¿Por qué se dice que el ciclo de Krebs es anfibólico?

Porque es una vía común a rutas tanto catabólicas como anabólicas, por lo que cumple una doble función dentro del metabolismo celular.

¿De dónde procede el acetil-CoA que se oxida en el ciclo de Krebs?

Procede de la oxidación de la glucosa en la glucólisis, de la oxidación de los ácidos grasos y de la degradación de algunos aminoácidos.

¿Qué productos se obtienen de la beta-oxidación de un ácido graso?

Moléculas de acetil-CoA, que se incorporan al ciclo de Krebs, además de FADH2 y NADH + H, que se regeneran en la cadena respiratoria.

Ciclo de Krebs: funciones catabólicas y anabólicas del metabolismo celular

Resumen

El documento explica el ciclo de Krebs como vía anfibólica, que interviene tanto en la degradación como en la síntesis de biomoléculas. Describe cómo convergen en él el catabolismo de glúcidos, lípidos y aminoácidos, y qué precursores biosintéticos se obtienen de sus intermediarios. Incluye también la beta-oxidación de los ácidos grasos y los tipos de fermentación láctica y alcohólica.

Puntos clave

El ciclo de Krebs tiene carácter anfibólico: participa en rutas catabólicas y anabólicas.
El acetil-CoA procede de la glucólisis, de la oxidación de ácidos grasos y de la degradación de algunos aminoácidos.
A partir del oxalacetato se sintetizan algunos aminoácidos y glucosa; del citrato, ácidos grasos y esteroles.
A partir del alfa-cetoglutarato se sintetizan purinas y algunos aminoácidos no esenciales; del succinil-CoA, grupos hemo.
La beta-oxidación separa fragmentos de dos carbonos en forma de acetil-CoA, desde el extremo carboxilo de la cadena.
En condiciones anaerobias el ácido pirúvico se reduce a ácido láctico (fermentación láctica) o a etanol (fermentación alcohólica).

Ponte a prueba

El Ciclo de Krebs: Funciones Catabólicas y Anabólicas

El ciclo de Krebs es una vía común a numerosas rutas, no solo catabólicas, sino también anabólicas, por lo que se dice que tiene carácter anfibólico; es decir, que presenta una doble función dentro del metabolismo celular.

La Función Catabólica

El acetil-CoA que se oxida en el ciclo de Krebs procede de la oxidación de la glucosa en la glucólisis, pero también de la oxidación de los ácidos grasos o de la degradación de algunos aminoácidos. Por tanto, el ciclo de Krebs es la ruta en la que convergen el catabolismo de glúcidos, lípidos y de algunos aminoácidos.

La Función Anabólica

El ciclo del ácido cítrico se emplea como fuente de precursores para las rutas biosintéticas:

A partir del oxalacetato se pueden sintetizar algunos aminoácidos y glucosa.
A partir del citrato se pueden sintetizar ácidos grasos y esteroles.
A partir del alfa-cetoglutarato se sintetizan purinas y algunos aminoácidos no esenciales como el ácido glutámico, la glutamina o la prolina.
A partir del succinil-CoA se sintetizan grupos hemo.

Otras Rutas Catabólicas y el Ciclo de Krebs

La Oxidación de los Ácidos Grasos

La oxidación de los ácidos grasos se produce a través de una secuencia repetida de reacciones que van separando fragmentos de dos carbonos en forma de acetil-CoA, comenzando por el extremo carboxilo de la cadena.

Esquema de la beta-oxidación de los ácidos grasos:

El ácido graso ingresa en la mitocondria y se activa con una molécula de coenzima A, dando un compuesto llamado acetil-CoA.
El acetil-CoA sufre la primera beta-oxidación en la que se desprende una molécula de acetil-CoA y se forman un FADH₂ y un NADH + H.
El resto del ácido graso, que ahora tiene dos carbonos menos, se activa de nuevo con una molécula de CoA, y se inicia una nueva beta-oxidación.
El proceso se repite hasta que se oxida totalmente el ácido graso.
Las moléculas de acetil-CoA obtenidas en la beta-oxidación se incorporan al ciclo de Krebs, donde son oxidadas.
El FADH₂ y el NADH + H generados en la beta-oxidación se regeneran en la cadena respiratoria.

La Degradación de Aminoácidos

Los aminoácidos libres sobrantes de la síntesis de proteínas se degradan en función de cuál sea su estructura, siguiendo una serie de rutas metabólicas que confluyen en el ciclo de Krebs.

Balance de la Beta-Oxidación

Una molécula de acetil-CoA.
Una molécula de FADH₂.
Una molécula de NADH.

Fermentación y Metabolismo Anaerobio

El ácido pirúvico en condiciones anaerobias se convierte en ácido láctico. En ausencia de oxígeno, el ácido pirúvico acepta los electrones del NADH + H producido en la glucólisis y se reduce a ácido láctico en una reacción catalizada por la lactato deshidrogenasa:

Glucosa + 2 ADP + Pi → 2 Ácido Láctico + 2 ATP

Tipos de Organismos que Realizan Fermentación

Organismos anaerobios estrictos, como única fuente de energía.
Anaerobias facultativas, como mecanismo de emergencia capaz de producir energía en períodos en los que no disponen de oxígeno.

Fermentación Láctica

La fermentación láctica la realizan muchos microorganismos, como las bacterias ácido-lácticas, sobre todo las de los géneros Lactobacillus y Streptococcus, que provocan el agriado de la leche y son las responsables de la obtención industrial de sus derivados: quesos, yogur, etc.

La fermentación láctica se produce también en las células del músculo esquelético durante ejercicios cortos e intensos en los que el aporte de oxígeno es insuficiente para producir la oxidación de la glucosa por vía aerobia. En el llamado periodo de recuperación, el ácido láctico es retirado del músculo y transformado nuevamente en glucosa, por la gluconeogénesis.

Fermentación Alcohólica

El piruvato sufre una descarboxilación y pierde una molécula de CO₂, transformándose en acetaldehído. El acetaldehído es reducido a etanol por el NADH + H obtenido en la glucólisis:

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi → 2 Etanol + 2 CO₂ + 2 ATP

Células que Realizan Fermentación Alcohólica

Las levaduras del género Saccharomyces, que, dependiendo de las condiciones de fermentación, originan gran cantidad de bebidas alcohólicas. También se emplean en la producción del pan. Aquí, el CO₂ y el alcohol se eliminan en el proceso de cocción.