Ciclo de Krebs

Definição

Os organismos obtêm a maior parte de sua energia do Ciclo de Kreb, também conhecido como ciclo do TCA.

O Ciclo de Kreb é um processo aeróbio que consiste em oito etapas definidas.

Para entrar no Ciclo de Krebo piruvato deve primeiro ser convertido em Acetil-CoA pelo complexo piruvato desidrogenase encontrado na mitocôndria.,

O ciclo de Krebs é um ciclo de reações catalisadas por enzimas em células vivas que é a série final de reações do metabolismo aeróbico de carboidratos, proteínas e ácidos graxos, e pelo qual o dióxido de carbono é produzido, o oxigênio é reduzido e o ATP é formado.

O ciclo de Krebs é um estágio da respiração do tecido: uma série de reações bioquímicas que ocorrem nas mitocôndrias na presença de oxigênio pelas quais o acetato, derivado da quebra dos alimentos, é convertido em dióxido de carbono e água, com a liberação de energia

Uma série de reações químicas que ocorrem na maioria dos organismos aeróbicos e fazem parte do processo de metabolismo celular aeróbio, pelo qual a glicose e outras moléculas são quebradas na presença de oxigênio em dióxido de carbono e água para liberar energia química na forma de ATP.

O ciclo de Krebs é o estágio intermediário, ocorrendo entre a glicólise e a fosforilação, e resulta na quebra, rearranjo e recombinação enzimática de subprodutos da glicólise.

A combinação da glicólise e do ciclo de Krebs permite que 36 moléculas de ATP sejam produzidas a partir da energia contida em uma molécula de glicose e seis moléculas de oxigênio.

Se houver oxigênio, o piruvato da glicólise é enviado para a mitocôndria. O piruvato é transportado através das duas membranas mitocondriais para o espaço interno, que é chamado de matriz mitocondrial. Lá, ele é convertido em muitos carboidratos diferentes por uma série de enzimas. Este processo é denominado ciclo de Krebs.

O ciclo de Krebs consome piruvato e produz três coisas: dióxido de carbono, uma pequena quantidade de ATP e dois tipos de moléculas redutoras chamadas NADH e FADH.

O CO₂ produzido pelo ciclo de Krebs é o mesmo CO₂ que você exala. Os portadores de elétrons NADH e FADH são enviados para a etapa final da respiração celular, que é o transporte respiratório de elétrons.

O ciclo de Krebs não usa oxigênio, embora pare na ausência de oxigênio porque fica sem NAD e FAD.

Muitas das células do nosso corpo também podem usar ácidos graxos no ciclo de Krebs. Os ácidos graxos são os principais componentes das gorduras. Quando as gorduras são usadas para produzir ATP, os ácidos graxos são liberados no sangue pelas células de gordura, captados por outras células, enviados para a mitocôndria e consumidos pelo ciclo de Krebs. Esse uso de ácidos graxos pelo ciclo de Krebs gera CO₂, uma pequena quantidade de ATP e as moléculas transportadoras de elétrons NADH e FADH, assim como o uso do piruvato.

O ciclo de Krebs recebeu o nome de seu descobridor, Hans Krebs. É também conhecido como ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico.

O que é o Ciclo de Krebs?

O ciclo de Krebs se refere a uma série complexa de reações químicas que produzem dióxido de carbono e trifosfato de adenosina (ATP), um composto rico em energia.

O ciclo ocorre essencialmente ligando duas coenzimas de carbono com compostos de carbono; o composto criado então passa por uma série de mudanças que produzem energia.

Este ciclo ocorre em todas as células que utilizam oxigênio como parte de seu processo de respiração; isso inclui as células de criaturas do reino animal superior, como os humanos. O dióxido de carbono é importante por vários motivos, sendo o principal deles estimular a respiração, enquanto o ATP fornece às células a energia necessária para a síntese de proteínas a partir de aminoácidos e a replicação do ácido desoxirribonucléico (DNA); ambos são vitais para o fornecimento de energia e para que a vida continue. Em suma, o ciclo de Krebs constitui a descoberta da principal fonte de energia em todos os organismos vivos.

Descoberta

O ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), foi reconhecido pela primeira vez em 1937 pelo homem que deu o nome, o bioquímico alemão Hans Adolph Krebs.

Sua pesquisa altamente detalhada e extensa no campo do metabolismo celular e outros empreendimentos científicos lhe renderam o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1953.

As contribuições de Krebs para os campos da ciência e da medicina são substanciais; além do ciclo do ácido cítrico, Krebs também identificou o ciclo da ureia em 1932.

Função

Dentro do ciclo de Krebs, a energia na forma de ATP geralmente é derivada da quebra da glicose, embora gorduras e proteínas também possam ser utilizadas como fontes de energia.

Como a glicose pode passar pelas membranas celulares, ela transporta energia de uma parte do corpo para outra. O ciclo de Krebs afeta todos os tipos de vida e é, como tal, a via metabólica dentro das células.

Essa via converte quimicamente carboidratos, gorduras e proteínas em dióxido de carbono e converte água em energia útil.

O ciclo de Krebs é o segundo estágio da respiração aeróbica, sendo o primeiro a glicólise e o último a cadeia de transporte de elétrons; o ciclo é uma série de estágios pelos quais cada célula viva deve passar para produzir energia. As enzimas que fazem com que cada etapa do processo ocorra estão todas localizadas na “usina de força” da célula; nos animais, essa usina de energia é a mitocôndria; nas plantas, são os cloroplastos; e em microrganismos, pode ser encontrado na membrana celular. O ciclo de Krebs também é conhecido como ciclo do ácido cítrico, porque o ácido cítrico é o primeiro produto gerado por essa sequência de conversões químicas, e também é regenerado no final do ciclo.

Ciclo do ácido cítrico

O ciclo do ácido cítrico ocorre após a glicólise apenas se houver oxigênio (é um processo aeróbio).

O piruvato entra na matriz da mitocôndria e o dióxido de carbono é removido.

A remoção do carbono forma um grupo acetila. Este grupo acetil se combina com a coenzima A para formar acetil coenzima A.

No ciclo do ácido cítrico, o acetil da acetil coenzima A combina-se com uma molécula chamada oxaloacetato para formar citrato (é daí que vem o nome do ciclo do ácido cítrico).

As moléculas intermediárias são formadas porque as enzimas removem o carbono (na forma de dióxido de carbono) e hidrogênio/elétrons. O dióxido de carbono é liberado como um subproduto.

O ciclo do ácido cítrico também resulta na criação de ATP.

Essas etapas intermediárias controladas por enzimas convertem gradualmente o citrato de volta em oxaloacetato. Isso resulta na geração de ATP e liberação de dióxido de carbono. O oxaloacetato é então capaz de se combinar com outro grupo acetila.

As enzimas desidrogenase removem íons de hidrogênio e elétrons de intermediários, que são passados para as coenzimas NAD (formando NADH). Os elétrons de alta energia são passados para a cadeia de transporte de elétrons.

Ciclo de Krebs – Processo

O Ciclo de Krebs é uma daquelas coisas que você olha pra imagem que representa a reação e desiste de entender o que é. Parece complexo … e realmente é.

É um processo complexo para ser explicado de maneira simples, mas entenderemos o sentido da reação para entender o processo.

A célula precisa de energia para realizar suas funções, e produz essa energia a partir da glicose e na presença de oxigênio (aeróbia), através da respiração celular.

Essa respiração é constituída por 3 fases:

A glicólise, onde acontece a quebra da glicose em partes menores, com formação de piruvato que originará o Acetil-CoA;
O ciclo de Krebs onde o Acetil-CoA é oxidado em CO₂;
A cadeia respiratória onde a produção de energia se dá com a transferência de elétrons dos hidrogênios que foram retirados das substâncias nas etapas anteriores.
O ciclo de Krebs acontece no interior da mitocôndria e ele corresponde a uma sequência de oito reações oxidativas, ou seja, que necessitam de oxigênio.

De forma mais aprofundada, as moléculas de ácido pirúvico (C₃H₄O₃) formadas na etapa anterior (glicólise) entram na mitocôndria em direção a matriz mitoncondrial, onde sofrerão uma descarboxilação oxidativa pela ação de enzimas. Essa entrada do ácido, permite que a coenzima A (CoA), reaja com uma das moléculas e produza acetil-CoA e gás carbônico (CO₂).

Posteriormente, o acetil-CoA reage com o oxaloacetato ou ácido oxalacético e libera a coA, formando o ácido cítrico. Depois, haverá uma sequência de 8 reações em cadeia, onde ocorrerá a liberação de 2 CO₂ e elétrons de H+.

Ao final das reações, o ácido oxalacético é restaurado e devolvido a matriz mitocondrial para recomeçar o ciclo. Já os elétrons e íons de H+ são capturados por moléculas de NAD, que se convertem em NADH, e também por moléculas de FAD, também aceptor de elétrons.

Ou seja, tudo isso quer dizer que, os produtos da glicólise combinam-se com oxigênio para produzir dióxido de carbono, água e trifosfato de adenosina (ATP).

Sugestão de vídeo para acompanhar:

Fonte: Ana Rosa Calheiro Luz/www.uwyo.edu/www.news-medical.net/ib.bioninja.com.au/chem.libretexts.org/www.wisegeek.org/flexbooks.ck12.org/www.bbc.co.uk/www.nobelprize.org