Bioenergética III - Glicólise aeróbia e produção aeróbia de ATP

Para cada molécula de glicose que entra na glicólise, duas moléculas de piruvato são formadas e, em presença de O², são convertidas em duas moléculas de acetil-CoA que permite a entrada no ciclo de Krebs. O piruvato (molécula de três carbonos) é clivado para formar acetil-CoA (molécula de dois carbonos) e o carbono remanescente  é eliminado sob a forma de CO². Em seguida, o acetil-CoA combina-se com o oxalacetato (molécula de quatro carbonos) para formar citrato (seis carbonos). O que se segue é uma série de reações para regenerar o oxalacetato e duas moléculas de CO², e a via recomeça. Isso significa que cada molécula de glicose resulta em duas voltas do ciclo de Krebs. Portanto, a glicólise pode produzir 2 ATP diretamente pela fosforilação ao nível do substrato, e 5 ATP adicionais por meio da energia contida nas duas moléculas de NADH.   

 

A principal função do ciclo de Krebs é remover hidrogênios e a energia associada a esses hidrogênios de vários substratos envolvidos no ciclo. Durante cada volta do ciclo de Krebs são formadas três moléculas de NADH* e uma de FADH*. Para cada par de elétrons que passa através da cadeia de transporte de elétrons do NADH ao oxigênio, há disponibilidade de energia suficiente para formar 2,5 moléculas de ATP. Para cada molécula de FADH formada, torna-se disponível energia suficiente para produzir 1,5 molécula de ATP.

* Duas moléculas transportadoras: nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) e flavina adenina dinucleotídeo (FAD). Tanto a NAD quanto a FAD trasnportam hidrogênio e seus elétrons associados para serem utilizados para a geração posterior de ATP na mitocôndria por processos aeróbios.

Além da produção de NADH e FADH, o ciclo de Krebs acarreta a formação direta de um composto rico em energia, a guanosina trifosfato (GTP). O GTP é um composto de alta energia, que pode transferir o seu grupo fosfato terminal ao ADP para formar ATP. A formação direta GTP no ciclo de Krebs é denominada fosforilação ao nível do substrato e é responsável somente por uma pequena quantidade da conversão de energia total do ciclo de Krebs, uma vez que a maioria da energia produzida nesse ciclo (NADH e FADH) é levada à cadeia de transporte de elétrons para formar ATP.

A produção aeróbia de ATP (denominada fosforilação oxidativa) ocorre nas mitocôndrias. A via responsável por este processo é denominada cadeia de transporte de elétrons (também denominada cadeia respiratória ou cadeia do citocromo). A produção aeróbia de ATP é possível devido a um mecanismo que utiliza a energia potencial disponível em transportadores de hidrogênio reduzidos, como a NADH e a FADH, para refosforilar o ADP em ATP.

 

Em resumo, o ciclo de Krebs completa a oxidação dos carboidratos, gorduras ou proteínas, produz CO² e fornece elétrons para serem passados através da cadeia de transporte de elétrons a fim de fornecer energia para produção aeróbia de ATP. As enzimas que catalisam as reações do ciclo de Krebs estão localizadas no interior das mitocôndrias.