Ciclo de Krebs o del Ácido Cítrico.

El pre:

Bueno, como se vio anteriormente en glicolisis, la degradación  anaerobia de carbohidratos da como producto oxaloacetato, piruvato, etanol y lactato. Para el ciclo de Krebs es necesaria la utilización de piruvato y de oxaloacetato, pero ahorita vamos a ver al piruvato.

El piruvato sale de glicolisis y se transforma a Acetil coenzima A (AcetilCoA) por acción de una enzima que se llama “complejo piruvato deshidrogenasa”. En glicolisis se mencionaba que este proceso se llevaba a cabo dentro del citosol celular, mientras que el ciclo de Krebs se lleva a cabo dentro de la mitocondria y su matriz. Para ingresar el piruvato desde el citosol hasta la matriz mitocondrial, se utiliza a la enzima Piruvato translocasa, la cual ayuda a pasar el piruvato a cambio de H+. Esta conversión se da fuera del ciclo de Krebs y genera 1 equivalente de energía: NADH+H.

El Ciclo de Krebs:

Bueno, ahorita ya se puede explicar el ciclo de Krebs como el mismo. Se le llama también ciclo del ácido cítrico. ¿Por qué? Porque se da gracias a la presencia de ácido cítrico.  El ciclo de Krebs da como resultado de  su proceso, 10 ATP.

El principio y el fin:

Como su nombre lo dice, el ciclo de Krebs, es es eso, un ciclo, entonces tiene que darse una interacción directa entre la última fase del ciclo de Krebs y la primera. Dentro de la fase final que se explica mejor de último, se ve que actúa el oxaloacetato. El oxaloacetato deriva del piruvato que también forma el acetil coA. Entonces, la suma de oxaloacetato y acetil CoA me dan como resultado el citrato o ácido cítrico y de ahí la participación de este ácido para llegar a darle nombre al ciclo. Este citrato se oxida en 7 pasos, y de ahí dentro de estos 7 pasos es que se vuelve a formar oxaloacetato y los equivalentes de energía NAD+, Q (ubiquinona) y FADH además de un GTP que forma.

1° Paso: De primero, trabaja la citrato sintasa en un proceso como el descrito anterior, porque es la enzima que forma el citrato. Esta es una transferasa o sintasa. La coA se quita de la molecula.

2°: Pasa de citrto a isocitrato gracias a la enzima aconitasa. Para esto se da isomerización.

3°: Isocitrato deshidrogenasa cataliza el paso de isocitrato a akg o alfa ceto glutarato. Es el primer punto  redox del ciclo, dándose también la primera descarboxilación (formación de CO2). El equivalente de energía que produce es NADH+H a partir de NAD.

4°: Complejo alfa-cetoglutarato deshidrogenasa: Este complejo es igual que el complejo piruvato deshidrogenasa. Lo único que cambia es el nombre de sus E’s: E1 es alfacetoglutarato deshidrogenasa, E” es dihidropoliamida succinil transferasa y el E3 sigue siendo dihidropoliamida deshidrogenasa. Incluso se da el nombre del próximo compuesto en la E2: aja, succinil CoA. Es una redox que me da equivalente de energía NADH y CO2.

5°: Succinil coA sintentasa vuelve el succinil coA en succinato. Aquí se forma un ATP o GTP normalmente, gracias a un Pi (fosfato inorgánico).  Para ello, se libera CoA  y se pega el fosforilo de esta CoA, formándose una enzima fosforilada en su histidina. Ya fosforilada se le da ese Pi al GDP o ADP.

6°: El succinato pasa a fumarato por el complejo de succinato deshidrogenasa. Aquí se produce Q y se llega a reducir a QH2. O sea, se da otra redox. Esto se logra gracias a FAD.

7°: La enzima fumarasa da una hidratación enel fumarato y lo vuelve L-malato.

8°: Malato deshidrogenasa es la enzima que cataliza la última redox del ciclo. Pasa de malato a oxalacetato a la vez que se libera NADH. Y aquí es donde otra vez se empieza el ciclo.

Va, como se ve, hay 4 reacciones redox que me dan equivalentes de energía NADH y Q. Aspi mismo, hay una reacción que me produce ATP. Esto nos lleva a a ver cuantos ATP’s se forman en el ciclo de Krebs para ver su aporte energético.

Qué	Dónde	Cuanto ATP
NADH+H+	Isocitrato deshidrogenasa, complejo AKG deshidrogenasa y malato deshidrogenasa	2.5 por cada molécula= 7.5
GTP o ATP	succinil coA sintetasa	1 ATP
QH2	Complejo succinato deshidrogenasa	1.5 por molecula
TOTAL		10 ATP

Ahora si vemos TODO el proceso energético desde glicolisis vamos a ver que:

·         Glicolisis da 2 ATP y 2 NADH por los 2 gliceraldehídos que tiene. Eso son 7 ATP en total.

·         La piruvato deshidrogenasa me da 2 NADH por los 2 piruvatos de glicolisis, o sea, 5 ATP.

·         Y ciclo de Krebs me da 10 ATP por las 2 acetil CoA de los piruvatos, o sea 20 ATP.

·         Entonces en total, 1 molécula de glucosa me produce 32 ATP de energía.

Regulación del Ciclo de Krebs:

Se puede dar por regulación alostérica por exceso o falta de energía, o por modificación de las enzimas que participan dentro del ciclo por fosforilación.

Fuera del ciclo, se altera la piruvato deshidrogenasa. Si hay mucho acetil CoA se inhibe E2, y si hay mucho NADH, la E3. Igualmente se puede fosforilar la E1 ara inhibirla. (Ver más detallado en piruvato deshidrogenasa). Aquí se incluye el Ca+2, aumentando la actividad de esta enzima a niveles elevados de este ión.

Ahora dentro del ciclo, hay 3 reacciones que se regulan:

·         Citrato sintasa: es la primera reacción del ciclo. Se activan por akg y se inhiben por el NADH.

·         Isocitrato deshidrogenasa: da la primera redox y se activa por Ca+2 y ADP. El NADH la inhibe.

·         Complejo AKG deshidrogenasa: a diferencia de la piruvato deshidrogenasa, la fosforilación de E1 depende directamente por el Ca+2, activando a la fosfatasa el exceso de este ión.

Cambios del Ciclo de Krebs:

El ciclo de Krebs no siempre es un ciclo, a veces se puede saltar pasos gracias a rutas anapleróticas cuando los intermediarios del CK se van a otras rutas. Entonces, por la carencia de los intermediarios, las rutas anapleróticas sintetizan dichos intermediarios.

Ruta del Glioxilato:

Esta es una ruta que se salta algunos pasos del CK. Los pasos que se salta son los dos de descarboxilación y el de síntesis de ATP. En esta ruta, el isocitrato ya no pasa por la isocitrato deshidrogenasa, sino por otra enzima que se llama isocitrato liasa. Lo que hace esta otra enzima es producir glioxalato y succinato. El succinato sigue su ruta hasta el final de CK, en cambio, el glioxalato pasa por otra enzima llamada malato sintasa para saltar de una vez a malato.

El uso de esta ruta aunque casi no produce energía (solo un NADH) puede llegar a ser el uso de oxalacetato para la formación de glucosa, o sea, gluconeogenesis.