Entrar
Bioquímica

Ciclo de Krebs de forma simples: reações e rendimento energético

Redação WhiteCoat Pro11 de abril de 20263 min de leitura
Sumário · 7 seções
  1. Essência e significado biológico do ciclo de Krebs
  2. Reações do ciclo de Krebs: análise passo a passo
  3. Enzimas-chave e regulação
  4. Relação com a cadeia respiratória e ATP
  5. Reações anapleróticas
  6. Correlações clínicas
  7. Perguntas frequentes

O ciclo de Krebs (ciclo do ácido tricarboxílico, ciclo do citrato) é a via metabólica central que une o catabolismo de carboidratos, gorduras e proteínas. A compreensão deste ciclo é fundamental para a bioquímica do metabolismo energético, sendo indispensável para todo estudante de medicina para a aprovação em exames e para a compreensão da patologia clínica.

Essência e significado biológico do ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial. Suas principais funções são:

  • Energética — geração de coenzimas reduzidas (NADH, FADH₂), que transferem elétrons para a cadeia respiratória
  • Anfibólica — participação tanto no catabolismo quanto no anabolismo (os intermediários são utilizados para a síntese de aminoácidos, glicose e heme)
  • Integrativa — «encruzilhada» do metabolismo: convergem para aqui as vias de oxidação da glicose, dos ácidos graxos e dos aminoácidos

Uma volta do ciclo produz: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP (≈ ATP) e 2 CO₂. Convertendo em ATP através da fosforilação oxidativa, são cerca de ~10 ATP por acetil-CoA.

Reações do ciclo de Krebs: análise passo a passo

O ciclo compreende 8 reações sequenciais. A mnemônica ajuda a memorizar a ordem: «Citrato, Aconitato, Isocitrato, alfa-Cetoglutarato, Succinil-CoA, Succinato, Fumarato, Malato» (Citrato → Aconitato → Isocitrato → α-cetoglutarato → Succinil-CoA → Succinato → Fumarato → Malato → Oxaloacetato).

№ReaçãoEnzimaProdutoCofator / rendimento
1Acetil-CoA + OAA → citratoCitrato sintaseCitrato (6C)—
2Citrato → isocitratoAconitaseIsocitrato (6C)—
3Isocitrato → α-cetoglutaratoIsocitrato desidrogenaseα-cetoglutarato (5C)NADH + CO₂
4α-KG → succinil-CoAComplexo da α-cetoglutarato desidrogenaseSuccinil-CoA (4C)NADH + CO₂
5Succinil-CoA → succinatoSuccinil-CoA sintetaseSuccinato (4C)GTP (fosforilação ao nível do substrato)
6Succinato → fumaratoSuccinato desidrogenase (complexo II)Fumarato (4C)FADH₂
7Fumarato → malatoFumaraseL-malato (4C)H₂O
8Malato → oxaloacetatoMalato desidrogenaseOAA (4C)NADH

Enzimas-chave e regulação

Três reações são irreversíveis e servem como pontos de regulação:

EnzimaAtivadoresInibidores
Citrato sintaseADP, substratosATP, NADH, citrato, succinil-CoA
Isocitrato desidrogenaseADP, Ca²⁺ATP, NADH
α-Cetoglutarato desidrogenaseCa²⁺ATP, NADH, succinil-CoA

Princípio principal: uma alta carga energética (ATP/NADH) inibe o ciclo, enquanto uma baixa carga (ADP/NAD⁺) o acelera. O cálcio ativa o ciclo durante a contração muscular, momento em que a energia é mais necessária.

Relação com a cadeia respiratória e ATP

As coenzimas reduzidas transferem elétrons para a cadeia transportadora de elétrons (CTE) na membrana mitocondrial interna:

  • 1 NADH → complexo I → ~2,5 ATP
  • 1 FADH₂ → complexo II → ~1,5 ATP

Portanto, uma volta do ciclo: 3 NADH × 2,5 = 7,5 ATP + 1 FADH₂ × 1,5 = 1,5 ATP + 1 GTP = ~10 ATP. A oxidação completa de uma molécula de glicose (glicólise + 2 voltas do ciclo do ácido tricarboxílico + CTE) rende cerca de ~30–32 ATP.

Reações anapleróticas

Para o funcionamento adequado do ciclo, é necessário um suprimento constante de intermediários:

  • Piruvato carboxilase: piruvato + CO₂ → oxaloacetato (principal reação anaplerótica)
  • Glutamato desidrogenase: glutamato → α-cetoglutarato
  • Aminotransferases: aspartato → OAA (via AST)

Se o OAA «escapa» para a gliconeogênese (via PEP-carboxiquinase), as reações anapleróticas repõem o seu nível.

Correlações clínicas

  • Deficiência de tiamina (B₁) — a tiamina faz parte da TPP, cofator da α-cetoglutarato desidrogenase e da piruvato desidrogenase. Deficiência → beribéri, encefalopatia de Wernicke
  • Intoxicação por fluoroacetato — o fluorocitrato bloqueia a aconitase → parada do ciclo
  • Mutações da succinato desidrogenase (SDH) — associadas a paragangliomas e feocromocitomas (o acúmulo de succinato ativa o HIF-1α)
  • Lactacidose — na hipóxia, o ciclo de Krebs desacelera → o piruvato não entra no ciclo → converte-se em lactato
  • Oncometabólitos — mutações da isocitrato desidrogenase (IDH1/2) em gliomas → em vez de α-KG, forma-se 2-hidroxiglutarato

Perguntas frequentes

Por que o ciclo de Krebs não funciona sem oxigênio?

O ciclo em si não consome O₂ diretamente, mas sem oxigênio a cadeia respiratória para → NADH e FADH₂ não são reoxidados → NAD⁺ e FAD não são regenerados → as enzimas do ciclo de Krebs não conseguem funcionar (precisam de coenzimas oxidadas como aceptoras).

Quantas ATPs uma molécula de glicose produz?

No máximo ~30–32 ATPs: a glicólise fornece 2 ATPs + 2 NADH, a piruvato desidrogenase — 2 NADH, duas voltas do ciclo de Krebs — 6 NADH + 2 FADH₂ + 2 GTP. Tudo é somado através da cadeia transportadora de elétrons. O número exato depende do sistema de lanzadeiras (malato-aspartato → 2,5 ATP/NADH, glicerol-fosfato → 1,5 ATP/NADH).

Como memorizar as reações do ciclo?

Mnemônica pelas primeiras letras dos substratos: Citrato, cis-Aconitato, Isocitrato, α-cetoglutarato (Succinil-CoA), Succinato, Fumarato, Malato, Oxaloacetato. Lembre-se também de «3-4-5-6»: três reações irreversíveis, quatro oxidativas, cinco intermediários — ácidos carboxílicos, seis átomos de carbono no citrato.

Estude bioquímica através de aulas interativas de bioquímica na plataforma. Tópicos relacionados: aminoácidos, mitose e meiose, antibióticos. Use calculadoras clínicas para praticar.

O material tem caráter educacional e não substitui a consulta médica. Verifique esquemas de tratamento e dosagens com as diretrizes clínicas vigentes.

Estude o tópico completo no curso de "Bioquímica"

Aqui está um resumo. No curso, você encontra tudo o que é cobrado em aula e na prova.

  • 3.616 páginas de materiais de estudo sobre todos os temas
  • Exercícios e testes após cada tópico — como no colóquio
  • Tutor de IA responderá a perguntas sobre o tópico a qualquer momento
  • 115 videoaulas sobre a disciplina

Sobre o tópico na plataforma

Leia também