El ciclo del ácido cítrico es una serie de reacciones químicas que ocurren durante la respiración celular, el proceso por el cual las células de los organismos producen energía. También se lo conoce como ciclo de Krebs o ciclo del ácido tricarboxílico. En el ciclo, una serie de reacciones químicas generadoras de energía son catalizadas o aceleradas por varias enzimas. Por lo general, los estudiantes primero estudian el ciclo del ácido cítrico en clases avanzadas de biología de la escuela secundaria o en clases de introducción a la biología universitaria. Luego se aborda con mayor detalle en las clases de bioquímica, ya que es un proceso inherentemente químico.
Hay muchas reacciones químicas complejas diferentes en el ciclo, la mayoría de las cuales involucran moléculas compuestas de carbono, oxígeno e hidrógeno. Hay aproximadamente diez pasos en el ciclo, y cada paso es catalizado por una enzima diferente. Inmediatamente antes del ciclo del ácido cítrico, un proceso llamado glucólisis produce piruvato, una molécula que contiene energía que se descompone en energía utilizable a medida que avanza el proceso de respiración celular. El ciclo del ácido cítrico descompone las moléculas de piruvato en moléculas de NADH (dinucleótido de nicotinamida y adenina) y ATP (trifosfato de adenosina), las cuales contienen una cantidad significativa de energía a la que el cuerpo puede acceder rápidamente. La mayoría de las moléculas energéticas producidas durante la respiración celular son, a través de una serie de procesos metabólicos, derivadas de moléculas de glucosa (azúcar).
La respiración celular suele ser un proceso aeróbico, lo que significa que utiliza oxígeno. Si hay oxígeno presente, el piruvato producido a través de la glucolosis procederá normalmente al ciclo del ácido cítrico para descomponerse en NADH y ATP (trifosfato de adenosina). Sin embargo, si no hay oxígeno, el piruvato comienza un proceso llamado fermentación. La fermentación no utiliza oxígeno, lo que significa que es un proceso anaeróbico. La fermentación es un proceso de producción de energía mucho menos eficiente que el ciclo del ácido cítrico; no produce suficiente energía para sustentar un organismo durante un período de tiempo prolongado.
En la mayoría de los organismos multicelulares complejos, el ciclo del ácido cítrico ocurre en las mitocondrias, un orgánulo productor de energía que existe dentro de las células. Las mitocondrias son los principales productores de ATP, que las células pueden utilizar para obtener energía de manera muy eficiente. Algunos procesos de la respiración celular ocurren fuera de las mitocondrias y otros ocurren cuando las moléculas se transportan a través de la membrana de las mitocondrias. El ciclo del ácido cítrico ocurre en la matriz de las mitocondrias, que contiene las muchas enzimas diferentes que catalizan muchas de las reacciones químicas involucradas en el ciclo y en el resto de la respiración celular.