Nas aulas de Fisiologia do
Exercício, Treinamento Esportivo e outras disciplinas do curso de Educação Física,
ouve-se falar muito do Ciclo de Krebs, mas o que é este ciclo e qual a sua
finalidade no metabolismo celular, a seguir farei um breve resumo sobre o Ciclo
de Krebs.
O Ciclo de Krebs (assim denominado em
homenagem ao bioquímico alemão Hans Adolf Krebs em 1937), também conhecido como Ciclo
do Ácido Tricarboxílico, é a mais importante via metabólica
celular. Ocorre sob a regência de enzimas mitocondriais, em condições aeróbias,
após a descarboxilação oxidativa do piruvato (produto final da glicólise) a
acetil-CoA pelo complexo enzimático piruvato desidrogenase. A acetil-CoA também
é originária da degradação de ácidos graxos via beta-oxidação.
O Ciclo de Krebs está
associado a uma cadeia respiratória
(cadeia de transporte de elétrons), ou seja, um complexo de compostos
transportadores de prótons e elétrons que consomem o oxigênio absorvido por
mecanismos respiratórios, sintetizando água e gerando ATP através de um
processo de fosforilação oxidativa.
Os processos do Ciclo
de Krebs ocorrem dentro das mitocôndrias, com as enzimas do ciclo dispersas na
matriz mitocondrial, sendo que os transportadores de elétrons estão fixos nas
cristas mitocondriais.
O Ciclo de Krebs se inicia
com a união de uma molécula de acetil-CoA (proveniente do piruvato ou da
beta-oxidação dos ácidos graxos) com uma de oxalacetato (proveniente do
piruvato) gerando o citrato.
O Ciclo de Krebs pode
ser dividido em oito etapas consecutivas, que serão descritas a seguir:
1ª) Condensação da acetil-CoA
com o oxalacetato gerando citrato:
Esta reação é
catalisada pela enzima citrato-sintase
e gera
um composto de seis carbonos, uma vez que o oxalacetato possui quatro carbonos e a acetil-CoA possui dois carbonos.
2ª) Isomerização do citrato em isocitrato:
Esta reação é catalisada
pela enzima aconitase. Há a
formação de cis-aconitato como
um intermediário ligado à enzima, porém pode ser que ele constitua uma
ramificação do ciclo.
3ª)Oxidação do isocitrato a alfa-cetoglutarato:
Reação catalisada
pela enzima isocitrato desidrogenase, utiliza o
NADH como transportador
de dois hidrogênios liberados na reação, havendo o desprendimento de uma molécula
de dióxido de carbono.
4ª) Descarboxilação oxidativa do alfa-cetoglutarato
a succinil-CoA:
Reação
catalisada pelo complexo enzimático alfa-cetoglutarato desidrogenase e utiliza o NADH como transportador de dois
hidrogênios liberados na reação, havendo o desprendimento de mais uma molécula
de dióxido de carbono.
5ª) Descarbxilação do succinil-CoA até
succinato:
A enzima succinil-CoA sintase catalisa esta
reação de alto poder termogênico, gerando um GTP que é convertido em ATP (o único produzido no nível
dos substratos do Ciclo de Krebs).
6ª) Oxidação do succinato a fumarato:
Reação catalisada
pela enzima succinato desidrogenase,
utiliza o FADH2 como transportador de dois hidrogênios liberados na reação.
7ª) Hidratação do fumarato a malato:
Reação catalisada pela
enzima fumarase (ou fumarato hidratase), corresponde a
uma hidratação do fumarato gerando um isômero de malato.
8ª) Desidrogenação do malato com
a regeneração do oxalacetato:
Reação catalisada pela
enzima malato desidrogenase, catalisa
a oxidação do malato em oxalacetato, utiliza
o NADH como transportador de dois hidrogênios liberados na reação.
Ciclo
de Krebs não termina com esta reação, pois outra molécula de acetil-CoA condensa-se com o oxalacetato, reiniciando um novo ciclo.
Referências bibliográficas
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