Interacciones entre el ciclo de Krebs y otras rutas metabólicas
El ciclo de Krebs ocupa una posición central en el metabolismo de los seres vivos, revistiendo sobre todo un papel clave en las rutas catabólicas.
Catabolismo de los carbohidratos
El ciclo de Krebs es la segunda etapa del catabolismo de los carbohidratos. La glucolisis degrada la glucosa (y otras moléculas de seis átomos de carbono) en piruvato y un α-cetoácido que contiene tres átomos de carbono. En los eucariotas, el piruvato se traslada del citoplasma (sede de la glucolisis) a las mitocondrias, donde pierde un átomo de carbono y se convierte en acetil-CoA mediante la piruvato desihdrogenasa.
En el interior de la mitocondria, el acetil-CoA puede entrar en el ciclo de Krebs, como se describió anteriormente.
Catabolismo de las proteínas
En lo que concierne a las proteínas, son degradadas mediante mecanismos de proteolisis por enzimas proteasas, que las trocean en sus constituyentes fundamentales: los aminoácidos. Algunos aminoácidos pueden constituir una fuente de energía, ya que son convertibles en intermediarios del ciclo mismo, por ejemplo el aspartato, la valina y la isoleucina. Otros, convertibles en moléculas glucídicas, pueden entrar en el ciclo pasando por las rutas catabólicas típicas de los glúcidos, por ejemplo la alanina, convertible en piruvato.
Catabolismo de los lípidos
En el catabolismo de los lípidos, los triglicéridos son hidrolizados por enzimas lipasas para formar ácidos grasos y glicerol. En los organismos superiores, el glicerol puede entrar en la glucolisis a nivel hepático o ser transformado en glucosa a través de la hidroxiacetona fosfato y el gliceraldehído-3-fosfato, siguiendo la ruta metabólica de la gluconeogénesis. En muchos tejidos, especialmente en el corazón, los ácidos grasos son degradados mediante un proceso conocido como beta-oxidación, que produce acetil-CoA, reingresado a su vuelta en el ciclo de Krebs. La beta-oxidación también puede generar propionil-CoA, que puede ser reingresado en la vía gluconeogénica hepática al generar glucosa.
Cadena de transporte de electrones
El ciclo de Krebs siempre es seguido por una fosforilación oxidativa, una cadena de transporte de electrones. Una no tendría sentido sin la otra en cuanto que el ATP y el GTP producidos por el ciclo es escaso y la producción de NADH y FADH2 llevaría a un entorno mitocondrial excesivamente reducido, mientras que la cadena respiratoria por sí sola necesitaría una fuente de cofactores reducida para la oxidación del entorno. Esta respiración celular extrae energía del NADH y FADH2, recreando NAD+ y FAD y permitiendo de tal modo que el ciclo continue. El ciclo de Krebs no usa oxígeno, que es utilizado en cambio en la fosforilación oxidativa.
Reacciones en las que intervienen los intermediarios del ciclo
Los intermediarios del ciclo de Krebs están implicados en numerosas rutas metabólicas. A continuación se enumeran de forma resumida las rutas en las que están implicados los metabolitos del ciclo:
* Acetil CoA: beta oxidación; biosíntesis de los ácidos grasos; degradación de la lisina; degradación de la valina, leucina e isoleucina; metabolismo de la fenilalanina.
* α-cetoglutarato: biosíntesis de la lisina; metabolismo del ácido ascórbico; metabolismo del glutamato.
* Succinil CoA: metabolismo del propanato; degradación de la valina, leucina e isoleucina; metabolismo de la fenilalanina.
* Succinato: metabolismo del butanato; metabolismo de la tirosina.
* Fumarato: ciclo de la urea; metabolismo de la arginina y la prolina; metabolismo de la tirosina.
* Oxalacetato: metabolismo del glioxilato; metabolismo del glutamato y el aspartato; gluconeogénesis.