Ciclo de Krebs y Metabolismo

Ciclo de Krebs

• El ciclo de Krebs es central en el metabolismo, actuando como una vía anfibólica (catabolismo y anabolismo).
• En el catabolismo, oxida glucosa, ácidos grasos y aminoácidos a CO2 y H2O. Esto produce NADH y FADH2, que generan ATP en la cadena respiratoria. Requiere oxígeno.
• En el anabolismo, proporciona intermediarios para la síntesis de lípidos, aminoácidos (glutamato, purinas, etc.), porfirinas y aminoácidos (aspartato, pirimidinas).
• El ciclo ocurre en la matriz mitocondrial. Eritrocitos no pueden utilizarlo ya que no tienen mitocondrias.

Combustible del Ciclo

• El combustible principal es el acetil-CoA.
• Se obtiene de la β-oxidación (sin carbohidratos) o de la acción de la piruvato deshidrogenasa (con carbohidratos).

Enzima Piruvato Deshidrogenasa (PDH)

• Es un complejo enzimático (E1, E2, E3).
• Cataliza la descarboxilación oxidativa del piruvato (irreversible).
• Requiere 5 coenzimas (TPP, lipoato, CoA, NAD+, FAD).
• La reacción produce acetil-CoA, NADH y CO2.
• Localizada en la matriz mitocondrial.

Reacciones Irreversibles del Ciclo de Krebs

• Citrato sintasa (condensación), es la primera reacción irreversible
• Isocitrato deshidrogenasa (descarboxilación oxidativa), segunda reacción irreversible.
• α-cetoglutarato deshidrogenasa (descarboxilación oxidativa), tercera reacción irreversible.

Reacciones Del Ciclo de Krebs

• Reacción 1 (Citrato sintasa): Acetil-CoA + oxalacetato → citrato
• Reacción 2 (Aconitasa): Citrato → isocitrato (isomerización)
• Reacción 3 (Isocitrato deshidrogenasa): Isocitrato → α-cetoglutarato + CO2 + NADH
• Reacción 4 (α-cetoglutarato deshidrogenasa): α-cetoglutarato → succinil-CoA + CO2 + NADH
• Reacción 5 (Succinil-CoA sintetasa): Succinil-CoA → succinato + GTP (o ATP)
• Reacción 6 (Succinato deshidrogenasa): Succinato → fumarato + FADH2
• Reacción 7 (Fumarasa): Fumarato → malato
• Reacción 8 (Malato deshidrogenasa): Malato → oxalacetato + NADH

Rendimiento Energético por Vuelta

• 3 NADH x 3 ATP/NADH = 9 ATP
• 1 FADH2 x 2 ATP/FADH2 = 2 ATP
• 1 GTP/ATP = 1 ATP
• Total: 12 ATP por vuelta del ciclo

Rendimiento Energético por Glucosa

• 38 ATP por una molécula de glucosa completamente oxidada.

Reacciones Anapleróticas

• Reponen los intermediarios necesarios para el ciclo.
• Incluye piruvato carboxilasa y fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEPCK) y enzima málica.

Regulación del Ciclo

• Regulación en las enzimas cruciales: citrato sintasa, isocitrato deshidrogenasa y α-cetoglutarato deshidrogenasa.
• Estas enzimas son alostéricas y responden a los niveles de energía celular (ATP y NADH).
• La cantidad de acetil-CoA, también afecta la actividad del ciclo.

Deficiencias en el Ciclo

• Deficiencia de piruvato deshidrogenasa (PDH): causa acumulación de lactato y problemas neurológicos.
• Deficiencia en tiamina (vitamina B1): afecta la actividad de la PDH, conduciendo a síntomas similares.

Importancia del Ciclo

• Es la vía central del metabolismo, conecta diferentes vías metabólicas.
• Es fundamental para la producción de energía en la célula, por la generación de poder reductor y la formación de ATP.

Este cuestionario se centra en el Ciclo de Krebs, un proceso vital en el metabolismo que involucra catabolismo y anabolismo. Se explorarán aspectos fundamentales como la oxidación de nutrientes, la producción de ATP y el papel de la enzima piruvato deshidrogenasa. Prepárate para profundizar en la bioquímica celular.