1. Descrição
1.1. Processo bioquímico para obtenção de energia (ATP) por meio da oxidação da glicose, podendo ser anaeróbico ou aeróbico. O processo aeróbico é representado por: C6H12O6 + 6 O2 + 6 CO2 + 6 H2O + Energia
2. Observações:
2.1. NAD (dinucleotídeo nicotinamida-adenina) e FAD (dinucleótidio de flavina-adenina) são moléculas aceptores/carreadoras de elétrons e hidrogênio.
2.2. ATP (adenosina trifosfato) e GTP (guanosina trifosfato) -
2.3. Fosforilação é a adição de um grupo fosfato (PO4) a uma proteína ou outra molécula.
2.4. Oxidação é a reação química em que átomos, íons ou moléculas perdem elétrons.
2.5. Ao final do processo haverá, no máximo, um total de 32 ATP.
3. O processo é dividido em três etapas: Glicólise, Ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa.
4. Etapas
4.1. Glicólise
4.1.1. Pode ocorrer em local sem presença de O2.
4.1.2. No citosol da célula, ocorre degradação da molécula de glicose, com 6 átomos de carbonos, para 2 moléculas com 3 átomos de carbono, formando o piruvato.
4.1.3. Ocorrem 10 reações em duas fases diferentes: Fase de ativação, com a fosforilação da glicose, recebendo fosfato de duas moléculas de ATP e se tornando ativa. E a Fase de rendimento, com a oxidação da glicose, onde energia é liberada para produzir quatro moléculas de ATP. Na liberação de elétrons há a redução de NAD em NADH+.
4.2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)
4.2.1. Quando as moléculas de piruvato entram nas mitocôndrias na presença de O2, elas se transformam em acetil-coenzima-A (acetil-coA), passando por um processo de três etapas: Na primeira, o grupo carboxila do piruvato é removido e liberado em forma de CO2. Na segunda, o acetato é formado com elétrons sendo liberados e se ligando ao NAD+ e ficando armazenados na forma de energia em NADH. Já na terceira, há ligação do acetato com coenzima-A dando origem à acetil-coA.
4.2.2. Começa o ciclo de Krebs com oxidação total da glicose em oito etapas. Ocorre a reação entre o acetil-CoA e o oxaloacetato, um ácido constituído por quatro carbonos, formando o citrato, uma forma oxidada do ácido cítrico constituída por seis carbonos. Após isso, o citrato sofrerá degradação devido a diversas reações, onde dois dos seis carbonos serão removidos e oxidados a CO2, formando mais uma vez o oxaloacetato, que reagirá com outro acetil-coenzima-A, reiniciando assim o ciclo.
4.2.3. 3 NAD+ são reduzidos a NADH para cada acetil-coA, com migração dos elétrons para o FAD, dando origem a FADH2. GTP será produzido em células animais por fosforilação e poderá ser utilizado para produzir mais ATP. Cada glicose produzirá 2 acetil-coA e por isso, o saldo total será de 6 NADH, 2 FADH2 e 2 ATP.
4.3. Fosforilação Oxidativa
4.3.1. As moléculas NAD e FADH2 produzidas no ciclo de Krebs doam elétrons para a cadeia de transporte de elétrons ou cadeia respiratória, onde a transferência ocorrerá por meio de uma série de transportadores, como proteínas (por exemplo, os citocromos). A cada etapa da cadeia, esses elétrons vão perdendo energia, sendo captados pelo aceptor final, o oxigênio, reduzindo-os a H20. Na etapa denominada quimiosmose, o transporte de elétrons pela cadeia na membrana interna da mitocôndria também leva a um transporte ativo de prótons na cadeia, que retornarão à matriz da mitocôndria e, simultaneamente, por meio da fosforilação oxidativa do ADP, será formado ATP.