Il ciclo di Krebs: il suo ruolo nel processo della respirazione cellulare

Andiamo ad analizzare come si svolgono le fasi della respirazione, ed in particolare il ciclo di Krebs e la sua importanza per le cellule.

Le prime fasi della respirazione cellulare.

La respirazione cellulare è definita come l’ossidazione delle molecole organiche accompagnata dal rilascio di energia utilizzabile. In realtà, la respirazione è più che una reazione ossidativa, è una serie di reazioni chimiche che forniranno l’energia per la realizzazione dei processi chimici all’interno della cellula. La fosforilazione prepara lo zucchero per l’ossidazione; durante questo processo l’ATP trasferisce il fosforo alla molecola di zucchero e successivamente avviene la scissione dello zucchero con la produzione di due zuccheri fosfati triosi. Questi zuccheri verranno ossidati ad acido piruvico. Questo è il primo stadio: la glicolisi. Quando la respirazione è aerobica, le cellule ossidano il piruvato più facilmente di quanto non avvenga in condizioni di anaerobia. Prima di entrare nel ciclo di Krebs, il piruvato rilascia CO2 ed il residuo che rimane , a due atomi di carbonio, entra nel ciclo legandosi ad un gruppo acetilico e formando il complesso acetil-CoA.

Il Ciclo di Krebs: perchè è importante per la respirazione.

Il ciclo di Krebs è anche conosciuto come ciclo degli acidi tricarbossilici (TCA). Questo ciclo ha un ruolo importante nella respirazione, poiché porta questi vantaggi: produce composti intermedi che possono servire per la sintesi di altre molecole, trasferisce elettroni ai vettori energetici fad + e nad + ed è deputato alla produzione di atp partendo da adp e fosfato inorganico. L’acetil-CoA dona i gruppi acetili all’acido ossalacetico e dalla loro unione si formano acidi citrico che vengono demoliti con reazioni cicliche dove si formano sette acidi organici e una nuova molecola di ossalacetato, accettore di acetile. Durante queste reazioni , le coppie di elettroni sono trasferiti dai vettori elettronici NAD+, NADP+ e FAD. Tutti gli atomi del gruppo acetilico sono rimossi gradualmente e carbonio e ossigeno vengono rilasciati sotto forma di CO2. Possiamo notare che la reazione ha generato nuove molecole di ossalacetato che possono accettare altri gruppi acetilici, provenienti dalla glicolisi e perciò, il ciclo può ricominciare. Ma perché è così importante per la respirazione? Durante il ciclo una parte dell’energia potenziale del gruppo acetilico si disperde come calore, mentre circa il 65% dell’energia viene immagazzinata nella molecola di ATP, in tre molecole di NADH e una molecola di FADH2 . in questo modo, l’ATP può portare l’energia nella parte della cellula che sta svolgendo del lavoro. L’energia accumulata nel NADH e nel FADH2 viene utilizzata nella sintesi di un altro ATP nella fase finale della respirazione. Tuttavia, la maggior parte (circa il 56%) dell’energia prodotta nel ciclo di Krebs è intrappolata nei nucleotidi ridotti e vi è bisogno della catena di trasporto elettronico per poterla rendere utilizzabile.