ll ciclo di Krebs, scoperto da Hans Krebs (1900-1981), si localizza a metà strada tra i processi che portano all’ossidazione dei nutrienti (che forniranno poi i gruppi acetilici dell’acetil-CoA) e la fosforilazione ossidativa. Il buon funzionamento del Ciclo di Krebs è essenziale per ottimizzare il principio che pone le basi della produzione dell’energia cellulare e quindi dell’energia vitale di ogni singola cellula del corpo sia essa muscolare, neuronale, cardiaca ecc.
L’integrità funzionale di tale ciclo è necessaria per la salute in generale dell’organismo e per metterlo nelle condizioni di affrontare stress emozionali o lavorativi al meglio, nel pieno delle proprie forze, con energia e potenza sufficienti.
Il ciclo di Krebs produce solo una molecola di ATP (adenosina trifosfato, ovvero la “moneta energetica” della cellula) per ogni suo “giro”, ma genera anche un gran flusso di elettroni, che entrano nella catena respiratoria e portano alla formazione di un gran numero di molecole di ATP durante il processo di fosforilazione ossidativa.
Il ciclo di Krebs è un esempio di interazione indiretta tra vitamine e aminoacidi; infatti, un’alterazione di tale ciclo per carenze di vitamine e/o di acido lipoico può portare anche ad una alterazione della sintesi proteica e di tante altre funzioni biologiche.
L’acido citrico, ad esempio, contenuto naturalmente nel succo di limone, è il mattone del ciclo di Krebs. L’acido alpha lipoico è una molecola endogena, prodotta nel nostro corpo, e facente parte del complesso della piruvato deidrogenasi, complesso enzimatico necessario per ottimizzare il ciclo di Krebs. Il piruvato infatti viene convertito da questo enzima, tramite il processo di decarbossilazione ossidativa, in Acetil-CoA e quest’ultimo è la pietra fondamentale del ciclo dell’acido citrico.
Affinché la reazione di decarbossilazione ossidativa avvenga, per opera del “complesso della piruvato deidrogenasi”, sono indispensabili alcuni co-fattori; il cofattore è una piccola molecola di natura non proteica o uno ione metallico che si associa all’enzima e ne rende possibile l’attività enzimatica. Tra questi troviamo: la Vitamina B1 o tiamina, la Vitamina B2 o riboflavina, la Vitamina B3 o PP niacina,l’Acido Pantotenico per il coenzima A.
Viceversa, a partire da alcuni intermedi del ciclo di Krebs si possono ottenere amminoacidi importanti per il nostro organismo: un noto intermedio del ciclo di Krebs è l’alfa-chetoglutarato (AKG), il quale si converte in glutammato e sottrae la pericolosa ammoniaca prodotta nel nostro corpo per formare la glutammina. La glutammina è un amminoacido che modula il sistema immunitario, nutre e idrata la massa muscolare, lo scheletro, i reni, il fegato e l’intestino.
Un altro prodotto intermedio ugualmente importante del ciclo di Krebs è l’ossalacetato che, convertendosi in fosfoenolpiruvato, fornisce un substrato per la formazione endogena di importanti aminoacidi come la serina, la cisteina, la tirosina, la fenilalanina e tanti altri ancora.
CARENZA NUTRIZIONALE DI VITAMINA B1 E Beri Beri
Abbiamo visto che tra i cofattori fondamentali per la decarbossilazione ossidativa troviamo la vitamina B1.
La vitamina B1, o tiamina, è chiamata “vitamina del Morale” per la sua capacità di condizionare in positivo l’attitudine mentale delle persone. La carenza di vitamina B1 provoca deperimento, tanto quanto la sua giusta presenza provoca capacità di attenzione e anche di apprendimento individuale. Per questo è considerata una vitamina fondamentale nel periodo di crescita dei bambini. Inoltre, al pari della vitamina B2, la vitamina B1 contribuisce allo svolgimento dell’importante processo di conversione del glucosio in energia.
Essa fa parte delle vitamine cosiddette idrosolubili, quelle che non possono essere accumulate nell’organismo, ma devono essere regolarmente assunte attraverso l’alimentazione: è diffusa in alimenti sia vegetali sia animali; in particolare si trova nei cereali, nei legumi, nelle uova, nella carne di maiale, nel lievito.
Una carenza nutrizionale di tiamina provoca il Beri Beri, una malattia che colpisce il sistema nervoso e quello cardiovascolare.
Il danno al sistema nervoso periferico si manifesta sotto forma di dolore agli arti, debolezza della muscolatura e alterazione della sensibilità cutanea. Da qui la denominazione Beri Beri che significa “pecora”; gli individui colpiti da questa malattia infatti, camminando con le ginocchia tremanti e le gambe malferme, hanno un’andatura simile a quella delle pecore.
La malattia continua ad essere un grave problema sanitario in Estremo Oriente, in quanto il riso, il principale componente della dieta di quelle popolazioni, ha un basso contenuto di tiamina perché viene privato dello strato esterno in cui essa è contenuta, cioè il riso integrale viene trasformato in riso bianco.
“DIFETTI” DEL CICLO DI KREBS E CANCRO
Le ricerche più recenti dimostrano che i difetti a carico degli enzimi del ciclo dell’acido citrico possono avere effetti significativi sulla regolazione di alcune vie metaboliche. Alcuni di questi enzimi accumulandosi nei mitocondri possono riversarsi nel citoplasma. Qui contribuiscono ad aumentare la velocità della glicolisi aerobica e il conseguente sviluppo del cancro per variazioni che alterano l’espressione genica e stimolano una crescita incontrollata delle cellule.
Recenti scoperte sul ruolo dell’enzima mitocondriale acetil-CoA acetiltrasferasi indicano che, in condizioni normali, questo enzima produce corpi chetonici che servono da combustibile per alcuni tessuti e costituiscono una fonte indispensabile di energia per tutto l’organismo in condizioni di digiuno prolungato. In certi tipi di cancro, il suddetto enzima modificato viene “dirottato” dal suo normale ruolo nella formazione di corpi chetonici all’ulteriore crescita del tumore, un fenomeno davvero singolare. L’enzima destinato al nuovo ruolo potrebbe costituire un bersaglio terapeutico eccezionale, allo scopo di bloccare la crescita del tumore.
Tutte queste osservazioni che collegano gli enzimi del ciclo di Krebs al cancro suggeriscono anche che il cancro non è semplicemente una patologia derivante da mutazioni a carico dei fattori di crescita e delle proteine che controllano il ciclo cellulare, ma è anche una malattia metabolica. L’aver preso coscienza che nel cancro c’è anche una componente metabolica apre la strada a nuovi modi di pensare al controllo di questa patologia.
Infatti, i risultati ottenuti da esperimenti recenti, anche se ancora del tutto preliminari, dimostrano che le cellule tumorali che stanno virando verso l’utilizzo della glicolisi aerobica perdono la loro malignità se vengono forzate farmacologicamente a utilizzare la fosforilazione ossidativa.
E’ interessante anche notare che il ciclo dell’acido citrico, che è stato studiato per decenni, è custode ancora oggi di segreti che dovranno essere rivelati dai biochimici del futuro.
BIBLIOGRAFIA:
- Antiaging e lo stile di vita integrato; Tecniche Nuove, M. Spattini
- https://www.humanitas.it/enciclopedia/vitamine/vitamina-b1-tiamina/
- Biochimica, 2020 Zanichelli, L. Stryer et al.
