O Ciclo de Krebs, também chamado de Ciclo do Ácido Cítrico e Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos, é uma das etapas metabólicas da respiração celular. Ele ocorre na matriz da mitocôndria dos organismos eucariontes e no citoplasma dos procariontes
Esse ciclo possui várias funções que auxiliam no metabolismo celular, sendo uma das principais a degradação dos produtos finais oriundos do metabolismo de aminoácidos, lipídios e carboidratos.
Posteriormente, essas substâncias são transformadas em acetilcoenzima A (acetil-CoA), gerando CO2 e H2O, além de trifosfato de adenosina (ATP). Dessa forma acontece a produção de energia para as células.
Devido a sua riqueza de detalhes, o Ciclo de Krebs pode parecer bastante complicado. Mas o Guia Estudo preparou um resumo detalhado sobre essa etapa metabólica. Acompanhe abaixo e boa leitura!
Fases da respiração celular
A respiração celular é um processo químico realizado do interior das células com objetivo de fornecer energia para o corpo, podendo acontecer de duas formas: aeróbica (com a presença do oxigênio) e o anaeróbica (sem a presença do oxigênio).
Nos humanos e outros seres vivos, a respiração é aeróbica e em grande parte acontece dentro da mitocôndria. No ponto de vista da bioquímica, esse é o momento em que ocorrem reações de quebra das ligações entre as moléculas gerando energia.
A respiração celular é resumida na equação abaixo, sendo dividida em três etapas descritas posteriormente:
C6H12O6 + 6 O2 –> 6 CO2 + 6 H2O + Energia
Glicólise – processo que ocorre no citoplasma, com a degradação da glicose em duas moléculas menores (ácido pirúvico ou piruvato) e, consequentemente, liberação de energia.
Ciclo de Krebs – cada molécula piruvato, formada da etapa anterior, entra na mitocôndria e sofre novas reações que resultarão na produção de mais energia.
Cadeia respiratória – na última fase ocorre uma grande produção de energia. Há a transferência de elétrons derivados dos hidrogênios (retirados das substâncias das etapas anteriores) e formação das moléculas de água e de ATP.
Ciclo de Krebs
O Ciclo de Krebs é um circuito fechado, uma vez que, na última etapa é formada uma molécula que será utilizada na primeira. Ao total, esse ciclo é divido em oito etapas principais.
As oito reações são oxidativas, ou seja, necessitam de oxigênio. Em cada uma delas há participação de enzimas encontradas nas mitocôndrias, cuja função é acelerar as reações.
Etapas
1ª etapa: na primeira etapa do ciclo, o acetil CoA, se une a uma molécula com quatro carbonos chamada de oxaloacetato, liberando o grupo CoA e produzindo uma molécula com seis carbonos denominada de citrato.
2ª etapa: o citrato é transformado em isocitrato, um isômero. Essa conversão é realizada em duas etapas, que correspondem a remoção (2a) e a adição (2b) de uma molécula de água.
3ª etapa: o isocitrato gerado na etapa anterior é oxidado e fornece uma molécula de dióxido de carbono, sobrando uma molécula com cinco carbonos denominada de alfacetoglutarato.
Durante essa etapa, a nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+) é reduzida e forma a NADH. A ação da isocitrato desidrogenase, enzima catalisadora, regula a velocidade do Ciclo de Krebs.
4ª etapa: essa etapa é semelhante a anterior, contudo o alfacetoglutarato é oxidado e o NAD+ é reduzido à NADH, liberando uma molécula de dióxido de carbono. A molécula que restou com quatro carbonos se une à Coenzima A, formando a succinol CoA.
Desta vez, a alfacetoglutarato desidrogenase é a enzima catalizadora da etapa, atuando também como reguladora no Ciclo de Krebs.
5ª etapa: o CoA do succinil CoA é trocado por um grupo de fosfato, que posteriormente é movido para o difosfato de adenosina (ADP) para então formar o trifosfato de adenosina (ATP).
Em algumas células, a guanosina disfofato (GDP) é utilizada em substituição à ADP, gerando como produto a guanosina trifosfato (GTP). Também é formada uma molécula de quatro carbonos chamada de succinato.
6ª etapa: em mais uma etapa de oxidação, o succinato forma outra molécula de quatro carbonos denominada de fumarato. Nessa reação, dois átomos de hidrogênio são enviados para FAD, gerando FADH2.
A enzima que atua nessa etapa está localizada na membrana interna da mitocôndria. Em função disso, o FADH2 pode transferir seus elétrons para a cadeia transportadora sem intermediários.
7ª etapa: na penúltima etapa do Ciclo de Krebes, é adicionada água na molécula de fumarato que, posteriormente, é convertida em outra molécula de quatro carbonos chamada de malato.
8ª etapa: por fim, o oxaloacetato (composto de quatro carbonos inicial) é restruturado por meio da oxidação do malato e um novo ciclo reinicia-se.
Ao fim do ciclo de Krebs são produzidos: três NADH, um FADH, duas moléculas de gás carbônico e uma molécula de ATP ou GTP.