Ciclo de Krebs

Qué es el ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, es una serie de reacciones químicas que ocurren en la mitocondria de las células y que constituyen una etapa central del metabolismo energético. Su principal función es liberar energía almacenada en las moléculas de acetil-CoA derivadas de carbohidratos, grasas y proteínas, mediante la producción de NADH, FADH2 y ATP.

Este ciclo fue descubierto por el bioquímico Hans Adolf Krebs en 1937 y es fundamental para la respiración celular aeróbica. Tiene lugar exclusivamente en organismos con metabolismo aeróbico y es esencial para la vida celular.

Funciones del ciclo de Krebs

• Producir energía en forma de ATP o GTP.
• Generar coenzimas reducidas (NADH y FADH2) que aportan electrones a la cadena respiratoria.
• Proporcionar intermediarios metabólicos para la biosíntesis de aminoácidos, nucleótidos y otras moléculas esenciales.

Dónde ocurre el ciclo de Krebs

Tiene lugar en la matriz mitocondrial de las células eucariotas. En las bacterias, que no tienen mitocondrias, el ciclo ocurre en el citoplasma.

Etapas del ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs consta de ocho reacciones enzimáticas principales. A continuación, se describen sus etapas de forma simplificada:

1. Condensación: acetil-CoA (2C) se une al oxalacetato (4C) formando citrato (6C).
2. Isomerización: el citrato se convierte en isocitrato mediante la acción de la aconitasa.
3. Descarboxilación oxidativa: isocitrato se convierte en α-cetoglutarato (5C), liberando CO₂ y produciendo NADH.
4. Segunda descarboxilación: α-cetoglutarato se convierte en succinil-CoA (4C), liberando CO₂ y otro NADH.
5. Conversión a succinato: succinil-CoA se transforma en succinato, produciendo GTP o ATP.
6. Oxidación a fumarato: el succinato se convierte en fumarato, generando FADH2.
7. Hidratación: el fumarato se convierte en malato al añadir una molécula de agua.
8. Oxidación final: el malato se convierte en oxalacetato, generando un NADH y reiniciando el ciclo.

Balance energético del ciclo

Por cada molécula de acetil-CoA que entra en el ciclo, se generan:

• 3 NADH
• 1 FADH2
• 1 GTP (equivalente a 1 ATP)
• 2 CO₂

El NADH y FADH2 se utilizan en la cadena de transporte de electrones para producir ATP adicional.

Importancia del ciclo de Krebs en el cuerpo humano

• Es clave en el metabolismo energético.
• Participa en la homeostasis metabólica general.
• Conecta con otras vías como la glucólisis, la beta-oxidación y la degradación de aminoácidos.

Alteraciones clínicas del ciclo de Krebs

Trastornos enzimáticos hereditarios y enfermedades mitocondriales pueden afectar al ciclo de Krebs, generando síntomas como:

• Fatiga crónica
• Retrasos en el desarrollo
• Acidosis láctica
• Distrofias musculares

Cuándo acudir al médico

• Si se presentan síntomas de fatiga extrema sin causa evidente.
• Si existen antecedentes familiares de enfermedades metabólicas.
• En casos de hipoglucemias recurrentes o acidosis metabólica.

Preguntas frecuentes sobre el ciclo de Krebs

¿El ciclo de Krebs solo ocurre en presencia de oxígeno?

Sí. Aunque el ciclo en sí no consume oxígeno directamente, depende del funcionamiento de la cadena respiratoria, que sí lo requiere.

¿Qué sucede si una enzima del ciclo falla?

Pueden producirse enfermedades metabólicas graves, acumulación de intermediarios tóxicos y deficiencia energética celular.

¿Por qué es importante el ciclo de Krebs para el ejercicio físico?

Porque es una fuente constante de ATP en actividades aeróbicas sostenidas.

¿Qué relación tiene con el cáncer?

Muchas células tumorales alteran su metabolismo, incluyendo rutas del ciclo de Krebs, para favorecer su crecimiento descontrolado.

¿Puede verse afectado por la dieta?

Sí. La disponibilidad de nutrientes como carbohidratos y grasas influye directamente en los sustratos que alimentan el ciclo.

© Clínica Universidad de Navarra 2025