La mejor respuesta
Visto de manera muy estrecha, yo diría que el «propósito» del ciclo es la producción de formas reducidas de NADH y FADH2, así como algo de ATP y GTP, comenzando y terminando con oxaloacetato, siendo el oxaloacetato una molécula de cuatro carbonos. El primer paso en el ciclo es la formación de citrato, una molécula de seis carbonos, que se forma a partir de dos carbonos acetil – (CoA) y oxaloacetato.
Debe decirse que el ciclo de Krebs también se denomina ciclo del ácido cítrico y ciclo del ácido tricarboxílico; todos estos términos describen el mismo conjunto básico de vías metabólicas. También debe decirse que en realidad no es un ciclo totalmente cerrado, porque de hecho, existen múltiples vías de ramificación posibles para los productos intermedios en cada paso.
La fuente de acetil CoA es la glucólisis.
El ciclo en sí no consume oxígeno a pesar de que produce dos moléculas de CO2 por cada grupo acetilo que ingresa, pero se considera una parte esencial del metabolismo aeróbico porque los electrones del NADH y FADH2 reducidos son entradas esenciales en el electrón. cadena de transporte y proporcionan energía para los siguientes pasos en el metabolismo aeróbico, que consumen oxígeno.
Una vuelta del ciclo de Krebs da como resultado la producción de tres NADH y un FADH2, así como un GTP y un ATP . Las reacciones son catalizadas por muchas enzimas, casi todas contenidas en el citosol, más que en las membranas.
El NADH y FADH2 luego ayudan a impulsar el resto del metabolismo aeróbico, a través de la cadena de transporte de electrones, un proceso complejo llamado fosforilación oxidativa, que involucra a varias proteínas que cruzan la membrana en las membranas mitocondriales y es impulsado por potenciales eléctricos transmembrana. La cadena de transporte de electrones utiliza directamente oxígeno y succinato producidos en el ciclo de Krebs, y ese oxígeno se gestiona y aísla cuidadosamente del contenido celular y mitocondrial en la medida de lo posible, para producir más moléculas de ATP a partir de ADP y fosfato. Entonces, el ciclo de Krebs es una parte esencial del metabolismo aeróbico. Pero son los siguientes pasos, es la fosforilación oxidativa la que produce ATP en grandes cantidades y, debido a la cinética, el ATP es entonces un importante depósito de energía libre en las células.
Sin embargo, el citrato, una molécula de seis carbonos formada en el primer paso, así como muchas otras moléculas intermedias de los diversos pasos posteriores del ciclo de Krebs, antes de que vuelva al oxalacetato, se pueden desviar del ciclo para su uso en la síntesis, por ejemplo, de aminoácidos no esenciales.
Entonces se puede decir que el ciclo tiene “propósitos” metabólicos y catabólicos, supongo. Uno de los principales «propósitos» de la vida celular es, de hecho, la producción continua de ATP. Hay otros depósitos de energía libre en las células modernas, pero el ATP es prácticamente el más grande. Sin ATP, básicamente no sucede nada más.
Respuesta
El ciclo de Kreb ocurre en el cáncer. Sin embargo, en algunas células cancerosas, los azúcares se desvían a través de diferentes vías, algunas de las cuales están asociadas con el cáncer, esto no significa que no ocurra, significa que menos cosas van en esa dirección. Esta es una forma bastante común de malinterpretar los resultados de los experimentos metabólicos.
Creo que debemos volver a la razón por la que la gente piensa que el ciclo de Kreb no está activo. El efecto Warburg observa que las células cancerosas generalmente obtienen gran parte de su energía a través de la glucólisis a través de la fermentación del ácido láctico en lugar de la fosforilación oxidativa. La hipótesis generalmente apoyada es que las mutaciones acumuladas en las células cancerosas crean un ambiente anaeróbico donde se prefiere la fermentación a la respiración.
Por lo tanto, cuando las personas explican lo que está sucediendo, es en una respuesta en blanco y negro que el azúcar desaparece. lactato y por esa lógica no entra en el ciclo de Kreb. Lo que realmente quieren decir es que parte de la glucosa se desvía hacia una vía diferente. Aparte, la hipótesis de Warburg propuso que el efecto Warburg es una causa y no un efecto del cáncer. En general, esto no es compatible con los datos actuales.
¿Qué está pasando exactamente? En resumen, bastante. Trabajando brevemente en el siguiente esquema:
- La glucosa puede pasar a través de la vía de las pentosas fosfato a través de la glucosa 6-fosfato donde va en biosíntesis en lugar de producción de energía. (rojo) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18337823 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22509023
- Debido a la sobreexpresión de La glucosa fosfoglicerato deshidrogenasa (PHGDH) puede convertirse en serina y biosíntesis de glicina (naranja) http://www.nature.com/ng/journal/v43/n9/full/ng.890.html
- Entornos anaeróbicos y deficiencias con El supresor de tumores de Von Hippel-Lindau puede reducir el flujo a Acetil-CoA (azul) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22101433
- El Kreb Cycle es realmente muy activo.Sin embargo, en lugar de obtener su carbono de la glucosa, proviene de la glutamina / glutamato que se introduce en el citrato a través de la vía de la isocitrato deshidrogenasa-1 (IDH1) y entra en síntesis de lípidos. (violeta) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22101433
- Pérdida de función Las mutaciones en fumato-hidratasa en combinación con ambientes hipóxicos pueden resultar en la acumulación de fumarato y succinato que luego desvían el carbono a través de la alanina y, en última instancia, la vía de la hemo oxigenasa (HMOX) . (verde) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21849978
Resumen de cambios metabólicos en el cáncer https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23206561
En resumen, están sucediendo muchas cosas con el ciclo de Kreb. Sin embargo, debido a cambios tanto ambientales como genéticos, el flujo de glucosa en la vía se reduce junto con otras fuentes de carbono.
Este no es exactamente un fenómeno que se limita a las células cancerosas. En términos generales, cuando las células crecen rápidamente, es más importante tener un acceso rápido a la energía en lugar de un uso eficiente de la energía. En la mayoría de la biotecnología bacteriana y de mamíferos, durante la fase logarítmica, la fermentación es la principal fuente de energía antes de que las células pasen a la respiración aeróbica en la fase de retraso. Tenga en cuenta que durante el crecimiento, la glucosa se desvía hacia la biosíntesis de NTP y lípidos. En la fase estacionaria, las células consumirán lactato.
Flujo metabólico en las células CHO en diferentes fases de crecimiento. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21821143
En resumen, el efecto Warburg no es el resultado de la inactivación del ciclo de Kreb, es un producto de fuentes de alimentos que trabajan en torno al ciclo de Krebs.