Glicólise: o que é essa fonte de energia celular? - Médico - 2023


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Glicólise: o que é essa fonte de energia celular? - Médico
Glicólise: o que é essa fonte de energia celular? - Médico

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Carboidratos ou carboidratos, definidos de forma simples, são moléculas de açúcar. Junto com as proteínas e as gorduras, os carboidratos são um dos 3 macronutrientes essenciais encontrados nos alimentos e bebidas que ingerimos todos os dias na dieta.

Em média, uma pessoa deve obter 45% a 65% de sua demanda energética de carboidratosOu seja, um cardápio diário com um total de 2.000 quilocalorias deve incluir cerca de 275 gramas de carboidratos. Como você pode imaginar com base nesses dados, os carboidratos são a base de qualquer dieta e, portanto, a fonte mais difundida de energia celular em todos os processos biológicos humanos.

Os carboidratos estão por toda parte: vegetais (com grande quantidade de amido produzido a partir da glicose), arroz, trigo, cevada, pão, macarrão e muitos outros alimentos são ricos nesse macronutriente. O conhecimento de alimentos ricos em carboidratos é de domínio geral, mas o que você pode não saber é o que acontece no nível celular quando você ingere esses alimentos.


Na verdade, hoje viemos falar com você sobre glicólise, a via metabólica responsável pela produção de energia no nível celular a partir da glicose, um dos carboidratos mais simples. Continue conosco ao longo dessas linhas emocionantes, pois garantimos que, após este artigo, você nunca mais olhará para um prato de massa com os mesmos olhos de antes.

  • Recomendamos a leitura: "Ciclo de Krebs: características desta via metabólica"

Quais rotas metabólicas os carboidratos seguem?

Antes de descrever a glicólise em si, devemos enfatizar os múltiplos processos que partem dos carboidratos (ou têm a intenção de formá-los). Como já dissemos, até 65% da ingestão calórica diária deve ser obtida desses macronutrientes, por isso não é estranho saber que existem múltiplas reações metabólicas que os incluem. Entre todos eles, encontramos o seguinte:

  • Glicólise ou glicólise: a oxidação da glicose a piruvato, processo que hoje nos preocupa.
  • Fermentação: a glicose é oxidada a lactato ou etanol e CO2.
  • Gliconeogênese: síntese de glicose a partir de precursores não carboidratos, ou seja, compostos que não fazem parte dos açúcares simples.
  • Glicogênese: síntese de glicogênio a partir da glicose, a forma que é armazenada no fígado.
  • Ciclo pentose: síntese de pentoses, que fazem parte dos nucleotídeos de RNA e DNA.
  • Glicogenólise: degradação do glicogênio em glicose.

Como você pode ver, a glicose, um açúcar aparentemente simples, é uma das bases mais importantes da vida. Não só nos ajuda a obter energia, mas faz parte dos nucleotídeos que compõem o DNA e o RNA e nos permite armazenar energia na forma de glicogênio por momentos limites metabólicos. Claro, as funções desse monossacarídeo não podem ser contadas nem mesmo com os dedos de ambas as mãos.


O que é glicólise?

Como dissemos nas linhas anteriores, a glicólise pode ser definida de uma forma simples como a via metabólica responsável por oxidar a glicose a fim de obter energia para a célula realizar seus processos vitais relevante. Antes de entrar totalmente nas etapas e reações desse processo, devemos esclarecer dois termos brevemente:

  • ATPTambém conhecido como trifosfato de adenosina, esse nucleotídeo é produzido durante a respiração celular e é consumido por muitas enzimas durante a catálise em processos químicos.
  • NADH: também envolvido na obtenção de energia, o NADH tem uma função essencial como coenzima, pois permite a troca de prótons e elétrons.

Por que aparentemente tiramos esses dois termos do nada? É simples. No final da glicólise, um rendimento líquido de 2 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH é obtido. Agora estamos prontos para ver em profundidade as etapas da glicólise.


Etapas da glicólise (resumido)

Em primeiro lugar, é necessário notar que, embora esse processo busque gerar energia, ela também é consumida, por mais que pareça contra-intuitivo. Por outro lado, devemos estabelecer que todo esse conglomerado químico que veremos nas linhas a seguir é produzido no citosol, ou seja, a matriz do fluido intracelular onde flutuam as organelas.

Sim, pode parecer estranho para você ver tão poucos passos em um processo tão complexo, porque é verdade que a glicólise é estritamente dividida em 10 estágios diferentes. Em todo caso, nosso propósito é informativo e não inteiramente bioquímico e, portanto, vamos resumir todo esse conglomerado de terminologia em dois grandes blocos: onde a energia é gasta e onde é produzida. Sem mais delongas, vamos ao que interessa.

1. Fase em que a energia é necessária

Nesta fase inicial, a molécula de glicose é reorganizada e dois grupos fosfato são adicionados, isto é, dois íons poliatômicos com uma fórmula PO43−. Esses grupos funcionais estão entre os mais essenciais para a vida, pois fazem parte do código genético, estão envolvidos no transporte de energia química e fazem parte do esqueleto das bicamadas lipídicas, que constituem todas as membranas celulares.

Os dois grupos fosfato causam instabilidade química na molécula recém-formada, agora conhecida como frutose-1,6-bifosfato, com 6 carbonos fosforilados nos números 1 e 6. Isso permite que ela se divida em duas moléculas, cada uma delas composta por 3 carbonos. Os grupos fosfato usados ​​nesta etapa, carregados com energia, devem vir de algum lugar. Por esta razão, 2 moléculas de ATP são usadas neste estágio.

Não vamos ser muito técnicos, porque dizer que as duas moléculas que vêm da frutose-1,6-bifosfato são diferentes para nós é o suficiente. Apenas um desses açúcares pode continuar o ciclo, mas o outro também pode encerrá-lo com uma série de mudanças químicas que estão além de nossa competência.

Estrutura química da glicose.

2. Fase em que a energia é obtida

Nesta fase, cada um dos dois açúcares de três carbonos é convertido em piruvato após uma série de reações químicas. Essas reações produzem 2 moléculas de ATP e uma de NADH. Esta fase ocorre duas vezes (uma para cada 2 açúcares de três carbonos), então terminamos com um produto total de 4 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH.

4 ATP + 2 NADH - 2 ATP (fase em que a energia é gasta) = 2 ATP + 2 NADH

Glicose → frutose-1,6-bifosfato → 2 açúcares de 3 carbonos cada → 2 piruvatos

Em resumo, podemos dizer que a molécula de glicose se transforma em dois açúcares com 3 carbonos cada, processo que dá um total de 2 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH. Certamente, qualquer bioquímico profissional olharia para essa explicação com horror, uma vez que perdemos termos como os seguintes: glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato, fosfato de dihidroxiacetona, gliceraldeído-3-fosfato, fosfofrutocinases e muitos outros.

Entendemos que você fica com dor de cabeça quando vê tantos termos: nós também. O que deve ficar claro para você é que cada uma das etapas apresenta uma molécula intermediária, já que a glicose não se transforma em frutose-1,6-bifosfato por mágica: compostos químicos intermediários obtidos a partir de reações específicas, causadas por enzimas especializadas, cada uma com um nome complexo.

Estrutura química de uma molécula de ATP.

Como termina a glicólise?

No final da glicólise, ficamos com 2 moléculas de ATP, 2 NADH e 2 piruvato. Você ficará feliz em saber que os piruvatos podem ser decompostos durante a respiração celular em dióxido de carbono, um processo que produz ainda mais energia. O NADH, por sua vez, pode ser transformado em NAD +, composto essencial como intermediário da glicólise.

Para se ter uma ideia do que acontece com o ATP, diremos que durante o exercício aeróbio intenso obtemos 100% do ATP dos carboidratos, ou seja, da glicose ou de outros compostos formados por monossacarídeos simples. Qualquer processo requer energia, desde a respiração até a escrita dessas palavras, e é por isso que o ATP obtido durante a glicólise nos permite obter energia para viver.

Resumo

Explicar gentilmente um processo tão complexo como a glicólise é um verdadeiro desafio, já que cada uma das 10 etapas que o compõem leva para escrever um livro por conta própria. Se quisermos que você fique com uma ideia geral, é o seguinte: uma glicose é convertida em 2 piruvatos, dando origem a 2 ATP e 2 NADH, ambas moléculas envolvidas no processo de gasto energético. Tão simples, tão fascinante.