¿Qué es el ciclo de Krebs?

Numerosas reacciones químicas influyen en la producción de energía para dar soporte al sistema muscular, el ciclo de krebs es clave en el sistema aeróbico.

En el presente artículo analizaremos el ciclo de krebs y cómo éste es fundamental en el sistema aeróbico. La obtención de energía es un factor clave en la vida del ser humano, para que nuestra musculatura sea capaz de generar tensión y nos permita movernos, el organismo necesita producir energía a través de diversas reacciones químicas.

La contracción muscular es por tanto un proceso de transformación de energía donde la energía química se convierte en energía mecánica.

En nuestro organismo se puede conseguir energía(ATP) a través de diferentes vías metabólicas: Vía anaeróbica aláctica, anaeróbica láctica y aeróbica.

El término anaeróbico hace referencia a que las primeras vías no emplean oxígeno para su funcionamiento, mientras que la última es la única de las tres que si lo emplea, y es en esta vía donde tiene lugar el ciclo de Krebs. En este artículo trataremos de resumir las reacciones y la función de este ciclo de Krebs, también conocido como ciclo de ácido cítrico o ciclo de ácido tricarboxílico.

¿Cuál es el origen del nombre del ciclo de Krebs?

El origen del nombre hace referencia a su descubridor, Hans Adolf Krebs, quien fue premio nobel de fisiología en 1953.

Este ciclo de Krebs de ácido tricarboxílico hace referencia a una serie de reacciones químicas que se corresponden con la respiración celular en todas las células aeróbicas y se produce en la mitocondria.

Para que este ciclo de Krebs entre en funcionamiento es necesaria previamente la glucólisis, ya que las tres vías metabólicas están intríncadas y no es posible aislarlas unas de otras, por lo tanto cuando el músculo se ve sometido a una actividad que se extiende mas allá de los 2-3 minutos, necesitará de un nuevo sistema de producción de energía que será el sistema aeróbico.

Reacciones químicas del Ciclo de Krebs

Esta ruta metabólica se activa una vez que la glucosa se  convierte en piruvato en el citoplasma a través de la glucólisis anaeróbica donde esta última da lugar a dos piruvatos.

Este piruvato se va a convertir en acetil coA gracias a la acción de la enzima piruvato deshidrogenasa y ya en la mitocondria se sucederán las siguientes reacciones químicas que corresponden al ciclo de Krebs de ácido cítrico:

  1. Acetil coA se unirá al oxaloacetato dando lugar a citrato gracias a la acción de la citrato sintasa.
  2. El citrato se convertirá posteriormente en isocitrato mediante aconitasa.
  3. El isocitrato a su vez se va a convertir en &-cetoglutarato gracias a la acción de la isocitrato deshidrogenasa.
  4. El &-cetoglutarato se va a transformar en succinil coA mediante &-cetoglutarato deshidrogenasa.
  5. La succinil coA a través de la succinil coA sintasa pasará a ser succinato.
  6. El succinato en acción conjunta con succinato deshidrogenasa pasará a formar fumarato.
  7. El fumarato terminará por convertirse en malato gracias a la enzima fumarasa.
  8. Por último el malato cerrará el círculo de reacciones produciendo oxaloacetato mediante la malato deshidrogenasa.
Ciclo de Krebs
Figura 1. Fases del ciclo de Krebs.

Como hemos mencionado anteriormente, para entrar al ciclo de Krebs se requiere previamente la acción de la glucólisis. Pese a ello también cabe mencionar que se puede acceder a Krebs mediante la oxidación de ácidos grasos. Hidratos de carbono, grasas y en menor grado proteínas pueden ser utilizados para la obtención de energía a través del ciclo.

Se estima que más del 90% de la energía obtenida por los alimentos resulta del ciclo de Krebs. Aún así no todas las sustancias que entran en el ciclo de Krebs son totalmente oxidadas, algunas de las sustancias que se forman dentro del proceso pueden usarse en la formación de glucosa en la gluconeogénesis.

De todas las reacciones que tienen lugar en este ciclo de Krebs se forma ATP,CO2 Y H+. La función principal del ciclo de ácido tricarboxílico es la de extraer los hidrógenos contenidos en las moléculas para poder oxidarlos posteriormente en el proceso conocido como fosforilación oxidativa.

Esta via final de carácter cíclico es clave en deportes de resistencia donde la acumulación de lactacto en la célula provocará una acidosis metabólica asociada a una fatiga muscular.

En condiciones de anaerobiosis no es posible la oxidación del piruvico por lo tanto este se liberará desde la célula al torrente sanguíneo de tal manera que cuando se aumenta la glucólisis o existe una baja oxigenación de los tejidos se eleva la presencia de lactacto sanguíneo.

La única forma de oxidar el lactacto será por tanto si se convierte en piruvato para poder oxidarlo posteriormente mediante el ciclo de Krebs. Este proceso guarda relación con los procesos que hoy día denominamos como «recuperación activa» donde ejercicios de baja intensidad buscan la oxidación del lactacto, «Lactate turnover».

Ciclo de Krebs y la oxidación de ácidos grasos

ℹ Como se ha mencionado anteriormente, durante el ejercicio se consume trifofasto de adenosina (ATP), que puede aumentar en función de la intensidad y de la duración del esfuerzo. Es en uno de los procesos de resíntesis de ATP, la fosfoliración oxidativa donde el metabolismo de las grasas cobra más importancia.

Este sistema que se menciona cuenta con baja producción de ATP pero es prácticamente ilimitado pudiendo suministrar energía continuamente para favorecer la resíntesis. De esta forma se conservaría más el glucógeno y el principal sustrato energético serían los ácidos grasos(5).

Deportistas de resistencia y ultra resistencia deben optimizar al máximo esta vía con el objetivo de mantener activo su sistema oxidativo durante el mayor tiempo posible, recordemos que los otros sistemas de aporte energético son más limitados.

Tendencias como el ayuno intermitente y el entrenamiento en ayunas pretenden favorecer la utilización de las grasas como principal sustrato energético. Los ácidos grasos son el combustible que emplea la musculatura para establecer el desempeño físico en actividades a priori moderadas y prolongadas.

La preferencia del sistema muscular por las grasas, es principalmente porque representan el principal suministro de energía disponible y se encuentran almacenadas en forma de triglicéridos (TG). Cabe destacar que el glucógeno muscular forma parte indispensable en todo este proceso para mantener la actividad del ciclo de krebs.

ciclo de krebs

Conclusión

ℹ El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo de la citrato, es un proceso metabólico que se lleva a cabo en las células para producir energía. Este ciclo se lleva a cabo en el citoplasma de las células y es esencial para la respiración celular.

El ciclo de Krebs comienza con la entrada de acetil-CoA, un compuesto producido a partir del metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas, al ciclo. El acetil-CoA se combina con el oxaloacetato para formar citrato. A través de una serie de reacciones químicas, el citrato es descompuesto en CO2 y agua, liberando energía en forma de ATP.

Durante el ciclo de Krebs, se producen varios compuestos intermedios importantes, incluyendo citrato, isocitrato, ácido a-cetoglutárico y ácido succínico. Estos compuestos son importantes no solo para la producción de energía, sino también para la biosíntesis de aminoácidos y ácidos grasos.

ℹ El ciclo de Krebs también es importante para el control de la homeostasis del cuerpo. Por ejemplo, cuando el cuerpo necesita energía adicional, se aumenta la producción de acetil-CoA, lo que aumenta la velocidad del ciclo de Krebs.

En resumen, el ciclo de Krebs es un proceso metabólico esencial para la producción de energía en las células. Se lleva a cabo en el citoplasma y utiliza compuestos producidos a partir del metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas. Además de producir energía, el ciclo de Krebs también es importante para la biosíntesis de varios compuestos y para el control de la homeostasis del cuerpo.

Referencias bibliográficas

  1. Chicharro, J., L. & López Mojares,L., M.(2008).Fisiología clínica del ejercicio. Ed.Médica panamericana.
  2. Chicharro, J., L. & Fernández Vaquero, A.(1995).Fisiología del ejercicio.Ed.Médica panamericana.
  3. Mazza, J.(2003).Ácido láctico y ejercicio(Parte II).Sobre entrenamiento.
  4. Leal, L.(2015).Fisiología del entrenamiento.Master en mecánica del ejercicio.Resistance institute.
  5. Curi, Rui, Lagranha, Cláudia J., G. Jr, Jair Rodrigues, Pithon-Curi, Tania Cristina, Lancha Jr, Antonio Herbert, Pellegrinotti, Ídico L., & Procopio, Joaquim. (2003). Ciclo de Krebs como fator limitante na utilização de ácidos graxos durante o exercício aeróbico. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia47(2), 135-143. https://doi.org/10.1590/S0004-27302003000200005.