A importância do ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs (descoberto por Sir Hans Adolf Krebs) é um conjunto de reações que pode oxidar completamente o acetil-CoA a CO2 a fim de libertar a energia para sintetizar o ATP, a moeda energética da célula, e é constituído por um conjunto de reações através das quais se completa a degradação total dos produtos da glicólise.

Processos importantes para a vida

As enzimas do ciclo de Krebs encontram-se presentes na matriz mitocondrial; o ácido pirúvico atravessa a membrana mitocondrial e penetra na mitocôndria, onde se transforma em acetil-CoA, que entra no ciclo de Krebs.

A cadeia respiratória é um conjunto de reações de oxidação-redução que ocorre nas mitocôndrias, culminando os processos respiratórios, e é formada por um conjunto de moléculas, chamadas transportadores de protões e de eletrões, que se encontram presentes nas cristas mitocondriais.

Estas moléculas, ao reduzirem-se e oxidarem-se, transferem protões e eletrões desde o substrato até ao oxigénio molecular, que se reduz formando água; neste processo forma-se o ATP, mas para que as várias sequências de reações da cadeia ocorram é necessária a presença de diversas enzimas específicas que catalisam todo o processo.

• O balanço energético da respiração aeróbia de uma molécula de glicose é de 38 moléculas de ATP, o que equivale a 266 quilocalorias.
• O metabolismo de uma célula contém incontáveis reações bioquímicas; no entanto, é possível identificar um metabolismo do esqueleto.

O ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido tricarboxílico ou ciclo do ácido cítrico, ocorre inteiramente na matriz mitocondrial e a sua principal função é atuar como via final comum de oxidação das moléculas orgânicas (hidratos de carbono, lípidos, aminoácidos) através do acetil-CoA e do seu substrato.

O acetil-CoA deriva principalmente da glicólise, da beta-oxidação, dos aminoácidos e dos corpos cetónicos num evento fisiológico; o ciclo de Krebs é uma «encruzilhada metabólica», onde é executada a maior parte da oxidação e da produção de energia de uma célula.

Seguem-se dois vídeos que representam o ciclo de Krebs e a produção de ATP; e embora o segundo vídeo esteja em espanhol, representa exatamente o que desejamos expor, mas com uma excelente animação 3D.

Os compostos e o ciclo de Krebs

O oxaloacetato, um composto que ajuda o processo e que está presente em quantidades muito pequenas, pode então ser comparado a um catalisador (que é utilizado muitas vezes e se encontra no final da reação).

O ciclo produz a oxidação do carbono integrando compostos (como o CO2), mas acima de tudo coenzimas reduzidas (NADH + H⁺ e FADH2) para serem oxidadas na cadeia respiratória, induzindo a produção de grandes quantidades de ATP por fosforilação oxidativa.

• As gorduras têm grande importância como combustível orgânico devido ao facto de possuírem um elevado valor calórico, e o principal mecanismo de produção de energia dos lípidos consiste na oxidação dos ácidos gordos.
• A hidrólise dos lípidos é levada a cabo por lipases específicas que libertam os ácidos gordos do glicerol; uma vez produzidos, os ácidos gordos sofrem o processo de beta-oxidação no citoplasma; o acetil-CoA assim formado pode então entrar no ciclo de Krebs; o rendimento energético da beta-oxidação de uma molécula de 16 átomos de carbono é de 130 moléculas de ATP, o que equivale a 910 quilocalorias.
• As proteínas são hidrolisadas no tubo digestivo, e os aminoácidos entram nas células, onde podem sofrer diferentes tipos de oxidação que determinarão a entrada dos seus derivados no ciclo de Krebs, sendo os dois principais mecanismos de oxidação dos aminoácidos a transaminação e a desaminação oxidativa.

A transaminação consiste na transferência do grupo amina de um aminoácido para um cetoácido, de forma que um aminoácido é degradado para que outro seja formado; estas reações são catalisadas por enzimas chamadas transaminases; em contraste, na desaminação oxidativa os grupos amina dos aminoácidos são libertados sob a forma de NH3.

Por outro lado, a fermentação, que é um processo anaeróbio em que não intervém a cadeia respiratória, é pouco rentável quando comparada com a respiração; uma molécula de glicose permite obter apenas 2 moléculas de ATP, tratando-se de um processo incompleto em que o produto final é um composto orgânico.