Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs (descoberto por Sir Hans Adolf Krebs) é um conjunto de reacções que pode oxidar completamente o acetil-CoA a CO2, a fim de liberar a energia para sintetizar o ATP, a moeda energética da célula.

O ciclo de krebs é constituído por um conjunto de reacções através das quais se completa a degradação total dos produtos da glicólise. 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 reacções de oxidação-redução que se dá nas mitocondrias, a culminar os processos respiratórios. A cadeia respiratória é formada por um conjunto de moléculas, chamadas transportadores de protões e de electrões, que se encontram presentes nas cristas mitocondriais. Estas moléculas, ao reduzirem-se e a oxidarem-se, transferem protões e electrões provenientes do substrato ate ao oxigénio molecular, que se reduz formando água. Neste processo forma-se o ATP. Para que as várias sequências de reacções da cadeia ocorram, é necessária a presença de diversas enzimas específicas que catalizam todo o processo.

O balanço energético da respiração aeróbia de uma molécula de glucose é de 38 moléculas de ATP, o que equivale a 266 quilocalorias.

O metabolismo de uma célula contém inúmeras reacções 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. Sua principal função é agir como via final comum de oxidação das moléculas orgânicas (carbonatos, lípidos, aminoácidos), através da acetil-CoA e seu substrato. Acetil-CoA é principalmente da glicólise, beta-oxidação de aminoácidos e corpos cetônicos num evento fisiológico. O ciclo de Krebs é uma “encruzilhada metabólica”, onde é  executada a maioria da oxidação e da produção de energia de uma célula.

O ciclo de Krebs inclui uma série de reacções que começam no final e também por oxaloacetato. Este composto, presentes em muito pequenas quantidades, pode então ser comparado com um catalisador (que é utilizado muitas vezes, é encontrado no final da reacção). O ciclo produz a oxidação do carbono na íntegra (como o CO2), mas acima de tudo enzimas reduzidas (NADH + H+ e FADH2) para ser oxidadas na cadeia respiratória, induzindo a produção de grandes quantidades de ATP por fosforização oxidativo.

As gorduras têm uma grande importância como combustível orgânico devido ao facto de possuírem um elevado valor calórico. 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 da glicerina. Uma vez produzidos os ácidos gordos, estes sofrem o processo de B-Oxidação, no citoplasma. O acetil-CoA assim formado pode entrar no ciclo de Krebs. O rendimento energético da B-Oxidação de uma molécula de 16 átomos de carbono e de 130 ATP, o que equivale a 910 quilocalorias.

As proteínas são hidrolizadas 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.

Os dois principais mecanismos de oxidação dos aminoácidos são 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 degrado para que outro seja formado. Estas reacções são catalisadas por enzimas chamadas transaminases.

Na desaminação oxidativa os grupos amina dos aminoácidos libertam-se sob a forma de NH3.

Já os ácidos nucleicos são degradados, no tubo digestivo, em mononucleótidos e estes, posteriormente, em grupos fosfatos, pentoses e bases azotadas.

As pentoses são degradadas pela via dos glúcidos e os fosfatos são, em parte, excretados pela urina, ou utilizados na síntese de ATP no ciclo de krebs. AS bases azotadas são degradadas em acido úrico, ureia ou amoníaco, que são excretados.

A fermentação é um processo anaeróbico no qual não intervém na cadeia respiratória.

Do ponto de vista energético, as fermentações são pouco rentáveis quando comparadas com a respiração. Uma molécula de glucose permite obter apenas 2 ATP. Trata-se de um processo incompleto no qual o produto final é um composto orgânico.