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OBJETIVOS
Después de estudiar este capítulo, el lector debería:
Describir las reacciones del ciclo del ácido cítrico.
Identificar las reacciones que generan equivalentes reductores que se oxidan en la cadena de transporte de electrones mitocondriales para producir ATP.
Identificar los pasos que requieren vitaminas en el ciclo del ácido cítrico.
Explicar cómo el ciclo del ácido cítrico proporciona tanto una vía para el catabolismo de los aminoácidos como una vía para su síntesis.
Describir las principales vías anapleróticas y catapleróticas que permiten la reposición y eliminación de los productos intermedios del ciclo del ácido cítrico.
Describir el papel del ciclo del ácido cítrico en la síntesis de ácidos grasos.
Explicar de qué manera la disponibilidad de cofactores oxidados controla la actividad del ciclo del ácido cítrico.
Explicar cómo la hiperamonemia afecta el flujo del ciclo del ácido cítrico.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
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El ciclo del ácido cítrico (el ciclo de Krebs o del ácido tricarboxílico) es una secuencia de reacciones en las mitocondrias que oxida la fracción acetilo de la acetil-CoA a CO2, y acopla esto a la reducción de las coenzimas que se reoxidan en la cadena de transporte de electrones (véase La cadena respiratoria se oxida al mismo tiempo que reduce equivalentes y actúa como una bomba de protones, en el capítulo 13), vinculada a la formación de ATP.
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El ciclo del ácido cítrico es la vía común final para la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas porque la glucosa, los ácidos grasos y la mayoría de los aminoácidos se metabolizan a acetil-CoA o intermediarios del ciclo. También tiene un papel central en la gluconeogénesis, la lipogénesis y la interconversión de aminoácidos. Muchos de estos procesos ocurren en la mayoría de los tejidos, pero el hígado es el único tejido en el que todos suceden de manera significativa. Por tanto, las repercusiones son profundas cuando, por ejemplo, un gran número de células hepáticas se daña como en la hepatitis aguda o se reemplaza por tejido conectivo (como en la cirrosis). Los pocos defectos genéticos de las enzimas del ciclo del ácido cítrico que se han informado se relacionan con daño neurológico grave como consecuencia de la formación deficiente de ATP en el sistema nervioso central.
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La hiperamonemia, como sucede en la enfermedad hepática avanzada, conduce a la pérdida del conocimiento, coma y convulsiones. La actividad deteriorada del ciclo del ácido cítrico implica una formación reducida de ATP. El amoniaco agota los intermediarios del ciclo del ácido cítrico (al retirar el cetoglutarato α para la formación de glutamato y glutamina) e inhibe la descarboxilación oxidativa del cetoglutarato α.
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EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO APORTA SUSTRATOS A LA CADENA RESPIRATORIA
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El ciclo comienza con la reacción entre el resto acetilo de acetil-CoA y el oxalacetato de cuatro carbonos de ácido dicarboxílico, de lo cual se forma ...