Respiração, uma reação química que libera energia, é essencial para todas as formas de vida. A respiração aeróbica ocorre em três estágios: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia de transporte de elétrons. Para entender o ciclo de Krebs, é importante entender o processo de respiração como um todo e a diferença entre a respiração aeróbica e anaeróbica.
O Processo de Respiração
As plantas respiram constantemente, produzindo aminoácidos a partir de açúcares e outros nutrientes para formar as proteínas que precisam para se manterem vivos. Seres humanos, animais e pássaros precisam de energia para se movimentar e manter uma temperatura corporal estável quando seu ambiente é mais frio do que eles. Respiração envolve uma série de reações alimentadas principalmente pela glicose (gorduras e proteínas também são usadas), que é oxidada para criar dióxido de carbono e depois sintetizada para dar energia às células na forma de trifosfato de adenosina (ATP). Não confunda respiração com respiração: a respiração libera energia, enquanto a respiração deixa o ar entrar e sair de seus pulmões.
Respiração aeróbica vs. anaeróbica
Respiração aeróbica usa glicose e oxigênio para produzir dióxido de carbono e a água como lixo. Respiração aeróbica acontece continuamente nas células de plantas e animais, com as reações ocorrendo dentro de objetos minúsculos dentro de uma célula, conhecida coletivamente como mitocôndria. É aqui que a glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de elétrons ocorrem.
A respiração aeróbica libera 19 vezes mais energia do que outro tipo de respiração, a respiração anaeróbica, a partir da mesma quantidade de glicose. Enquanto a respiração aeróbica acontece o tempo todo, a respiração anaeróbica ocorre durante movimentos de curta duração, de alta intensidade, como levantamento de peso pesado, corrida e salto. A respiração anaeróbica não requer oxigênio porque muito menos energia é liberada e a glicose não é completamente quebrada.
O Ciclo de Krebs
O primeiro estágio da respiração aeróbica, a glicólise, depende de enzimas para decompor glicose, liberando energia e piruvato. Isto é seguido pelo ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico. O ciclo de Krebs toma as moléculas de piruvato criadas durante a glicólise para produzir moléculas de alta energia de NADH, dinucleotídeo de flavina adenina (FADH2) e algum ATP.
Quando as moléculas de piruvato são formadas antes do ciclo de Krebs, elas são convertido a partir de moléculas de três carbonos para uma substância chamada acetil-coenzima A, ou acetil-CoA. No início do ciclo de Krebs, acetil-CoA combina com um ácido de quatro carbonos chamado ácido oxaloacético para produzir um ácido de seis carbonos chamado ácido cítrico. O ácido cítrico produz uma série de conversões, envolvendo até 10 reações químicas desencadeadas por enzimas. Em uma das reações, elétrons de alta energia são descarregados em nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD). Quando a molécula de NAD atinge um íon de hidrogênio, ela se reduz a NADH.
Em outra reação, o flavinadeninucleotídeo (FAD) age como o aceptor de elétrons e pega dois íons de hidrogênio para se tornar FADH2. O NADH e o FADH2 são compostos importantes para o estágio final da respiração aeróbica, a cadeia de transporte de elétrons (também conhecida como sistema do citocromo), onde eles fornecem seus elétrons às proteínas e liberam energia. No final do ciclo de Krebs, o ácido oxaloacético é produzido, o que é exatamente o mesmo que o ácido oxaloacético que inicia o ciclo, e o processo recomeça.
Quando a respiração anaeróbica ocorre, não há oxigênio para atuar como o aceitador de hidrogênio final. Isso significa que nem o ciclo de Krebs nem a cadeia subsequente de transporte de elétrons ocorrem.
