El ciclo de Krebs en el ejercicio clínico de la nutriología
El ciclo de Krebs es la imagen icónica del metabolismo humano; más tarde o más temprano, tanto la glucosa, los ácidos grasos como los aminoácidos ingresan a este circuito para ser convertidos en energía o en compuestos intermediarios necesarios para decenas de reacciones posteriores y de importancia vital para el ser humano. El ciclo de Krebs es, también, la parada obligatoria en el proceso formativo de los nutricionistas/nutriólogos (dependiendo de la denominación del país) alrededor del mundo; todos nosotros en algún momento de nuestra formación académica debemos someternos a la tarea de entender, recordar y procesar la información desprendida de este complejo proceso integrado por sustrato, enzimas y reacciones. El objetivo de la presente nota es resaltar algunos hechos concretos que pueden hacer menos pesada esta tarea. En lo posible, trata de ver la imagen adjunta de modo paralelo a la explicación de cada párrafo.
La imagen circular con la que estudiamos el ciclo de Krebs es útil para explicar que las reacciones se dan de manera continua y cíclica, es decir, empiezan con la unión de acetil coa (2 carbonos) con el oxalacetato (4 carbonos) hasta formar citrato (6 carbonos) y terminan, después de varias reacciones, en oxalacetato para volver a iniciar el ciclo. Esto no significa que los compuestos posteriores (cis-aconitato, isocitrato, oxalsuccinato, cetoglutarato, succinil, succionato, fumarato, malato) se encuentren atados de modo inseparable, todo lo contrario, son producto y sustrato de reacciones diferentes que se dan de modo paralelo y en todo momento [Nota. La enzima responsable de la conversión del piruvato en acetil coa es dependiente de tiamina].
El ciclo de Krebs está formado por reacciones que se dan de manera independiente pero relacionadas entre sí: el producto de una reacción previa es fundamental para que se lleve a cabo la reacción posterior. Por ejemplo, el oxalacetato que se requiere para unirse al acetil coa se forma a partir de malato; sin embargo, en situaciones de ayuno la concentración de oxalacetato baja significativamente y de modo inversamente proporcional a la subida del acetil coa por lo que es necesario que el piruvato deje de ser convertido en acetil coa para ser convertido en oxalacetato; de ese modo se garantiza la continuidad del ciclo. En este mismo sentido y para citar otro ejemplo, la formación de alfa cetoglutarato a partir de oxalsuccinato es importante para que el alfa cetoglutarato puede ser convertido en succinil coa; en condiciones de ayuno, la administración de aminoácidos como la glutamina tiene importancia clínica porque puede originar grandes cantidades de alfa cetoglutarato con el objetivo de sostener el ciclo y en un momento determinado contribuir a la formación de nueva glucosa en los órganos gluconeogénicos como el hígado o el riñón [Nota. La glutamina pierde nitrógeno y es convertida en glutamato; el glutamato pierde nitrógeno y es convertido en alfacetoglutarato que ingresa al ciclo]
La función básica del ciclo de Krebs no es producir ATP o GTP, el ciclo de Krebs se encarga de liberar grandes cantidades de electrones y protones que serán transportados hacia la cadena respiratoria a través del NAD (se forma a partir de niacina) o el FAD (se forma a partir de riboflavina). Cabe mencionar que el producto de desecho que se forma en Krebs es el CO2 y son los sacáridos los que mayor cantidad de CO2 liberan.
En la cadena respiratoria (un complejo de 4 megaproteinas ubicado en la membrana interna de la mitocondria) los electrones son transportados de una proteína a otra a través de enzimas denominadas citocromo (dependientes de hierro) hasta su destino final que es la formación de agua, no sin antes liberar cantidades variables de especies reactivas de oxígeno (ROS) o también llamados radicales libres [Nota. Mientras mayor sea la ingesta de energía de una persona, mayor será la necesidad de niacina y riboflavina, así como también, será mayor la producción de radicales libres]. Paralelamente, los protones fluyen a través del espacio intermembrana hasta activar a la enzima ATP sintetasa que tomará una molécula de ADP para formar ATP.
Existen millones de argumentos que nos diferencian de los demás profesionales de la salud. En la nota, tan solo hemos querido puntualizar y resaltar el papel de 5 nutrientes básicos: tiamina, riboflavina, niacina, hierro y glutamina, sin embargo, todavía se podría decir millones de cosas más. El conocimiento con criterio y bien encaminado es la única forma en que esa diferenciación sea verdadera y perdure.
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Por Robinson Cruz
*Robinson Cruz es Director General del Instituto IIDENUT. Cuenta con 20 años de experiencia como nutricionista clínico y especialista en Bioquímica aplicada a la Nutrición. Es investigador y docente invitado en los programas de nutrición de pre y posgrado de decenas de universidades en 20 países de Iberoamérica. Más de medio millón de profesionales siguen sus publicaciones en diversos medios digitales. En este tiempo ha formado miles de profesionales de la nutrición, ha publicado casi una docena de libros y cientos de comunicaciones relacionadas, entre otras actividades. https://orcid.org/0000-0002-8056-1822
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