Via Glicolítica ou Glicólise, fermentação e regulação

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Via Glicolítica ou Glicólise 
Aspectos gerais 
A principal rota de geração de 
energia, é a via metabólica central. Pode-
se dizer que ela é uma via central quase 
universal do catabolismo (quebra) da 
glicose, a via com o maior fluxo de carbono 
na maioria das células. A glicólise foi a 
primeira via metabólica a ser elucidada, 
Otto Meyerhof e Gustav Embden elucidaram 
a via completa no músculo na década de 
30. 
As células humanas, os fungos, as 
plantas e as bactérias, utilizam a glicose 
como fonte primária para a obtenção de 
energia. 
Ao nos alimentarmos, a glicose chega 
no sangue e vai até as células onde é 
metabolizada pela via glicolítica que 
ocorre no citosol das células, nesse 
processo, uma molécula de glicose é 
degradada em uma série de reações 
catalisadas por enzimas, gerando duas 
moléculas do composto de três átomos de 
carbono, o piruvato. Durante as reações 
sequenciais da glicólise, parte da energia 
livre da glicose é conservada na forma 
de ATP e NADH. O saldo final do processo 
de glicólise é de duas moléculas de ATP. 
Para o metabolismo celular, existem duas 
etapas: 
▪ Via anaeróbia: sem oxigênio, 
acontece no citosol, a exemplo da glicólise. 
▪ Via aeróbia: com oxigênio, acontece 
nas mitocôndrias. 
Entrada da glicose no citosol da célula 
 A glicose entra na célula por meio 
do GLUT2 (mecanismo reversível) e é 
metabolizada no citosol da célula até se 
tornar dois piruvatos, os piruvatos seguem 
para a mitocôndria onde acontece o Ciclo 
de Krebs e a cadeia transportadora. 
Na via glicolítica, a quebra da 
glicose, formada por seis átomos de 
carbono, em duas moléculas de piruvato, 
cada uma com três carbonos ocorre em 
10 reações, sendo as primeiras 5 
constituintes da fase preparatória e as 
demais da fase de pagamento. 
Etapa 1: investimento 
 
1ª reação: 
A glicose que acabou de entrar no 
citosol da célula é fosforilada pela enzima 
hexocinase que retira um grupo fosfato da 
 
molécula de ATP (pois é uma reação 
energeticamente desfavorável) e insere na 
glicose. Perante a transferência do grupo 
fosfato para a molécula de glicose, o ATP 
transforma-se em ADP e a glicose em 
glicose 6-fosfato. 
REAÇÃO IRREVERSÍVEL 
A transferência do fosfato, torna a 
molécula de glicose uma molécula com 
carga que não consegue se aproximar da 
face interna da membrana que é negativa 
e faz com que a molécula deixe de ser 
reconhecida pelo seu transportador, o 
GLUT2, impedindo que a mesma saia da 
célula. 
As reações que usam ATP 
(fosforizam) dependem do magnésio 
(Mg2+), um metal utilizado pelas enzimas 
para a geração de energia, já que o 
verdadeiro substrato da enzima não é o 
ATP, mas sim o complexo MgATP. O magnésio 
protege as cargas negativas do grupo 
fosforil do ATP, tornando o átomo de fósforo 
terminal um alvo mais fácil para o ataque 
nuceofílico por um grupo OH da glicose. 
As cinases são enzimas que catalisam 
a transferência do grupo fosforil terminal do 
ATP a um aceptor nucleofílico, sendo elas 
uma subclasse das transferases. 
 
2ª reação: 
 A glicose 6-fosfato se transforma em 
frutose 6-fosfato (mudança na 
conformação da molécula – produção de 
isômero), essa transformação acontece pela 
enzima fosfoglicose isomerase. 
 A transformação de glicose em frutose 
serve para facilitar a quebra da molécula 
de modo que vá três carbonos para cada 
lado. 
3ª reação: 
 A frutose 6-fosfato será 
transformada através da enzima 
fosfofrutocinase (PFK) que retira um fosfato 
do ATP (tornando-o ADP) e insere na 
molécula de frutose 6-fosfato, tornando-a 
uma molécula equilibrada com dois fosfato 
que passa a ser chamada de frutose 1,6-
bisfosfato. 
REAÇÃO IRREVERSÍVEL 
4º e 5º reação: 
 A frutose 1,6-bisfosfato é dividida 
pela enzima aldolase em duas moléculas, 
cada qual com um grupo fosfato. A molécula 
gerada do carbono 1 ao 3 é chamada de 
diidroxiacetona-fosfato (DHAP) e a molécula 
gerada do carbono 4 ao 6 é denominada 
de gliceraldeído-3-fosfato (GAP). As duas 
moléculas originadas até então podem ser 
 
transformadas uma na outra através da 
enzima triose-fosfato-isomerase. Somente a 
molécula de gliceraldeído-3-fosfato 
pode dar continuidade ao ciclo, assim, a 
molécula de diidroxiacetona-fosfato 
transforma-se em gliceraldeído 3-fosfato e 
as reações subsequentes da 2ª etapa 
ocorrem em duplicata. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumo da etapa 1: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Na etapa 1 há um investimento de duas 
moléculas de ATP. 
Etapa 2: rendimento 
Todas as demais reações ocorrem em 
duplicada. 
6º reação: 
 Ocorre uma reação de óxido-
redução (componente que perde 
hidrogênio é oxidado e componente que 
ganha hidrogênio é reduzido). A enzima 
gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase 
retira um hidrogênio de cada molécula de 
gliceraldeído 3-fosfato (oxida) e insere-
os nas moléculas de NAD+ (reduz). A 
molécula de gliceraldeído 3-fosfato passa a 
ser 1-3 bisfosfoglicerato (oxidada) e o 
NAD+ torna-se NADH (reduzido). 
 A molécula de NADH é a vitamina B3. 
A molécula de 1,3- bisfosfoglicerato está 
com muito fosfato, assim está instável, por 
isso, irá perder um fosfato na reação 
seguinte. 
7ª reação: 
 As moléculas de 1,3- 
bisfosfoglicerato transferem os seus 
fosfatos do carbono 1 para as molécula 
de ADP, através de uma reação de 
transferência de fosfato mediada pela 
enzima fosfoglicerato cinase. Dessa forma, as 
moléculas de 1-3 bisfosfoglicerato 
transformam-se em moléculas de 3- 
fosfoglicerato e as moléculas de ADP 
transformam-se em ATP. Essa é a primeira 
reação em que ocorre ganho energético. 
 
 
REAÇÃO REVERSÌVEL 
8ª reação: 
 As moléculas de 3-fosfoglicerato 
sofrem transformação através da 
mudança de local do grupo fosfato, 
realizada por a enzima fosfoglicerato 
mutase (catalisam a transferência de 
grupamentos funcionais dentro de uma 
mesma molécula). O grupo fosfato saí do 
carbono 3 para o carbono 2 e assim se 
aproxima da parte negativa da molécula 
que se transforma em 2-fosfoglicerato. 
9ª reação: 
 A enzima enolase retira uma 
molécula de água (desidratação) de 
cada molécula de 2-fosfoglicerato, 
transformando a molécula em 
fosfoenolpiruvato (PEP) que apresenta uma 
dupla ligação, por isso, é ainda mais 
instável. 
10ª reação: 
 
 As moléculas de fosfoenolpiruvato 
transferem através da enzima piruvato 
cinase o grupo fosfato para as moléculas 
de ADP, com isso, as moléculas de 
fosfoenolpiruvato tornam-se moléculas de 
piruvato e as moléculas de ADP tornam-se 
ATP. O segundo ATP é ganho. 
REAÇÃO IRREVERSÍVEL 
Resumo da etapa 2: 
A etapa 2 ocorre em duplicata, assim, 
produz-se 4 moléculas de ATP. Como na 1ª 
etapa houve gasto de 2 ATP, o ganho final 
da glicólise é de 2 ATP, 2 piruvatos e 2 
NADH. 
Destino dos piruvatos 
No citosol das células a glicose é 
transformada em piruvato, com isso há 
 
ganho energético e o piruvato pode 
seguir dois rumos: fermentar ou seguir 
para a mitocôndria e realizar a 
respiração celular. 
 
 A fermentação é uma via 
anaeróbica (sem participação de 
oxigênio) pode ser alcoólica ou láctica, 
enquanto a respiração celular ocorre em 
condições aeróbicas (com participação 
de oxigênio) na mitocôndria. 
A fermentação irá acontecer em 
situações de hipoxia (pouco oxigênio) 
que pode acontecer no músculo esquelético 
muito ativo, nos tecidos vegetais submersos, 
nos tumores sólidos ou nas bactérias 
lácticas. 
Fermentação 
 O processo de fermentação pode ser 
láctica ou alcoólica, no entanto, o corpo 
humano não é capaz de produzir etanol, 
é capaz somente de produzir lactato, 
semelhante a bactérias lácticas. 
Fermentação láctica: 
Na fermentação láctica por meio da 
enzima lactato desidrogenase o piruvato é 
convertido em lactato (reduzido) e o NADH 
se transformando em NAD+ (oxidado), assim, 
ocorre uma reação deóxido-redução, em 
que não há gasto e nem ganho de ATP. 
A função da redução do piruvato 
a lactato é a manutenção da via 
glicolítica (pois ocorre a regeneração do 
NAD+) para que haja ganho energético 
através da glicólise. 
 O lactato é uma estrutura ácida e 
por consequência, a transformação da 
glicose até lactato desencadeia uma 
diminuição do pH intramuscular. 
Regeneração do NAD+: 
 Para a via glicolítica ser realizada é 
necessário que haja NAD+ que participa da 
6ª reação entrando como substrato e 
gerando NADH. Então, para que haja um 
restabelecimento dos níveis de NAD+ é 
necessário que haja a fermentação 
láctica que ao produzir lactato, oxida o 
 
NADH retirando o hidrogênio e assim 
possibilitando que a 6ª reação da 
glicólise seja realizada. Por isso, a 
fermentação mantém o funcionamento da 
via glicolítica. 
 
 
 
No músculo, durante exercícios de 
alta intensidade, a energia é gerada 
através da via glicolítica, com muito NADH, 
produção de H+ e fosfato inorgânico, assim, 
o caminho é produzir lactato, fazendo com 
que haja NAD+ e, dessa forma, possibilitando 
que a via glicolítica ocorra. No entanto, a 
grande quantidade de lactato deixa o pH 
do músculo mais ácido: 
 
 
 
 
 
O lactato é formado no músculo 
esquelético em atividade (ou pelos 
eritrócitos), pode ser reciclado; ele é 
transportado pelo sangue até o fígado, 
onde é convertido em glicose durante a 
recuperação da atividade muscular 
exaustiva. Quando o lactato é produzido 
em grande quantidade durante a 
contração muscular vigorosa, a 
acidificação resultante da ionização do 
ácido láctico nos músculos e no sangue 
limita o período da atividade vigorosa. 
Um músculo que não possui a enzima 
lactato desidrogenase, também não 
consegue manter uma atividade física 
vigorosa, porque não é possível recuperar 
o NAD+ que dá fluxo a via glicolítica durante 
a 6ª reação. 
A grande quantidade de lactato pode 
desencadear uma rápida acidose lática 
que é corrigida rapidamente, logo após o 
aumento da entrada de oxigênio, o que 
possibilita o ganho energético por via 
aeróbica. 
 
Bactérias produtoras de ácido láctico: 
As bactérias produtoras de ácido 
láctico são normalmente utilizadas para a 
fabricação de bebidas lácteas, 
fermentadas e com probióticos. Essas 
bactérias transformam o carboidrato do 
leite e converte em lactato que pode 
acidificar o meio, 
precipitando/desnaturando as proteínas, 
assim, o leite que era líquido, vai ficando 
mais consistente porque a proteína vai 
“coalhando”. 
Fermentação alcoólica: 
Alguns microrganismos e leveduras 
realizam uma fermentação etanoica. 
 
Nessa reação, a molécula de piruvato tem 
o seu CO2 retirado (descarboxilação) pela 
ação da enzima piruvato descarboxilase 
(reação irreversível), formando a molécula 
acetaldeído. A molécula de acetaldeído, 
se reduz pela enzima álcool desidrogenase 
e a molécula de NADH se oxida a NAD+, 
restando assim uma molécula de etanol e 
uma molécula de NAD+ que servirá para 
manter a via glicolítica. Na primeira 
reação libera-se gás (CO2). 
 
Regulação 
 A regulação de uma via metabólica 
é feita através das enzimas que podem 
trabalhar mais ou menos, a depender do 
desejado. A glicólise deve ser regulada nas 
etapas que atua as enzimas: hexocinase 
(HK), fosfofrutocinase (PFK) e piruvato 
cinase (PK) que atuam no início, meio e fim 
da via, sendo enzimas que realizam reações 
irreversíveis. 
Regulação alostérica: 
 Determinada molécula no interior 
das células se liga a uma enzima, essa por 
sua vez, pode ser estimulada ou ter sua 
atividade reduzida de acordo com o 
ambiente. 
 Uma célula repleta de energia reduz 
a atividade das enzimas, porque já há 
grande quantidade de ATP, assim, as 
moléculas de ATP se ligam a enzima 
fosfofrutocinase para inibir a sua 
atividade e o AMP (resultado da quebra 
do ATP - é uma molécula de baixa energia) 
se liga a enzima fosfofrutocinase para 
acelerar a sua atividade, para que haja 
mais energia nas células. Se tiver mais ATP, 
as enzimas trabalham menos, já se houver 
mais AMP as enzimas trabalham mais. 
 Se a via glicolítica não estiver 
funcionando, devido a uma grande 
quantidade de energia já existente na 
célula, para que não haja acúmulo de 
glicose, a enzima hexocinase tem a sua 
atividade inibida por a molécula de 
glicose 6-fosfato, dessa forma, a glicose 
não é fosforizada e sai da célula para ser 
utilizada em outro local. 
 
 
 No caso da enzima ATP cinase, a 
sua atividade pode ser inibida pelo ATP 
(caso haja muita energia na célula) e a 
molécula de frutose 1,6-bisfosfato pode 
ativar (caso haja pouca energia na célula). 
 Em uma situação de repouso, há 
uma inibição da via glicolítica, pois há 
uma grande quantidade de energia nas 
células, já em uma situação de atividade, 
as enzimas sofrem ativação, porque há um 
grande gasto de energia, haverá mais 
AMP que irá estimular a ação das enzimas 
para que haja maior produção de 
energia. 
Sistemas geradores de ATP: 
 Considerando os sistemas geradores 
de energia, o ATP que já está formado 
fornece energia rapidamente, mas essa 
energia é logo gastada, a via glicolítica, 
por sua vez, consegue gerar grande 
quantidade de energia que se mantem e, 
por fim, a mitocôndria é responsável por uma 
produção de energia mais lenta, mas que 
ocorre em grande quantidade.