da alimentação pelos consumidores. Esse processo pode ser resumido na equação abaixo:

C6H12O6 + 6 O2 –> 6 CO2 + 6 H2O + Energia

Mas não se engane com essa pequena equação. O processo de respiração celular é bastante complexo e há participação de várias enzimas e coenzimas, que realizam sucessivas oxidações da glicose.

Tudo isso é realizado em três etapas: a Glicólise, o Ciclo de Krebs e a Fosforilação Oxidativa ou Cadeia Respiratória, que levam à produção de gás carbônico, água e moléculas de adenosina trisfofato (ATP).

Fases do Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs é um circuito fechado, isto é, a molécula formada na última fase será utilizada na primeira. Veja abaixo o resumo dessas reações:

  • Primeira etapa: o acetilcoenzima A (acetil CoA), gerado na glicólise, se liga a uma molécula com quatro carbonos denominada de oxaloacetato, liberando o grupo CoA e gerando uma molécula com seis carbonos chamada de citrato.
  • Segunda etapa: o citrato é convertido no isômero isocitrato. Na verdade, essa fase ainda subdivide-se em duas: a remoção (2a) e a adição (2b) de uma molécula de água. Por isso é comum um Ciclo de Krebs com nove fases.
  • Terceira etapa: o isocitrato que foi gerado passa por oxidação e gera uma molécula de dióxido de carbono, restando então uma molécula com cinco carbonos chamada de alfacetoglutarato. Nessa etapa, a nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+) é reduzida e gera a NADH.
  • Quarta etapa: essa etapa é semelhante a anterior, porém o alfacetoglutarato sofre oxidação e o NAD+ é reduzido à NADH, fornecendo uma molécula de dióxido de carbono. A molécula que sobrou com quatro carbonos se liga à Coenzima A, gerando a succinol CoA.
  • Quinta etapa: o CoA do succinil CoA é substituído por um grupo de fosfato, que logo após é movido para o difosfato de adenosina (ADP) para formar o trifosfato de adenosina (ATP).
  • Algumas células utilizam a guanosina disfofato (GDP) no lugar da AD, formando como produto a guanosina trifosfato (GTP). A molécula de quatro carbonos formada nessa etapa é chamada de succinato.
  • Sexta etapa: consequentemente, o succinato gera mais uma molécula de quatro carbonos chamada de fumarato. Nessa reação, dois átomos de hidrogênio são transportados para FAD, gerando FADH2.
  • O FADH2 pode transferir seus elétrons imediatamente para a cadeia transportadora, pois a enzima que atua nessa etapa está localizada na membrana interna da mitocôndria.
  • Sétima etapa: nessa etapa, água é adicionada à molécula de fumarato que, consequentemente, é transformada em outra molécula de quatro carbonos denominada de malato.
  • Oitava etapa: dando fim ao ciclo de Krebs, o oxaloacetato, o composto de quatro carbonos inicial, é regenerado através da oxidação do malato. Além disso, uma nova molécula de NAD+ é reduzida para NADH. Um novo ciclo recomeça.
Referências:
  1. Junqueira, L. C. & Carneiro, J. Biologia Celular e Molecular. 9ª Edição. Editora Guanabara Koogan. 338 páginas. 2012.
  2. Guyton, A.C. & Hall, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 11ª Edição. Editora Elsevier. 1115 páginas. 2006