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13.1 INTRODUCCIÓN
En los organismos aerobios como el ser humano, la energía
se obtiene por la oxidación de los nutrientes y metabolitos
hasta dióxido de carbono y agua. Incluso células con meta-
bolismo anaerobio, como los eritrocitos, que convierten una
molécula de glucosa en dos de lactato, completan este cata-
bolismo en otras células, como las hepáticas, donde el lacta-
to se cataboliza en condiciones aerobias hasta CO2 y H2O.
Del oxígeno que inspiramos, más de las dos terceras par-
tes se utilizan en los procesos oxidativos mitocondriales. En
la matriz mitocondrial se encuentran casi todas las enzimas
del ciclo de los ácidos tricarboxílicos, ciclo del ácido cítrico
o ciclo de Krebs, cuyo funcionamiento permite que dos áto-
mos de carbono, en forma de acetilCoA, entren en cada vuel-
ta del mismo y produzcan dos moléculas de CO2, acompaña-
das de la reducción de tres moléculas de NAD+ hasta NADH,
de un FAD flavínico hasta FADH2 y de la fosforilación de
una molécula de GDP hasta GTP. 
Posteriormente, utilizando los complejos componentes de
la cadena respiratoria, emplazados en la membrana interna
mitocondrial, el oxígeno reoxida las coenzimas o grupos pros-
téticos reducidos, en un proceso muy exergónico, cuya energía
se aprovecha metabólicamente para fosforilar moléculas de
ADP hasta ATP (fosforilación oxidativa). En este capítulo se
expondrá cómo, globalmente, por cada acetilCoA o fracción
de dos átomos de carbono quemados en una vuelta del ciclo, se
obtiene el equivalente a unos 10 ATP (9 ATP y 1 GTP).
13.2 CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS
En la Figura 13-1 se muestra que el catabolismo de los hidra-
tos de carbono, lípidos y proteínas confluyen hasta el esque-
ma unificador del ciclo de los ácidos tricarboxílicos, la cade-
na respiratoria y la fosforilación oxidativa, cuya función
básica es la obtención oxidativa de energía metabólica, en
forma de compuestos de alta energía de hidrólisis. No obs-
tante, el ciclo, por la capacidad de algunos de sus interme-
dios de convertirse en otros metabolitos, posee un papel más
complejo que el simplemente catabólico.
Las aportaciones de científicos como Severo Ochoa y,
sobre todo, Hans Krebs, permitieron, desde 1948, tener una
idea global del funcionamiento del ciclo, de las enzimas par-
ticipantes y de su localización intracelular, en la matriz mito-
condrial, excepto la succinato deshidrogenasa, ubicada en la
membrana interna mitocondrial. 
Los aspectos más destacados del proceso, esquematiza-
dos en la Figura 13-2, son los siguientes:
1. Las reacciones catalizadas por la citrato sintasa y la
α-cetoglutarato deshidrogenasa son muy exergóni-
cas, las más irreversibles del ciclo, al que obligan a
funcionar en el sentido de las agujas del reloj. 
2. La reacción catalizada por la succinilCoA sintetasa
(nombre recomendado: succinilCoA ligasa), con
hidrólisis del tioderivado, es suficientemente exer-
gónica para que se acople a la fosforilación del GDP
a GTP (fosforilación a nivel de sustrato).
3. Prescindiendo de ello, la reacción global, para una
vuelta del ciclo, es:
CH3 – CO~SCoA + 3 H2O + 3 NAD
+ + 1 FAD ⇒
⇒ 2 CO2 + HSCoA + 3 NADH + 3 H
+ + 1 FADH2
4. Las grasas (glicerol y ácidos grasos), los cuerpos
cetónicos, los hidratos de carbono y los aminoácidos
se pueden catabolizar a acetilCoA, metabolito de
entrada del ciclo. Por ello, el ciclo es como una espe-
cie de horno metabólico, capaz de quemar y produ-
cir energía usando como combustibles a la mayor
parte de los metabolitos.
5. Como se verá en el próximo capítulo, existe la posi-
bilidad de que el oxalacetato se convierta en fosfoe-
nolpiruvato y éste, en piruvato, capaz de transfor-
marse en acetilCoA. 
Por ello, el ciclo puede actuar catabólicamente
respecto a cualquier metabolito que se convierta en
un intermedio del ciclo, siguiendo la ruta: metaboli-
to → intermedio del ciclo → oxalacetato → piruva-
to → acetilCoA → ciclo → dióxido de carbono.
6. Análogamente, un metabolito transformable en inter-
medio del ciclo puede ser el punto de partida de pro-
cesos biosintéticos, lo que significa que el ciclo, al
OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE 
LA ENERGÍA 13
13 Capitulo 13 8/4/05 10:26 Página 205
	BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...)
	CONTENIDO
	PARTE I: ESTRUCTURA Y METABOLISMO
	SECCIÓN III METABOLISMO ENERGÉTICO
	13 OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA
	13.1 INTRODUCCIÓN
	13.2 CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS