O Ciclo de Krebs, descrito pelo cientista alemão Hans Adolf Krebs, descreve uma série de reações que acontecem na vida da célula e do seu metabolismo.
Essa reação é também conhecida como o ciclo tricarboxílico ou o ciclo do ácido cítrico. O Ciclo de Krebs faz referência a uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos, que utilizam o oxigênio da respiração celular.
A influência do ciclo na respiração
O processo de respiração celular tem início com a glicólise, que é obtida por meio de alimentos consumidos e atravessa uma série de reações que geram duas moléculas de ácido pirúvico. É a partir desse estágio que o Ciclo de Krebs passa a atuar na respiração.
O ciclo acontece no interior da mitocôndria, que é uma organela celular presente na maioria dos seres eucariontes. Nesse processo, as moléculas de ácido pirúvico devem entrar na mitocôndria. Tal processo ocorre a partir do momento que existem moléculas de oxigênio em quantidade suficiente para cada molécula de glicose.
Caso exista, a o ingresso do ácido pirúvico na mitocôndria permite que o oxigênio tenha uma reação com o ácido, formando gás carbônico e liberando os elétrons dos átomos de hidrogênio, que constituem a fórmula da glicose. Tais elétrons são transportados por duas moléculas que exercem a função de transportadoras: NADH e FADH.
Os elétrons, por sua vez, se responsabilizam pela união de mais um átomo, o do elemento fósforo. A união do fósforo é feita com uma molécula de Adenosina Difosfato, constituindo assim o ATP, conhecido como adenosina Trifosfato. É a molécula de ATP que irá fornecer energia para a célula, bem como permitirá o transporte ativo de substâncias para o corpo.
As etapas metabólicas do Ciclo de Krebs iniciam com a quebra de aminoácidos, carboidratos e ácido-graxos em Acetil-CoA (dois carbonos). Eles se ligam ao ácido oxalacético (4 carbonos) e passam a originar o ácido cítrico composto por seis carbonos.
As etapas do ciclo
A principal função do Ciclo de Krebs é oxidar os compostos. Ele serve como uma via de alta energia.
As reações atuantes no ciclo são as seguintes:
– Oxalocetato: É um ácido dicarboxílico composto por quatro carbonos e é formado pela oxidação do L-malato.
– Citrato: É um ácido orgânico considerado fraco. O citrato, dentro do Ciclo de Krebs, sofre uma desidratação dando origem ao isocitrato.
– Isocitrato a acetlogutarato: Nesta etapa ocorre a participação de NAD, fazendo com que o isocitrato sofra uma descarboxilação e uma desidrogenação. Assim é liberado o CO2 originando o alfa-cetlogutarato.
– Alfa-cetlogutarato a succinato: Por meio de uma descarboxilação, o alfa-cetlogutarato libera CO2, efetua uma desidrogenação com NAD formando um NADH, resultando assim no succinato.
– Succinil-CoA: Ele efetua uma combinação com a coenzima A. Por meio dessa combinação surge o succinato, composto que possui um alto potencial energético.
– Succinato: É a única etapa do ciclo de Krebs onde o ATP é formado.
– Succinato Fumarato: Nessa fase o succinato sofre oxidação por meio de uma desidrogenação que dá origem ao fumarato FADH2, constituído a partir da reação do FAD.
– Fumarato Malato: O fumarato sofre uma hidratação e origina o malato.
– Malato Oxalacetato: Na última fase entra o NAD. O malato passa por uma desidrogenação e origina o NADH regenerando o oxalacetato.
Apesar do Ciclo de Krebs apresentar uma importante participação nos processos metabólicos de obtenção de energia, ele não está limitado a exercer atividades apenas no processo de conservação de energia. As reações ocorridas nesse ciclo servem também como precursoras biosintética de uma ampla variedade de substâncias.
Além disso, é possível considerar que o Ciclo de Krebs também apresenta função de caráter anabólico, sendo assim, também chamado de ciclo anfibólico.
Para que o Ciclo de Krebs apresente tanto as características anabólicas e catabólicas, a concentração dos compostos intermediários constituídos são preservadas e reguladas por meio de um intrincado de reações auxiliares que recebem o nome de reações anapleróticas.
Nesse caso, um exemplo de reação anaplerótica é a carboxilação de piruvato para assim se obter o oxalacetato, produto catalisado pela enzima conhecida como piruvato carboxilase.
Hans Adolf Krebs
O Ciclo de Krebs recebe esse nome em homenagem ao cientista que analisou os seus processos, o alemão Hans Adolf Krebs.
Esse pesquisador, que também atuava como médico angariou o prêmio Nobel de 1953 graças aos seus estudos acerca do Ciclo do Ácido Cítrico, que também é conhecido por ciclo de Krebs.
Os principais trabalhos desse cientista, falecido em 1981, diziam respeito às análises do metabolismo das células, especialmente sobre as transformações dos nutrientes em energia dentro das células.
Além do famoso Ciclo do Ácido Cítrico, Hans Krebs também efetuou estudos a respeito do ciclo da Ureia, que são reações químicas ocorridas nos animais terrestres, fazendo com que o organismo efetue a desintoxicação do amoníaco, uma molécula de caráter neurotóxico.
Vale lembrar que o prêmio Nobel recebido por Krebs em 1953 foi compartilhado com outro pesquisador, o bioquímico norte-americano Fritz Lipmann.