Introdução
Muitos autores consideram co ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido cítrico, como sinônimo de respiração celular e grande fonte de produção energética (liberação de ATPs) nas mitocôndrias. porém, como veremos a seguir, o ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico) nada mais é do que uma das etapas da respiração celular, onde ocorre a liberação de 1 molécula de ATP de forma direta e mais 11 de forma indireta (via NAD e FAD) pelas cadeias transportadoras de elétrons, que correspondem a última etapa da respiração celular.
Além disso, se pensarmos que a respiração celular produz 38 moléculas de ATP como saldo final, e observando que para cada ciclo de Krebs formamos 12 ATPs, sendo 11 de indireta (cadeia transportadora de elétrons) e 1 de forma direta, devemos considerar alguns fatores para o resultado final de 38 ATPs.
Fases preparatórias
Glicólise
Primeiro, devemos lembrar que na primeira fase da respiração celular, fase preparatória denominada de glicólise, obtivemos um saldo de 2 ATPs diretos da formação da glicose nas duas moléculas de ácido pirúvico (piruvato). Os hidrogênios liberados nesta fase não são convertidos em ATP pela cadeia transportadora de elétrons pois se ligam a enzimas específicas e passam direto para o processo de oxidação.
Ver mais em: https://felipeanatomia.com.br/respiracao-celular-1-glicolise/
Conversão do ácido pirúvico
A segunda fase preparatória para o ciclo de Krebs é a conversão do ácido pirúvico ou piruvato em Acetil-coenzima A (acetil-CoA). Devemos lembrar que para cada glicose, são formados dois piruvatos e cada piruvato dá origem a 1 Acetil-coenzima + 2 CO2 + 2 H2.
Desta forma, para cada acetil-coenzima A ocorre a formação ou liberação de 2 moléculas de hidrogênio ( 2H2). Como são formados dois piruvatos para cada glicose, e, consequentemente, 2 acetil-coenzimas A, ocorre então nesta fase a liberação de 4 H2.
Esses 4 H2 liberados na fase de conversão dos piruvatos em acetil-coenzimas A vão ser utilizados na fase final da respiração celular, denominada cadeia transportadora de elétrons, para em combinação com NAD, darem origem a 12 ATPs, tendo em vista que cada NAD combinado a H2 forma 3 ATPs.
Ver mais detalhado em: https://felipeanatomia.com.br/respiracao-celular-2-conversao-do-piruvato/
Resultado energético da fase preparatória
Desta forma, como podemos observar acima, as fases preparatórias são responsáveis pela produção de 14 moléculas de ATP, sendo:
- 2 ATPs diretos da glicólise
- 12 ATPs indiretos da conversão do piruvato em Acetil-CoA
Assim, para atingirmos os 38 ATPs prometidos na respiração celular, faltam mais 24 ATPs que serão obtidos pelos ciclos de Krebs (ciclos do ácido cítrico), lembrando que para cada glicose temos 2 acetil-coenzimas A e consequentemente, 2 ciclos de krebs para cada glicose. Assim, em cada ciclo de Krebs deve-se conseguir 12 ATPs para chegarmos então aos 24 ATPs que faltam para os 38 prometidos na respiração celular. Isso é o que veremos agora ao falar em ciclo de Krebs e na formação direta e indireta de ATPs.
Ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs é iniciado pela junção ou combinação da acetil-coenzima A com o oxalacetato na presença de água. Essa combinação gera liberação da coenzima A (CoA) e formação do ácido cítrico, que dará início então ao ciclo do ácido cítrico, conhecido popularmente como ciclo de Krebs.
O ácido cítrico inicia o ciclo com a liberação de uma molécula de H20 para formar o ácido cis-acotínico.
Por sua vez, o ácido cis-acotínico se combina com uma molécula de H2O para dar origem ao ácido isocítrico, como poder ser observado no esquema abaixo:
O ácido isocítrico, então, libera dois íons hidrogênio, ou seja, 1 molécula de H2, em um processo denominado desidrogenase. Essas moléculas de hidrogênio vão ser essenciais para a formação indireta de ATPs pela fase final da respiração celular, denominada cadeia transportadora de elétrons, como iremos citar mais a frente.
Do ácido oxalossiccínico ocorre outro processo importante, que é a liberação de uma molécula de dióxido de carbono (CO2) em processo denominado descarboxilase, para a formação então do ácido alfa-cetoglutárico, que vai se converter em ácido succínico na etapa mais importante do ciclo de Krebs, pois é onde ocorre a maior liberação de substâncias e, dentre elas, o único ATP conseguido de forma direta pelo ciclo de Krebs.
Como podemos observar na imagem, na conversão do ácido alfa-cetoglutárico para o ácido succínico ocorre na presença de H2O então a liberação de 1 ATP direto, 1 H2 e 1 CO2.
O ácido succínico te converte em ácido fumárico, também conhecido como fumarato, e deste processo ocorre a liberação de mais 1 molécula de hidrogênio por desidrogenase.
Do ácido fumárico, ocorre então a conversão em ácido málico, conhecido como malato, na presença de uma molécula de H2O.
Do ácido málico ou malato então ocorre a liberação de mais 1 molécula de hidrogênio (H2) para a reconversão em ácido oxalacético, onde todo o processo se deu início na sua combinação com a acetil-CoA para a formação do ácido cítrico e conclui-se então o ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico.
Desta forma, conclui-se o ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico onde conseguimos como resultado:
1Acetil-CoA + 3H2O + 1ADP – 2CO2 + 4 H2 +1CoA + 1ATP
Temos então como fontes energéticas diretas ou indiretas 1 ATP e 4 H2. Desses 4 H2, 3 se combinam com NAD dando origem a 9 ATPs na cadeia transportadora de elétrons (fase final da respiração celular), enquanto o outro H2 se combina com FAD dando origem a mais 2 ATPs. desta forma, para cada ciclo de Krebs temos 1 ATP direto, 9 de NAD e 2 de FAD, totalizando para cada ciclo 12 moléculas de ATP como resultado energético.
Como para cada glicose temos a formação de 2 piruvatos e consequentemente, a formação de 2 Acetil-CoA, e para cada Acetil-CoA temos 1 ciclo de Krebs, podemos afirmar que para cada molécula de glicose temos então 2 ciclos de Krebs, totalizando então 24 ATPs de ciclo de Krebs, que juntos com os 2 ATPs da glicólise e com os 12 ATPs da conversão do piruvato em Acetil-CoA, completam os 38 ATPs prometidos na respiração celular que ocorre no interior das mitocôndrias.
