Ciclo del ácido cítrico

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 FADH2.

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 CO2.

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.