Física & Química

Ciclo de Krebs – O que é, como funciona, reações, funções e relevância

O ciclo de Krebs é uma das etapas da respiração celular das células animais e é responsável por gerar energia para as reações.

Atualizado em 23/01/2020

O ciclo de Krebs é uma das fases da respiração celular aeróbica estudada dentro da Química Orgânica. Foi descoberto em 1938 pelo bioquímico Hans Adolf Krebs. Também conhecido como ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico, ele ocorre na matriz mitocondrial das células animais. Essa etapa é considerada uma rota anfibólica com funções catabólica e anabólica.

A respiração celular acontece da seguinte forma: primeiro a glicose retirada dos carboidratos (C6H12O6) é quebrada em duas moléculas menores de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3). Então, essas são degradadas pela glicólise. Depois dá-se início ao ciclo de Krebs, onde o CO2 é retirado do piruvato. Assim, o novo grupo de acetil se liga a coenzima A (CoA) e forma o Acetil-CoA.

Por fim, ocorre a cadeia respiratória. Ao acontecer uma descarboxilação oxidativa do ácido pirúvico que forma Acetil-CoA, a reação produz uma molécula carregada de energia: NADH. Nessa etapa, a maior parte da energia ocorre na transferência de elétrons de hidrogênio retirados anteriormente.  Dessa forma, é restaurado o  ácido oxalacético e devolvido à matriz mitocondrial para recomeçar o ciclo.

Ciclo de Krebs - o que é, como funciona e qual sua importância?
Fonte: Guia Estudo.

Reações do Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs passa por 10 etapas, sendo 8 delas reações oxidativas, ou seja, que necessitam de oxigênio. As enzimas mitocondriais são responsáveis por acelerar as reações. Assim o início do ciclo de Krebs acontece com formação do acetil-CoA na matriz das mitocôndrias. Cada molécula de acetil-CoA reage com uma molécula de ácido oxalacético, resultando em citrato (ácido cítrico) e coenzima A. Veja:

1 acetil-CoA + 1 ácido oxalacético     1 ácido cítrico + 1 CoA

(2 carbonos)         (4 carbonos)                       (6 carbonos)

Esse ácido se transforma em novos compostos através de oxidação e descarboxilação. Sendo assim, é originado o ácido cetoglutárico ou cetoglutarato. Então é liberado CO2 e forma-se NADH+ + H+. Em seguida o ácido cetoglutárico passa por reação de descarboxilação oxidativa, originando ácido succínico, NADH+e uma molécula de GTP (trifosfato de guanosina).

Ciclo de Krebs - o que é, como funciona e qual sua importância?
Fonte: Materiais de Bio.

O GTP é responsável por fornecer a energia necessária para alguns processos celulares, como a síntese de proteínas.  Depois o succinato é oxidado e se transforma em fumarato, cuja coenzima é o FAD. Desse modo é gerado FADH2, outra molécula carregadora de energia. O ácido fumárico, por sua vez, é hidratado formando o ácido málico. Por fim, o malato sofre oxidação que origina o ácido oxaloacético. Sendo assim, o ciclo de Krebs é reiniciado.

Portanto, podemos perceber que essas reações liberam cada citrato, na forma de duas moléculas de CO2 e quatro hidrogênios. Enquanto outro citrato transforma-se novamente em ácido oxalacético. Já os oito hidrogênios liberados reagem com o NAD e o FAD sendo conduzidos às cadeias respiratórias. Nelas, os hidrogênios fornecerão energia para a síntese de ATP.

Funções e Importância

A principal função do ciclo de Krebs é promover a degradação de produtos finais do metabolismo dos carboidratos, lipídios e de diversos aminoácidos. Ou seja, é uma reação catabólica, pois converte essas substâncias em acetil-CoA, com a liberação de CO2 e H2O e síntese de ATP. Dessa forma, conservando energia para a célula.

Ciclo de Krebs - o que é, como funciona e qual sua importância?
Fonte: Freepik.

O ciclo do ácido cítrico também é classificado como um ciclo anfibólico por ter função anabólica. Sendo assim, ele produz intermediários que servem para a construção de moléculas.

Para que ambas funções possam existir, as concentrações dos intermediários são mantidas e controladas por meio de reações anapleróticas. Portanto, esse ciclo serve como produtor de energia e gerador de compostos necessários para a respiração celular.

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Fontes: Só Biologia, Toda Matéria e Brasil Escola.

Imagem de destaque: Cool Kids.