Le cycle de l’acide citrique est une série de réactions chimiques qui se produisent pendant la respiration cellulaire, le processus par lequel les cellules des organismes produisent de l’énergie. Il est également appelé cycle de Krebs ou cycle de l’acide tricarboxylique. Dans le cycle, une série de réactions chimiques génératrices d’énergie sont catalysées ou accélérées par diverses enzymes. En règle générale, les étudiants étudient d’abord le cycle de l’acide citrique dans des cours de biologie avancés au secondaire ou dans des cours d’introduction à la biologie au collège. Il est ensuite abordé plus en détail dans les cours de biochimie, car il s’agit d’un processus intrinsèquement chimique.
Il existe de nombreuses réactions chimiques complexes différentes dans le cycle, dont la plupart impliquent des molécules composées de carbone, d’oxygène et d’hydrogène. Il y a environ dix étapes dans le cycle, et chaque étape est catalysée par une enzyme différente. Immédiatement avant le cycle de l’acide citrique, un processus appelé glycolyse produit du pyruvate, une molécule contenant de l’énergie qui est ensuite décomposée en énergie utilisable au cours du processus de respiration cellulaire. Le cycle de l’acide citrique décompose les molécules de pyruvate en molécules de NADH (nicotinamide adénine dinucléotide) et d’ATP (adénosine triphosphate), qui contiennent toutes deux une quantité importante d’énergie à laquelle le corps peut accéder rapidement. La plupart des molécules énergétiques produites au cours de la respiration cellulaire sont, à travers une série de processus métaboliques, dérivées de molécules de glucose (sucre).
La respiration cellulaire est généralement un processus aérobie, ce qui signifie qu’elle utilise de l’oxygène. Si de l’oxygène est présent, le pyruvate produit par la glycose passera normalement au cycle de l’acide citrique pour être décomposé en NADH et ATP (adénosine triphosphate). S’il n’y a pas d’oxygène, cependant, le pyruvate commence un processus appelé fermentation. La fermentation n’utilise pas d’oxygène, ce qui signifie qu’il s’agit d’un processus anaérobie. La fermentation est un processus de production d’énergie beaucoup moins efficace que le cycle de l’acide citrique ; il ne produit pas assez d’énergie pour soutenir un organisme pendant une période de temps prolongée.
Dans la plupart des organismes multicellulaires complexes, le cycle de l’acide citrique se produit dans les mitochondries, un organite producteur d’énergie qui existe à l’intérieur des cellules. Les mitochondries sont les principaux producteurs d’ATP, que les cellules sont capables d’utiliser très efficacement pour produire de l’énergie. Certains processus de la respiration cellulaire se produisent en dehors des mitochondries, et d’autres se produisent lorsque les molécules sont transportées à travers la membrane des mitochondries. Le cycle de l’acide citrique se produit dans la matrice des mitochondries, qui contient les nombreuses enzymes différentes qui catalysent de nombreuses réactions chimiques impliquées dans le cycle et dans le reste de la respiration cellulaire.