Ciclo de Krebs: qué es, para qué sirve y dónde ocurre (con imagen)

El Ciclo de Krebs es una secuencia de reacciones químicas que permite a las células obtener energía a partir de nutrientes, especialmente de carbohidratos, grasas y proteínas, una vez que estos se convierten en acetil-CoA. También se conoce como ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA).

Además de apoyar la producción de energía, el Ciclo de Krebs participa en la formación y el intercambio de sustancias que el cuerpo usa para crear otras moléculas necesarias. Por eso, se considera un punto central del metabolismo celular y no solo una “fábrica de energía”.

Cuando existen alteraciones en la función mitocondrial o en el manejo de metabolitos del TCA, pueden relacionarse con cambios fisiológicos y enfermedades. Ante síntomas persistentes o condiciones clínicas que involucren metabolismo, inflamación o fatiga marcada, la evaluación debe realizarla un médico, según el contexto.

Ciclo de Krebs completo

El ciclo se entiende mejor como una “vuelta” que inicia cuando el acetil-CoA se incorpora y termina cuando el oxaloacetato queda listo para comenzar de nuevo. A continuación se resume el Ciclo de Krebs paso a paso:

1. Formación de citrato: el acetil-CoA se une al oxaloacetato y se forma citrato. Este paso marca la entrada del carbono de los nutrientes al ciclo y produce una molécula de seis carbonos.
2. Conversión a isocitrato: el citrato se reorganiza para formar isocitrato. Esta reorganización prepara la molécula para los pasos en los que se libera energía.
3. Isocitrato a alfa-cetoglutarato: el isocitrato se transforma en alfa-cetoglutarato. En este proceso se libera dióxido de carbono y se forma NADH.
4. Alfa-cetoglutarato a succinil-CoA: el alfa-cetoglutarato se convierte en succinil-CoA. También se libera dióxido de carbono y se produce NADH.
5. Succinil-CoA a succinato: el succinil-CoA se transforma en succinato y se genera GTP (o su equivalente energético). Este es un punto importante porque capta energía de forma directa dentro del ciclo.
6. Succinato a fumarato: el succinato se convierte en fumarato y se forma FADH2. Este paso está relacionado con la succinato deshidrogenasa, que conecta el ciclo con la cadena de transporte de electrones.
7. Fumarato a malato: el fumarato se transforma en malato. Esta etapa prepara la molécula para el siguiente paso que produce NADH.
8. Malato a oxaloacetato: el malato se convierte en oxaloacetato y se genera NADH. Con esto, el oxaloacetato queda listo para unirse otra vez con acetil-CoA y repetir la vuelta.

Al terminar el último paso, el oxaloacetato queda disponible otra vez y el ciclo puede reiniciarse con una nueva molécula de acetil-CoA.

En conjunto, esta “vuelta” permite que la célula capture energía en forma de NADH y FADH2, además de generar un equivalente energético como GTP y liberar dióxido de carbono, lo que explica por qué el Ciclo de Krebs es clave en la obtención de energía y en el metabolismo celular.

Productos del ciclo de Krebs

En cada “vuelta” del Ciclo de Krebs (cuando entra una molécula de acetil-CoA), la célula obtiene:

• NADH y FADH2: son como “baterías” que guardan energía para usarla después y así producir ATP.
• GTP (equivalente a ATP): es una pequeña porción de energía que se gana directamente dentro del ciclo.
• Dióxido de carbono (CO₂): es un “desecho” que se produce al desarmar los nutrientes y luego se elimina al respirar.

En resumen, el ciclo deja energía almacenada para fabricar ATP (NADH y FADH2), un poco de energía inmediata (GTP) y CO₂ como producto final.

Para qué sirve el ciclo de Krebs

Las principales funciones del Ciclo de Krebs son:

• Ayudar a producir energía: convierte parte de la energía de los alimentos en “moléculas de energía” (como NADH y FADH2) que luego se usan para fabricar la mayor parte del ATP.
• Aportar materiales para el cuerpo: también genera sustancias intermedias que sirven como base para formar otras moléculas que la célula necesita.
• Integrar señales metabólicas que influyen en procesos celulares, como respuestas inmunes e inflamación, a través de ciertos metabolitos.

En términos sencillos, el ciclo sostiene dos necesidades al mismo tiempo. Por un lado, contribuye a la producción de energía al generar NADH y FADH2, que luego se usan para producir ATP en la cadena respiratoria.

Por otro lado, mantiene un flujo de intermediarios que conectan el metabolismo con otras funciones celulares.

Dónde ocurre

El Ciclo de Krebs ocurre dentro de la mitocondria, en una zona llamada matriz. Ahí se forman moléculas que luego se usan en la siguiente etapa de producción de energía, que sucede en la membrana interna de la misma mitocondria.

Además, una de las proteínas que participa en el ciclo (la succinato deshidrogenasa) también trabaja en esa etapa final donde se genera la mayor parte del ATP.

Por eso, el Ciclo de Krebs y la producción de energía funcionan como partes conectadas del mismo proceso.