Quais as principais vias de utilização da glicose nas células em condições aeróbias e anaeróbias?

À medida que aumenta a intensidade do esforço, aumenta a liberação de insulina que se liga ao seu receptor na membrana das células fazendo com que aumente a translocação do GLUT4 (glucose transporter). Através do GLUT4, a glicose é transportada para o interior da célula iniciando uma série de reações que dependem, principalmente, da atividade da enzima fosfofrutoquinase (PFK). O produto destas reações é o ácido pirúvico, que é absorvido pelas mitocôndrias. Quando a capacidade mitocondrial de absorção é saturada o excedente é transformado em ácido lático. O ácido lático é um co-produto da glicólise anaeróbia, e quando se acumula em altos níveis nos músculos e no sangue, produz fadiga muscular. O sistema ácido lático proporciona uma fonte rápida de energia, a glicose. Ele é a primeira fonte para sustentar exercícios de alta intensidade.

A Glicose, ao ser levada para dentro da célula, uma enzima (ecsokinase) age sobre e forma glicose-6-fosfato, há fosforilação consumindo 2 ATP e forma insulina-6-fosfato, a enzima fosfofrutokinase age sobre e forma fruto-1,6-difosfato, e novamente fosforila e forma dois difosforo glicerato em que NADH’s se acoplam em cada um e formam 2ATP cada até resultar em 2 piruvatos e 4 ATP’s. E o piruvato tem dois caminhos: ou é transportado por MCT para a mitocôndria e participar do Ciclo de Krebs, ou se acumula no citoplasma porque no momento tiveram poucos MCT’s ativos para captá-lo e levá-lo a mitocôndria para produzir ATP e permitir que a enzima LDH o converta para lactato, que o coração consome bastante.

Ou seja, mais intenso exercício, mais MCT (Mono Carbono Transporter), mais fluxo de glicose, formação de piruvato para o ciclo de krebs, mais explosão no exercício. Menos intenso o exercício, menos produção de piruvato que irá a mitocôndria. O lactato em excesso nos músculos causa forte acidez que desconforta e causa dor após o exercício.

Glicólise Aeróbia

A primeira série de reações que participam da desintegração aeróbia do glicogênio para CO2 e H2O é a glicólise. Existe apenas uma diferença entre glicólise anaeróbica e glicólise aeróbia. Esta ocorre quando existe um fornecimento suficiente de oxigênio: o acido lático não se acumula. A presença do O2 inibe o acumulo de acido lático, porem, não inibe a ressíntese se ATP. Isto é conseguido desviando a maior parte do precursor do acido lático, no caso o acido pirúvico, para o sistema aeróbio, após a ressíntese de ATP. Durante o processo da glicólise aeróbia, 1mol de glicogênio é transformado em 2 moles de ácido pirúvico, liberando energia suficiente para a ressíntese de 3 moles de ATP.

O sistema aeróbio utiliza carboidratos, gorduras e proteínas como fonte de energia e produz somente o CO2 e água como produto final. Esse sistema tem capacidade ilimitada de produzir ATP, sua complexidade e necessidade por constante suprimento de O2 é o que limita a produção de ATP. A medida que cresce a intensidade do esforço, aumenta a liberação de insulina que se liga ao seu receptor na membrana das células fazendo com que aumente a translocação do GLUT4 (transportador de glucose). Através do GLUT4, a glicose é transportada para o interior da célula iniciando uma série de reações que dependem, principalmente da atividade da enzima fosfofrutoquinase (PFK). A molécula de glicose sofre inúmeras reações até se transformar em ácido pirúvico, gerando 2 ATPs e 2 NADH. O ácido pirúvico é transportado para o interior da mitocôndria sendo transformado em acetil co-enzima A (AcCoA) e formando um NADH. O AcCoA reage com ácido oxalacético formando ácido cítrico, que através da enzima citrato sintase dá início ao Ciclo de Krebs. No Ciclo de Krebs são formados 1 ATP, 3 NADH e 1 FADH2. Para cada molécula de glicose são formados dois ácidos pirúvicos, logo tudo que foi formado a partir da entrada do ácido pirúvico na mitocôndria deve ser contado em dobro.

Quando o piruvato, em vez de ser afetado pela enzima LDH e tornar-se lactato, é captado por MCT(mono carbono transporter) e transferido para a mitocôndria, onde combina-se com a coenzima e torna-se Acetil Coenzima A. Essa molécula, estando no Ciclo de Krebs, tem sua porção acetil ligando-se a oxalato e forma citrato. Ao longo desse fracionamento, NADH e FADH2, se acoplam nas estruturas citocrômicas (onde ATP e hidrogênio é liberado também) e depois de captados por eletron shutton para a mitocôndria, intervêm em substratos da glicose como cis-aconitato, isocitrato, oxalossuccinato, alfacetoglucanato, succinato, fumanato, malato e oxalacetato.

Os resultados são a liberação de ATP em certas etapas do ciclo e de hidrogênios que, para não se acumularem no sistema devido a acidez, são transferidos para as cadeias respiratórias, onde reagirão com oxigênio, se oxidarão e se formarão moléculas de água.

Considerando as duas moléculas de piruvato entrando no Ciclo de Krebs realiza-se a seguinte soma para constar quantas moléculas de ATP forma produzidas:

Glicólise= 2 ATP

NADH’s por piruvato (4) x Piruvatos (2) x ATP liberados (3) = 24 ATP

FADH’s por piruvato (1) x Piruvatos (2) x ATP liberados (2) = 4 ATP

Lançamentos de NADH’s do citoplasma para a mitocôndria por eletron shutton = 6 ATP

Substrato = 2 ATP

Então, 2 ATP + 24 ATP + 4 ATP + 6 ATP + 2 ATP = 38 ATP produzidos na Mitocôndria a cada duas moléculas de glicose que passa por todos os estágios de fracionamento.

A glicose é um carboidrato (açúcar) do tipo monossacarídeo. Ele é um dos mais importantes carboidratos, sendo usado como fonte de energia primária pela maior parte dos organismos, de bactérias ao ser humano, além de fazer parte de importantes vias metabólicas.

A regulação da glicose no corpo é feito pelo pâncreas, através da ação conjunta dos hormônios insulina e glucagon. A insulina é produzida pelas chamadas células-beta do pâncreas e é responsável pela diminuição dos níveis de glicose no sangue.

Pelo Lehninger, encontra-se as três principais vias de utilização da glicose: 

a) armazenagem, através da síntese de glicogênio, amido e sacarose; 
b) oxidação pela via das pentoses fosfato, através da ribose-5-fosfato; 
c) oxidação pela via glicolítica, através do piruvato