Ciclo del ácido cítrico

Definitions & Key takeaways

The citric acid cycle, also known as the tricarboxylic acid (TCA) cycle or the Krebs cycle, is a series of chemical reactions in aerobic organisms' cells. The TCA cycle generates energy in the form of ATP from nutrients able to give acetyl-CoA molecules. These include carbohydrates, lipids, alcohol, and ketogenic amino acids. Molecules.

The citric acid cycle begins with pyruvate oxidation to acetyl-CoA by the enzyme pyruvate dehydrogenase. Acetyl-CoA is then transported into the mitochondrial matrix and enters the TCA cycle, where it is oxidized by succinyl-CoA synthase to succinyl-CoA, which is then oxidized by Succinate dehydrogenase to fumarate. Fumarate is then hydrated by fumarase to malate, and malate is oxidized by malate dehydrogenase to oxaloacetate. Oxaloacetate is then reduced by phosphoenolpyruvate carboxykinase to phosphoenolpyruvate. Phosphoenolpyruvate is then dehydrogenated by pyruvate kinase to pyruvate.

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Para que las células realicen cualquier función, cualquier trabajo, deben tener energía. No puede salir a correr o levantar pesas si está cansado, porque una célula no funciona sin la ayuda de la energía química.
La principal moneda energética de las células es el trifosfato de adenosina, o ATP, pero cualquier nucleósido trifosfato, como el trifosfato de guanosina, GTP, sirve.
Para que las células produzcan ATP, en las mitocondrias tiene que tener lugar un proceso de generación de electricidad. La electricidad es poder.
Y gracias a esta electricidad, se fabrica el ATP. Ahora, para crear electricidad, las moléculas ricas en electrones deben entregarlos a una cadena de complejos, la cadena de transporte de electrones, que los trasladan a un aceptor final, una molécula de oxígeno.
Y hay dos moléculas donantes de electrones: la nicotinamida adenina dinucleótido, o NADH, y la flavina adenina dinucleótido, o FADH Pero, por supuesto, la célula tiene que producir NADH y FADH2 en primer lugar, y son producidos por enzimas críticas llamadas deshidrogenasas.
Las deshidrogenasas son las principales enzimas del ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs. De hecho, el ciclo del ácido cítrico es un conjunto de 8 reacciones enzimáticas que comienzan con una molécula llamada acetil-CoA, y cuatro de las enzimas, la mitad de ellas, son deshidrogenasas.
Y en este proceso, el AcetilCoA se convierte en dióxido de carbono. El acetil-CoA proviene de varias fuentes, dependiendo de si acaba de comer o está hambriento.
Digamos que tiene hambre y un poco de rabia, por lo que se siente hambriento. Es entonces cuando las hormonas del estrés, como el glucagón, la epinefrina y el cortisol, comienzan a aumentar.
En este estado de hambre, los ácidos grasos de los triglicéridos se convierten en la principal fuente de acetil-CoA. Ahora, digamos que te tomas un plato de deliciosa sopa de cebolla francesa, todo cambia: la insulina es abundante y tienes mucho acetil-CoA procedente de la descomposición de la glucosa, la fructosa y la galactosa, siendo la glucosa la que desempeña el mayor papel.
Ahora bien, el alcohol también es una fuente de Acetil-CoA en el hígado, donde se metaboliza. Además, las proteínas también pueden contribuir a la producción de acetil-CoA.
Pero en el caso de la glucosa, después de una comida, una glucosa, una molécula de 6 carbonos, se divide en dos moléculas de piruvato de 3 carbonos a través de la glucólisis, que ocurre en el citoplasma de la célula Cada una de las moléculas de piruvato entra entonces en las mitocondrias.
En las mitocondrias, una enzima llamada piruvato deshidrogenasa arrebata un carbono y dos oxígenos, del piruvato, y añade coenzima A, haciendo acetil-CoA.
En el proceso también se transfieren dos electrones a un NAD+ cercano, en forma de ion hidruro, haciendo NADH, mientras que el carbono y dos oxígenos se liberan para formar dióxido de carbono o C Este paso enlaza la glucólisis con el ciclo del ácido cítrico, pero en realidad no se considera parte de ninguno de los dos procesos.
Sin embargo, es una fuente de NADH y CO2 y comparte cierta similitud con las enzimas del ciclo del ácido cítrico. A medida que avancemos en el ciclo del ácido cítrico, llevaremos la cuenta del total de GTP, NADH, FADH2 y CO2 con estos contadores de energía.
Y recuerda que este ciclo tiene muchas deshidrogenasas. Bien, el ciclo del ácido cítrico comienza cuando el acetil-CoA se une a una molécula de 4 carbonos llamada oxaloacetato por una enzima llamada citrato sintasa, haciendo una molécula de 6 carbonos - citrato.
Este proceso también libera coenzima A. A continuación, otra enzima, la aconitasa, reordena la forma química del citrato para hacer su isómero, el isocitrato, sin añadir ni quitar ninguna molécula de carbono Hasta ahora no hemos hecho nada relacionado con la energía.
Pero aquí viene la primera deshidrogenasa, llamada isocitrato deshidrogenasa, que elimina un carbono y dos oxígenos del isocitrato.
En el proceso también se transfieren dos electrones a un NAD+ cercano, en forma de ion hidruro, haciendo nuestro primer NADH, y el carbono y los oxígenos nos dan nuestro primer CO2, dejándonos con una molécula de 5 carbonos llamada alfa-cetoglutarato Los altos niveles de ATP y NADH en la célula pueden inhibir la isocitrato deshidrogenasa, lo que indica que el ciclo se ralentiza, ya que la célula tiene mucha energía.
Por otro lado, los niveles elevados de ADP, un precursor del ATP, estimulan esta enzima, lo que indica que el ciclo se acelera ya que la célula necesita más energía De hecho, la isocitrato deshidrogenasa se considera el paso limitante del ciclo.
¿Y se acuerda del footing que queríamos hacer? Pues bien, los niveles de calcio aumentan durante la contracción muscular, y la contracción es un trabajo y requiere energía.
Y resulta que el calcio también activa la enzima isocitrato deshidrogenasa. A continuación, otra deshidrogenasa llamada alfa-cetoglutarato deshidrogenasa convierte el alfa-cetoglutarato de 5 carbonos en succinil-CoA de 4 carbonos, liberando nuestra 2ª molécula de NADH y CO2 en el proceso.
Ahora bien, esta enzima requiere 5 compañeros llamados cofactores para funcionar. Puedes recordarlos por las primeras letras de la mnemotecnia: El T-rex Ama el Cheddar con papas Fritas y Nachos "T" de tiamina, o vitamina B1.
"L" de ácido lipoico. "C" de coenzima A también llamada vitamina B5 o pantotenato.
"F" de FAD+ también llamada vitamina B2 o riboflavina, y "N" de NAD+ también llamada vitamina B3 o niacina. Por lo tanto, es esencial una ingesta adecuada de estas vitaminas, ya que su carencia puede alterar al ciclo del ácido cítrico y, en consecuencia, afectar a la salud en general.
Por ejemplo, la carencia de tiamina puede provocar una enfermedad llamada beriberi, en la que el sistema nervioso central y luego el corazón no pueden funcionar correctamente.
Asimismo, la deficiencia de niacina puede causar una enfermedad llamada pelagra, caracterizada por las 4 "D": diarrea, dermatitis, demencia y, si no se corrige la deficiencia, puede causar la muert [delete] Pero digamos que el ciclo funciona correctamente, entonces el siguiente paso es que una enzima llamada succinato tiocinasa elimina la CoA de la succinil CoA, convirtiéndola en una molécula de succinato de 4 carbonos.
También acopla una molécula de fosfato y de GDP a la reacción, haciendo GTP. Bien, a continuación, la enzima succinato deshidrogenasa transforma el succinato en fumarato.
En el proceso se transfieren dos electrones y dos protones al FAD para producir FADH2. Además, conviene saber que la succinato deshidrogenasa ya forma parte de la cadena de transporte de electrones, y recibe el nombre de Complejo II.
A continuación, una enzima llamada fumarato-hidrasa o simplemente fumarasa añade una molécula de agua al fumarato, lo que da lugar al malat A continuación, el malato se convierte en oxaloacetato mediante la enzima malato deshidrogenasa, lo que permite obtener el tercer y último NADH en el proceso.
Así que ahora hemos cerrado el círculo, el oxaloacetato puede unirse a otra nueva molécula de acetil-CoA que está esperando para comenzar un nuevo ciclo.
El control del ciclo del ácido cítrico se basa en el nivel de energía de la célula. Tiene que funcionar todo el tiempo Así que cuando necesita más energía, se acelera, y cuando tiene suficiente energía, se ralentiza.
Las hormonas no juegan un papel en su regulación. ##Resumen Como breve resumen...
Así que al final, a partir de una molécula de acetil-CoA, hemos hecho tres NADH, un FADH2, un GTP y dos CO El CO2 sale de la célula y se transporta en la sangre en forma de bicarbonato gracias a unas enzimas llamadas anhidrasas carbónica Son exhalados por los pulmones.
En la cadena de transporte de electrones, cada NADH produce 3 ATP, y cada FADH2 produce 2 ATP. Nuestro 1 GTP produce el equivalente energético de 1 ATP.
Y así, hacemos un total de 12 moléculas de ATP por acetil-CoA. Y como una molécula de glucosa se divide en 2 piruvatos, cada molécula de glucosa produce 24 ATP en el ciclo del ácido cítrico