Que es el ciclo de kreps

¿Qué es el ácido cítrico, el ácido tricarboxílico TCA o el ciclo de Krebs?

3. Dos moléculas producidas por el ciclo de Krebs, NADH y FADH2, ¿qué función cumplen en el organismo? 4.

El ciclo de Krebs no produce ATP por sí mismo. ¿Por qué sigue siendo importante para la producción de ATP? En 1995, se descubrió que el gen inmunorreactivo 1 Irg1 está altamente regulado en los macrófagos peritoneales tras la estimulación con LPS 89, y desde entonces se ha visto que está regulado en la sangre de pacientes con sepsis humana 90 y en el momento de la implantación del embrión 91, 92.

A pesar de carecer de una secuencia dirigida a ella, se ha descubierto que IRG1 se asocia con las mitocondrias 93, 94. Sólo en 2011 se identificó el itaconato en múltiples estudios en un contexto inmunológico y en 2013 se relacionaron IRG1 e itaconato 95. El itaconato se observó en los pulmones de ratones infectados con Mycobacterium tuberculosis MTB y no estaba presente en los pulmones de los ratones de control 96.

En otro estudio, se demostró que el itaconato era secretado por la línea celular de macrófagos RAW264. 7 tras el tratamiento con LPS 97. Michelucci et al.

identificaron el papel de IRG1 mediante el silenciamiento mediado por ARNsi de Irg1, oficialmente rebautizado como Acod1, después de que se descubriera su función, y realizando un cribado metabólico para dilucidar qué metabolitos se veían afectados. Además, demostraron mediante etiquetado isotópico que el itaconato derivaba del citrato. El silenciamiento genético de Irg1 hace que los macrófagos pierdan su actividad bactericida, lo que se debió a la disminución de las cantidades de itaconato y a la pérdida de su efecto inhibidor sobre la isocitrato liasa ICL, una enzima crucial de la derivación de glicoxilato en la bacteria 98.

La derivación de glicoxilato es un medio para que las bacterias sobrevivan en condiciones de baja disponibilidad de glucosa en las que el acetato es la principal fuente de combustible. En lugar de la secuencia normal de reacción en el ciclo de Krebs, se omiten los pasos de αKG a fumarato, y en su lugar el isocitrato es escindido por ICL a glicoxilato y succinato en las bacterias. El succinato entra en el ciclo de Krebs y el glicoxilato es convertido en malato por la malato sintasa.

El malato puede ser procesado a oxaloacetato por la MDH como en las reacciones normales del ciclo de Krebs. Se ha demostrado que el itaconato inhibe el crecimiento de una serie de microorganismos que expresan ICL, entre ellos MTB, S. enterica y Staphylococcus aureus multirresistente MRSA 95, 96, 99. Algunas bacterias son capaces de degradar el itaconato, produciendo acetil-CoA y piruvato, debido a la expresión de genes que codifican para la itaconato-CoA transferasa, la itaconil-CoA hidatasa y la S-citramalil-CoA ligasa.

La posesión de estos genes permite a Pseudomonas aeruginosa y Yersinia pestis sobrevivir en macrófagos activados 100. Existe un debate sobre la relevancia de estos estudios debido a las diferencias en las concentraciones de itaconato utilizadas, tanto en términos de la variedad de concentraciones utilizadas exógenamente para inhibir el crecimiento bacteriano como en el rango de concentraciones intracelulares reportadas 101, 102. Es posible que el itaconato intracelular se concentre en las vacuolas y que el análisis de células enteras no lo represente adecuadamente, y que la medición de la concentración de itaconato secretado en los medios de cultivo celular no determine cuál sería la concentración local.

Aunque el efecto del itaconato sobre la supervivencia bacteriana está bien documentado, trabajos más recientes han tratado de dilucidar el efecto que una alta concentración intracelular de itaconato tiene sobre las células inmunitarias que lo producen. El dimetil itaconato DMI se ha utilizado en varios estudios como análogo del itaconato permeable a las células para aumentar los niveles intracelulares de itaconato. El pretratamiento de los macrófagos murinos derivados de la médula ósea BMDM con DMI antes de la estimulación con LPS redujo la expresión de muchos genes proinflamatorios, incluido el iNOS 33.

El DMI también disminuyó la producción de ROS, NO, IL1β, IL18 e IL6. Mientras que la expresión del ARNm de la IL1β y la IL18 se redujo con la DMI, también causó una reducción en los niveles de proteína tanto de la NLRP3 como de la ASC, lo que indica que el cebado del inflamasoma también se vio afectado. Los BMDMs Irg1-/- no producen itaconato y tienen una mayor producción de NO, IL1β, IL18 e IL6 en comparación con los BMDMs WT. Los niveles de proteína HIF1α también aumentaron en los BMDMs Irg1-/- activados por LPS, mientras que el tratamiento con DMI inhibió sus niveles de proteína.

Curiosamente, las BMDMs Irg1-/- muestran un perfil alterado de metabolitos del ciclo de Krebs que las células WT. Las BMDMs WT tienen mayores niveles de succinato, fumarato y malato tras la estimulación con LPS 47. Las BMDMs Irg1-/- estimuladas con LPS tienen niveles significativamente más altos de fumarato y malato que los controles WT, mientras que los niveles de succinato son casi los de las células no estimuladas. Los autores sugieren que esto se debe a la capacidad del itaconato para inhibir la SDH, y demostraron que el itaconato inhibe una forma purificada de SDH. En contraste con la disminución de la tasa de consumo de oxígeno OCR observada en los BMDMs WT tras el tratamiento con LPS, en los BMDMs Irg1-/- la OCR aumentaComo la SDH también actúa como complejo II del ETC, esto pone de manifiesto la capacidad del itaconato endógeno para regular el metabolismo mitocondrial y es co