El cicle de Krebs, la darrera via de degradació de cadenes carbonades de glúcids, àcids grassos i aminoàcids, és característic de la respiració aeròbica, un procés global en el qual la matèria orgànica és degradada en presència d'oxigen:

Matèria orgànica + O2 --> CO2 + H2O + energia (ATP)

El cicle de Krebs no consumeix oxigen, però està acoblat a la cadena de transport electrònic i la síntesi d'ATP: el cicle de Krebs proporciona electrons en forma de NADH i FADH2 que són transferits a l'O2 mitjançant el transport electrònic en un procés que possibilita l'emmagatzemament d'energia en forma d'ATP durant la fosforilació oxidativa.

esquema-transport-electrons.png
A la cadena de transport electrònic els electrons passen de compostos reduïts (com el NADH) a l'oxigen, que es redueix a aigua.


La cadena de transport electrònic és un sistema de molècules que tenen la capacitat d'oxidar-se cedint electrons i reduir-se captant electrons, que són així transportats des del NADH i el FADH2, que resulten oxidats, fins a l'oxigen molecular, que resulta reduït a aigua.

La cadena de transport electrònic

Aquesta cadena, també anomenada cadena respiratòria, està formada per tres complexos proteics ordenats a favor de potencial redox (el potencial redox, de reducció-oxidació mesura l'afinitat d'un transportador pels electrons), de manera que el primer complex té un potencial redox menor (menor afinitat pels electrons) que el darrer i els electrons van viatjant des de molècules que tenen poca afinitat per ells fins a molècules que en tenen molta, de manera que el pas dels electrons és un procés espontani. A més d'aquests complexos enzimàtics hi ha dos transportadors que els comuniquen: la ubiquinona Q i el citocrom c.
Els complexos enzimàtics tenen una part proteica i un grup prostètic que és el que s'oxida i es redueix. Entre aquests complexos podem destacar els citocroms, als quals el grup prostètic és un grup hemo, amb un àtom de ferro.

Els complexos proteics estan localitzats a la membrana mitocondrial interna.
  • La cadena comença quan els transportadors d'electrons reduïts, NADH o FADH2, transfereixen els seus electrons a algun dels complexos proteics. El NADH ho fa al primer de la cadena, mentre que el FADH2 els entrega al segon.
  • Amb aquesta transferència els coenzims NADH i FADH2 es tornen a oxidar i poden ésser emprats novament a d'altres vies metabòliques, com ara el cicle de Krebs o la glucòlisi.
  • Els electrons són cedits finalment a l'O2, que es redueix a H2O. Per això diem que la cadena respiratòria és un procés aeròbic. A alguns organismes (anaerobis) aquest acceptor pot ser diferent de l'oxigen.
  • La transferència d'electrons entre els diferents complexos de la cadena és un procés espontani i va acoblada a la producció d'ATP: cada NADH equival a 3 ATP i cada FADH2 només a 2 ATP, ja que s'incorpora a un punt posterior de la cadena.

778px-Cadena-transport-electronic-mitocondrial.png
Cadena de transport electrònic. Imatge elaborada per User:Rozzychan, derivative work: Irene Pelegrí. CC-BY-SA-2.5 (www.creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5), via Wikimedia Commons (Cadena-transport-electronic-mitocondrial.png)



A aquesta animació podeu veure els tres complexos i el procés de transport electrònic: http://www.johnkyrk.com/mitochondrion.html

La síntesi d'ATP

El transport d'electrons a la cadena respiratòria té una conseqüència: a més de cedir els electrons a l'oxigen, durant el transport pels complexos proteics hi ha cations hidrogen (H+) que passen de la matriu mitocondrial a l'espai intermembrana.
Aquest fet genera un gradient electroquímic (de concentració i de càrrega) de cations H+, que tenen una forta tendència a tornar a entrar a la matriu mitocondrial.

L'entrada de cations H+, un procés fortament espontani, està acoblada a la síntesi d'ATP gràcies a un enzim de la membrana mitocondrial interna: l'ATP sintetasa.

Al final d'aquesta animació podeu veure en funcionament l'ATP sintetasa: http://www.johnkyrk.com/mitochondrion.html

L'acoblament entre la cadena respiratòria i la síntesi d'ATP rep el nom de fosforilació oxidativa i té el següent rendiment energètic:
  • 3 ATP per cada molècula de NADH.
  • 2 ATP per cada molècula de FADH2.




  1. Concepte de metabolisme
  2. Fonts de carboni i energia
  3. ATP i altres derivats de nucleòtids
  4. Vies metabòliques
  5. La primera fase del catabolisme
  6. Catabolisme anaerobi al hialoplasma: la glucòlisi
  7. Catabolisme de lípids i proteïnes
  8. El cicle de Krebs
  9. Transport d'electrons i fosforilació oxidativa
  10. Balanç del catabolisme
  11. Anabolisme no fotosintètic de glúcids
  12. Metabolisme de la glucosa a cèl·lules de diferents teixits
  13. Fotosíntesi