Metabolismo de Carboidratos, Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia Transportadora

Prévia do material em texto

A respiração celular é o principal fornecedor de energia para manter o organismo em funcionamento, dado isto algumas relações devem ser levadas em consideração quando está se referindo a metabolismo, como as concentrações de NAD/NADH, FADH/FADH2 e ATP/ADP, e seus respectivos efeitos em cada etapa da produção de energia.
A glicólise é a primeira etapa da produção de energia, sendo assim é nesta reação catabólica, que possui dez etapas, sendo três delas irreversíveis, sendo os pontos de regulação da via glicolítica, catalisados pelas seguintes enzimas: hexocinase(1), fosfofrutocinase(3) e piruvato cinase(10), que a molécula de glicose é convertida no citosol da célula em duas moléculas de piruvato. Por fim, o saldo final é de dois NADHs e 2ATPs.
O passo seguinte, ocorre na mitocôndria, e é constituído por três enzimas, cinco coenzimas e vitaminas B, referindo se assim, ao complexo piruvato desidrogenase, o qual o piruvato será convertido em acetil CoA, para entrar no Ciclo do ácido cítrico. Este processo é irreversível, sendo um ponto de regulação antes do ciclo, produzindo duas moléculas de NADH. 
No Ciclo de Krebs, o qual acontece na mitocôndria, o Acetil CoA se liga ao oxaloacetato para formar a molécula de citrato, e dar início ao ciclo, que tem oito reações e três pontos de regulação (citrato sintase(1), isocitrato desidrogenase(3), complexo alfa cetoglutarato desidrogenase(4). O ciclo é anfibólico, podendo fazer catabolismo ou anabolismo, dependendo da necessidade metabólica. E seu saldo final conte com seis moléculas de NADH, dois ATPs, e dois FADH2, os prótons que foram pegos por NAD e FAD serão levados à cadeia transportadora de elétrons, onde irão produzir um total de 32 ATPs.
Na cadeia transportadora de elétrons, NAD irá depositar seus elétrons no complexo I, o qual irá bombear quatro prótons para o espaço intermembrana, seguindo para o terceiro complexo o qual irá bombear também quatro prótons, entretanto no complexo quatro, serão bombeados dois e o receptor final de prótons da cadeia transportadora é o O2, o qual irá se transformar em uma molécula de H2O. Sendo assim, cada NAD produz 2,5ATPs. Enquanto FAD, deposita seus elétrons diretamente no complexo II, o qual não bombeia nenhum próton para o espaço intermembrana, já no complexo III são bombeados, e igualmente a NAD bombeia dois no quarto e último complexo, dado o exposto, é por esta razão que cada FAD produz apenas 1,5 APTs.
Esses prótons no espaço intermembrana, formam um gradiente de prótons o qual é atraído de volta a membrana, sendo assim, eles passam pela ATP sintase, a qual é girada, e com a sua força próton motriz, adiciona um fosfato a uma molécula de ADP sendo assim, forma ATPs, por meio da fosforilação oxidativa.
Esse processo ocorre de forma contínua no organismo, de modo a suprir as necessidades do corpo, caso haja uma alta de ADP, NADH e FADH2, o processo é estimulado e ocorre o exposto acima. Entretanto em condições antagônicas, o processo sofrerá algumas alterações.
Em caso de alta de ATP, NAD e FADH, as reações serão inibidas, primeiramente a glicólise iria parar de produzir piruvatos, tendo um acúmulo de fosfofrutocinase 1, a piruvato desidrogenase pararia, o ciclo de Krebs teria acumulo de citrato, e também seria inibido, por fim a cadeia transportadora de elétrons não bombearia prótons para o espaço intermembranas, e a ATP sintase pararia de girar, parando assim a produção de ATP, para que não haja desperdício de energia.
Porém, caso falte O2 na cadeia transportadora de elétrons, não há receptor final de prótons, portanto este causa uma reação em cascata em todo o ciclo, inibindo o complexo III, o dois e um simultaneamente, o ciclo de Krebs, a piruvato desidrogenase e por fim a via glicolítica, caso permaneça sem oxigênio. O indivíduo, continua a produção de piruvatos, entretanto ao invés deste produto ir para a o ciclo de Krebs, ele irá seguir caminhos alternativos, como a fermentação alcoólica ou lática, sendo que a alcoólica irá acontecer em bactérias e leveduras, produzindo etanol, e esta possui duas reações, enquanto a lática tem como produto final o lactato e possui apenas uma reação, sendo que esta pode ocorrer em animais. Caso o indivíduo volte a sua respiração de forma correta ele irá reestabelecer os ciclos, contudo se a falta de oxigênio perdurar o indivíduo vem a óbito.