Ο κύκλος του κιτρικού οξέος είναι μια σειρά από χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν κατά την κυτταρική αναπνοή, τη διαδικασία με την οποία τα κύτταρα στους οργανισμούς παράγουν ενέργεια. Αναφέρεται επίσης ως κύκλος Krebs ή κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος. Στον κύκλο, μια σειρά από χημικές αντιδράσεις που παράγουν ενέργεια καταλύονται ή επιταχύνονται από διάφορα ένζυμα. Συνήθως, οι μαθητές μελετούν πρώτα τον κύκλο του κιτρικού οξέος σε προχωρημένα μαθήματα βιολογίας γυμνασίου ή σε εισαγωγικά μαθήματα βιολογίας κολεγίου. Στη συνέχεια προσεγγίζεται με περισσότερες λεπτομέρειες στα μαθήματα βιοχημείας, καθώς είναι μια εγγενώς χημική διαδικασία.
Υπάρχουν πολλές διαφορετικές σύνθετες χημικές αντιδράσεις στον κύκλο, οι περισσότερες από τις οποίες περιλαμβάνουν μόρια που αποτελούνται από άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο. Υπάρχουν περίπου δέκα βήματα στον κύκλο και κάθε βήμα καταλύεται από ένα διαφορετικό ένζυμο. Αμέσως πριν από τον κύκλο του κιτρικού οξέος, μια διαδικασία που ονομάζεται γλυκόλυση παράγει πυροσταφυλικό, ένα μόριο που περιέχει ενέργεια που διασπάται περαιτέρω σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια καθώς προχωρά η διαδικασία κυτταρικής αναπνοής. Ο κύκλος του κιτρικού οξέος διασπά τα μόρια του πυροσταφυλικού στα μόρια NADH (Νικοτιναμιδική αδενίνη δινουκλεοτίδιο) και ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη), τα οποία περιέχουν μια σημαντική ποσότητα ενέργειας που μπορεί να προσπελαστεί γρήγορα από το σώμα. Τα περισσότερα από τα ενεργητικά μόρια που παράγονται κατά την κυτταρική αναπνοή προέρχονται, μέσω μιας σειράς μεταβολικών διεργασιών, από μόρια γλυκόζης (ζάχαρης).
Η κυτταρική αναπνοή είναι συνήθως μια αερόβια διαδικασία, που σημαίνει ότι χρησιμοποιεί οξυγόνο. Εάν υπάρχει οξυγόνο, το πυροσταφυλικό που παράγεται μέσω της γλυκόζης θα προχωρήσει κανονικά στον κύκλο του κιτρικού οξέος για να διασπαστεί σε NADH και ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη). Εάν δεν υπάρχει οξυγόνο, ωστόσο, το πυροσταφυλικό αρχίζει μια διαδικασία που ονομάζεται ζύμωση. Η ζύμωση δεν χρησιμοποιεί οξυγόνο, που σημαίνει ότι είναι μια αναερόβια διαδικασία. Η ζύμωση είναι μια πολύ λιγότερο αποδοτική διαδικασία παραγωγής ενέργειας από τον κύκλο του κιτρικού οξέος. δεν παράγει αρκετή ενέργεια για να συντηρήσει έναν οργανισμό για παρατεταμένο χρονικό διάστημα.
Στους περισσότερους πολύπλοκους, πολυκύτταρους οργανισμούς, ο κύκλος του κιτρικού οξέος συμβαίνει στα μιτοχόνδρια, ένα οργανίδιο που παράγει ενέργεια που υπάρχει μέσα στα κύτταρα. Τα μιτοχόνδρια είναι οι κύριοι παραγωγοί του ATP, το οποίο τα κύτταρα μπορούν να χρησιμοποιήσουν για ενέργεια πολύ αποτελεσματικά. Ορισμένες διεργασίες στην κυτταρική αναπνοή συμβαίνουν έξω από τα μιτοχόνδρια και άλλες συμβαίνουν καθώς τα μόρια μεταφέρονται κατά μήκος της μεμβράνης των μιτοχονδρίων. Ο κύκλος του κιτρικού οξέος εμφανίζεται στη μήτρα των μιτοχονδρίων, η οποία περιέχει τα πολλά διαφορετικά ένζυμα που καταλύουν πολλές από τις χημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται στον κύκλο και στην υπόλοιπη κυτταρική αναπνοή.