El ciclo de Krebs y la homeostasis

El ciclo de Krebs, que lleva el nombre del bioquímico germano-británico Hans Adolf Krebs, es una parte clave del metabolismo celular.

Para crecer y llevar a cabo sus funciones en el cuerpo, las células deben metabolizar la glucosa para producir energía. Luego pueden usar esta energía para sintetizar las moléculas orgánicas que el cuerpo necesita y para funciones específicas como el movimiento en células musculares o digestión en el estómago. En 1937, Krebs descubrió la reacción del ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico, que forma una parte importante de este proceso metabólico.

En el curso de la división y metabolización de las moléculas de glucosa, las células deben asegurarse de que las numerosas variables corporales, como la temperatura, los latidos del corazón y la respiración, se mantengan en niveles estables. Homeostasis describe el proceso mediante el cual las células regulan los efectos de las hormonas, las enzimas y el metabolismo para mantener el cuerpo funcionando correctamente, dentro de límites seguros.

Como parte de metabolismo de la glucosa, la regulación del ciclo de Krebs ayuda a las células con su homeostasis.

Los organismos avanzados ingieren nutrientes y los metabolizan para que puedan realizar sus actividades normales. La principal fuente de energía metabólica es la descomposición de la glucosa en dióxido de carbono y agua en presencia de oxígeno.

Para mantener la homeostasis, los niveles de glucosa, oxígeno y los productos metabólicos deben estar estrictamente regulados. Cada paso del proceso metabólico, incluido el ciclo de Krebs pasos, ayuda a regular las sustancias orgánicas que controla.

Los principales pasos metabólicos incluyen los siguientes:

• Digestión

1. La comida se introduce en la cavidad bucal. La descomposición de los carbohidratos comienza con la saliva.
2. Los alimentos ingeridos ingresan al estómago. Los jugos gástricos digieren aún más la comida.
3. Los carbohidratos complejos se descomponen en glucosa. y otros subproductos en los intestinos. La glucosa es absorbida por las paredes de los intestinos y entra al torrente sanguíneo.

• Respiración celular

1. La sangre con oxígeno de los pulmones y glucosa de los intestinos se bombea hacia los capilares donde el oxígeno y la glucosa se difunden hacia las células individuales.
2. Dentro de cada celda, una reacción química llamada glucólisis divide las moléculas de glucosa y produce enzimas y moléculas portadoras de energía llamadas ATP (trifosfato de adenosina).
3. La Pasos del ciclo de Krebs use algunas de las enzimas producidas por la glucólisis para producir enzimas adicionales, más ATP y dióxido de carbono.
4. Las enzimas producidas por la glucólisis y el ciclo de Krebs entran en el cadena de transporte de electrones y producen una gran cantidad de moléculas de ATP. Los productos finales de la reacción de hidrógeno se combinan con el oxígeno para formar agua.

• Eliminación

1. El dióxido de carbono y el agua se difunden de las células al torrente sanguíneo y regresan al corazón a través de las venas.
2. La sangre se bombea a través de los pulmones para eliminar el dióxido de carbono y a través de los riñones para eliminar el exceso de agua.

Para cada paso, el cuerpo, sus órganos y sus células deben mantener estables las variables corporales como la temperatura, los niveles de glucosa y la presión arterial en niveles normales. Esta regulación homeostática está controlada por la acción de hormonas y enzimas que se requieren para que prosiga cada paso del metabolismo.

Si hay demasiado o muy poco de una sustancia en particular, una enzima acelerará o ralentizará los pasos metabólicos correspondientes hasta que se restablezca la homeostasis.

Glucosa es el principal insumo para la respiración celular y sus subproductos se utilizan en el ciclo de Krebs. El nivel de glucosa en sangre debe controlarse dentro de un rango estrecho. Si no llega suficiente glucosa a las células, ya no podrán utilizar la respiración celular y el ciclo de Krebs como fuente de energía. En cambio, pueden comenzar a descomponer las grasas o incluso el tejido muscular.

Tener demasiada glucosa en la sangre también puede ser perjudicial. Primero, el cuerpo intenta deshacerse de la glucosa extra eliminándola de la sangre en los riñones y eliminándola a través de la orina. La micción excesiva deshidrata el cuerpo y aumenta la concentración de glucosa en la sangre. Si el nivel de glucosa aumenta demasiado, el individuo puede caer en coma.

La regulación de la glucosa está controlada por el páncreas.

Si el nivel de glucosa en la sangre es demasiado alto, el páncreas libera insulina en el torrente sanguíneo. La insulina promueve el uso de glucosa en las células y ayuda con la respiración celular. Luego, el nivel de glucosa en sangre disminuye. Si el nivel de glucosa es demasiado bajo, el páncreas le indica al hígado que libere más glucosa. El hígado puede almacenar el exceso de glucosa y la libera para ayudar a mantener la homeostasis de la glucosa.

La función principal del ciclo de Krebs es convertir las enzimas que utiliza la cadena de transporte de electrones para producir energía. El ciclo es autónomo en el sentido de que reutiliza sus componentes químicos en una secuencia que se repite constantemente. Las enzimas NAD y FAD se transforman en moléculas de alta energía NADH y FADH₂ que puede impulsar la cadena de transporte de electrones.

El ciclo de Krebs consta de los siguientes pasos:

1. Las moléculas de piruvato creadas al dividir la glucosa durante la glucólisis ingresan a las mitocondrias celulares donde una enzima las metaboliza en Acetil CoA para iniciar el ciclo de Krebs.
2. El grupo acetilo se combina con un oxalacetato de cuatro carbonos para formar un citrato.
3. El citrato pierde dos moléculas de carbono para formar dos moléculas de dióxido de carbono, utilizando la energía de los enlaces rotos para producir dos NADH moléculas.
4. Se regenera una molécula de oxalacetato, produciendo una FADH₂ molécula y otra molécula de NADH.
5. La oxaloacetato La molécula está disponible para otro ciclo al comienzo de una nueva secuencia de reacciones.
6. El NADH y FADH₂ Las moléculas migran a la membrana interna de las mitocondrias donde alimentan la cadena de transporte de electrones.

A través de su papel en respiración celular, el ciclo de Krebs influye en la homeostasis de la glucosa. Mediante la regulación del metabolismo de la glucosa, puede desempeñar un papel importante en la homeostasis general del cuerpo.

Las enzimas que se producen durante la respiración celular ayudan a mantener las células en homeostasis.

Se necesitan moléculas como NAD y FAD para que prosiga el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. Las enzimas adicionales aceleran o ralentizan el ciclo de Krebs según la señalización celular. Las células envían señales para indicar un desequilibrio y solicitan que el ciclo de Krebs ayude a mantener la homeostasis de las sustancias y variables en las que puede influir.

Dado que el ciclo de Krebs forma parte del cadena metabólica que utiliza glucosa y oxígeno mientras produce dióxido de carbono y agua, el ciclo puede influir en los niveles de estas cuatro sustancias y desencadenar ajustes en otras funciones metabólicas. Por ejemplo, si se requiere una alta tasa de metabolismo porque el cuerpo está realizando una actividad intensa, los niveles de oxígeno en las células pueden disminuir. Un ciclo de Krebs más lento obliga al cuerpo a respirar más rápidamente y al corazón a bombear más rápido, entregando el oxígeno requerido a las células.

El mismo tipo de mecanismo puede influir en desencadenantes como el hambre, la sed o los intentos de subir o bajar la temperatura corporal. El hambre y la sed harán que una persona busque comida y agua. Alguien que sienta demasiado calor sudará, buscará sombra y se quitará la ropa. Alguien que siente frío se estremecerá, buscará un lugar cálido y agregará capas de ropa.

A través de su papel único en el metabolismo celular, el El ciclo de Krebs ayuda a mantener la homeostasis en el cuerpo y también influye en el comportamiento.