O ciclo de Krebs e a homeostase

O ciclo de Krebs, em homenagem ao bioquímico alemão-britânico Hans Adolf Krebs, é uma parte fundamental do metabolismo celular.

Para crescer e realizar suas funções no corpo, as células precisam metabolizar a glicose para produzir energia. Eles podem então usar essa energia para sintetizar as moléculas orgânicas de que o corpo precisa e para funções específicas, como o movimento em células musculares ou digestão no estômago. Em 1937, Krebs descobriu a reação do ciclo de Krebs, também conhecida como ciclo do ácido cítrico, que forma a maior parte desse processo metabólico.

Durante a divisão e metabolização das moléculas de glicose, as células precisam se certificar de que as muitas variáveis ​​corporais, como temperatura, batimento cardíaco e respiração, são mantidas em níveis estáveis. Homeostase descreve o processo pelo qual as células regulam os efeitos dos hormônios, enzimas e metabolismo para manter o corpo funcionando adequadamente, dentro de limites seguros.

Como parte de metabolismo da glicose, a regulação do ciclo de Krebs ajuda as células em sua homeostase.

Organismos avançados absorvem nutrientes e os metabolizam para que possam continuar suas atividades normais. A principal fonte de energia metabólica é a quebra da glicose em dióxido de carbono e água na presença de oxigênio.

Para manter a homeostase, os níveis de glicose, oxigênio e produtos metabólicos devem ser rigidamente regulados. Cada etapa do processo metabólico, incluindo o ciclo de Krebs etapas, ajuda a regular as substâncias orgânicas que controla.

As principais etapas metabólicas incluem o seguinte:

• Digestão

1. O alimento é introduzido na cavidade oral. A quebra dos carboidratos começa com a saliva.
2. O alimento engolido entra no estômago. Os sucos gástricos digerem ainda mais os alimentos.
3. Os carboidratos complexos são decompostos em glicose e outros subprodutos nos intestinos. A glicose é absorvida pelas paredes dos intestinos e entra na corrente sanguínea.

• Respiração celular

1. O sangue com oxigênio dos pulmões e glicose dos intestinos é bombeado para os capilares, onde o oxigênio e a glicose se difundem nas células individuais.
2. Dentro de cada célula, uma reação química chamada glicolise divide as moléculas de glicose e produz enzimas e moléculas transportadoras de energia chamadas ATP (trifosfato de adenosina).
3. O Etapas do ciclo de Krebs use algumas das enzimas produzidas pela glicólise para produzir enzimas adicionais, mais ATP e dióxido de carbono.
4. As enzimas produzidas pela glicólise e o ciclo de Krebs entram no cadeia de transporte de elétrons e produzir um grande número de moléculas de ATP. Os produtos finais da reação de hidrogênio combinam-se com o oxigênio para formar água.

• Eliminação

1. O dióxido de carbono e a água se difundem das células para a corrente sanguínea e são devolvidos ao coração pelas veias.
2. O sangue é bombeado através dos pulmões para eliminar dióxido de carbono e através dos rins para elimine o excesso de água.

Para cada etapa, o corpo, seus órgãos e células devem manter as variáveis ​​corporais, como temperatura, níveis de glicose e pressão arterial estáveis ​​em níveis normais. Essa regulação homeostática é controlada pela ação de hormônios e enzimas que são necessários para que cada etapa do metabolismo prossiga.

Se houver muito ou pouco de uma determinada substância, uma enzima irá acelerar ou desacelerar as etapas metabólicas correspondentes até que a homeostase seja estabelecida novamente.

Glicose é o principal insumo para a respiração celular e seus subprodutos são usados ​​no ciclo de Krebs. O nível de glicose no sangue deve ser controlado dentro de uma faixa restrita. Se não houver glicose suficiente chegando às células, elas não serão mais capazes de usar a respiração celular e o ciclo de Krebs como fonte de energia. Em vez disso, eles podem começar a quebrar as gorduras ou até mesmo o tecido muscular.

Ter muita glicose no sangue também pode ser prejudicial. Primeiro, o corpo tenta se livrar da glicose extra removendo-a do sangue nos rins e eliminando-a pela urina. A micção excessiva desidrata o corpo e aumenta a concentração de glicose no sangue. Se o nível de glicose ficar muito alto, o indivíduo pode entrar em coma.

A regulação da glicose é controlada pelo pâncreas.

Se o nível de glicose no sangue estiver muito alto, o pâncreas libera insulina na corrente sanguínea. A insulina promove o uso de glicose nas células e ajuda na respiração celular. O nível de glicose no sangue diminui. Se o nível de glicose estiver muito baixo, o pâncreas sinaliza ao fígado para liberar mais glicose. O fígado é capaz de armazenar o excesso de glicose e a libera para ajudar a manter a homeostase da glicose.

A principal função do ciclo de Krebs é converter enzimas que a cadeia de transporte de elétrons usa para produzir energia. O ciclo é autocontido no sentido de que reutiliza seus componentes químicos em uma sequência que se repete constantemente. As enzimas NAD e FAD são alteradas para moléculas de alta energia NADH e FADH₂ que pode alimentar a cadeia de transporte de elétrons.

O ciclo de Krebs é composto das seguintes etapas:

1. As moléculas de piruvato criadas pela divisão da glicose durante a glicólise entram na mitocôndria celular, onde uma enzima as metaboliza em Acetil CoA para iniciar o ciclo de Krebs.
2. O grupo acetil se combina com um oxaloacetato de quatro carbonos para formar um citrato.
3. O citrato perde duas moléculas de carbono para formar duas moléculas de dióxido de carbono, usando a energia das ligações quebradas para produzir duas NADH moléculas.
4. Uma molécula de oxaloacetato é regenerada, produzindo um FADH₂ molécula e uma outra molécula NADH.
5. O oxaloacetato molécula está disponível para outro ciclo no início de uma nova sequência de reações.
6. O NADH e FADH₂ moléculas migram para a membrana interna da mitocôndria, onde alimentam o cadeia de transporte de elétrons.

Por meio de seu papel em respiração celular, o ciclo de Krebs influencia a homeostase da glicose. Através da regulação do metabolismo da glicose, pode desempenhar um papel importante na homeostase geral do corpo.

As enzimas que são produzidas durante a respiração celular ajudam a manter as células na homeostase.

Moléculas como NAD e FAD são necessárias para que o ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de elétrons prossigam. Enzimas adicionais aceleram ou retardam o ciclo de Krebs dependendo da sinalização celular. As células enviam sinais para indicar um desequilíbrio e solicitam que o ciclo de Krebs ajude a manter a homeostase das substâncias e variáveis ​​que ele pode influenciar.

Já que o ciclo de Krebs faz parte do cadeia metabólica que usa glicose e oxigênio enquanto produz dióxido de carbono e água, o ciclo pode influenciar os níveis dessas quatro substâncias e acionar ajustes em outras funções metabólicas. Por exemplo, se uma alta taxa de metabolismo é necessária porque o corpo está realizando atividades extenuantes, os níveis de oxigênio nas células podem diminuir. A desaceleração do ciclo de Krebs força o corpo a respirar mais rapidamente e o coração a bombear mais rápido, fornecendo o oxigênio necessário para as células.

O mesmo tipo de mecanismo pode influenciar gatilhos como fome, sede ou tentativas de aumentar ou diminuir a temperatura corporal. A fome e a sede farão com que o indivíduo procure comida e água. Alguém que sente muito calor vai suar, procurar sombra e tirar peças de roupa. Alguém que sente frio vai tremer, procurar um local quente e adicionar camadas de roupa.

Por meio de seu papel único no metabolismo celular, o O ciclo de Krebs ajuda a manter a homeostase no corpo e influencia o comportamento também.