As mitocôndrias são frequentemente chamadas de “centrais de força” da célula porque são responsáveis ​​por gerar a maior parte da energia química que a célula necessita para funcionar. Essa energia é produzida na forma de trifosfato de adenosina (ATP), uma pequena molécula que atua como moeda energética universal para as células.

O processo de geração de ATP nas mitocôndrias é denominado respiração celular, que envolve a quebra de glicose, ácidos graxos e outras moléculas orgânicas na presença de oxigênio. Aqui está uma visão geral das principais etapas da respiração celular que ocorrem dentro das mitocôndrias:

1. Glicólise: Este processo ocorre no citoplasma fora das mitocôndrias. A glicose, um açúcar de seis carbonos, é dividida em duas moléculas de piruvato, uma molécula de três carbonos. Esta etapa gera uma pequena quantidade de ATP e NADH, uma molécula transportadora de elétrons.

2. Descarboxilação de Piruvato: Moléculas de piruvato da glicólise entram nas mitocôndrias. Eles são convertidos em acetil coenzima A (acetil-CoA), que entra no ciclo do ácido cítrico.

3. Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs): Esta série de reações químicas ocorre na matriz mitocondrial. O acetil-CoA combina-se com o oxaloacetato para formar citrato, que sofre uma série de reações enzimáticas para liberar dióxido de carbono e gerar mais NADH e FADH2, moléculas transportadoras de elétrons.

4. Cadeia de transporte de elétrons: As moléculas NADH e FADH2 produzidas na glicólise e no ciclo do ácido cítrico doam seus elétrons de alta energia para a cadeia de transporte de elétrons. Esta cadeia está localizada na membrana mitocondrial interna e consiste em uma série de complexos proteicos.

À medida que os elétrons se movem através da cadeia, sua energia é usada para bombear íons de hidrogênio (H+) da matriz mitocondrial para o espaço intermembrana. Isso cria um gradiente eletroquímico através da membrana.

5. Síntese de ATP: O gradiente eletroquímico gerado pela cadeia de transporte de elétrons impulsiona a etapa final da respiração celular, a síntese de ATP. À medida que os íons de hidrogênio fluem de volta para a matriz mitocondrial através de um complexo proteico chamado ATP sintase, a energia liberada é usada para sintetizar ATP a partir de ADP (adenosina difosfato).

Este processo de quimiosmose gera uma quantidade significativa de ATP, que pode então ser utilizado pela célula para diversas atividades que requerem energia, como movimento celular, síntese de moléculas, transporte ativo de íons e muitas outras funções celulares.

No geral, as mitocôndrias desempenham um papel crucial no metabolismo energético das células animais, convertendo moléculas orgânicas em ATP através do processo de respiração celular. Sem mitocôndrias funcionais, as células não seriam capazes de produzir energia suficiente para realizar as suas funções essenciais, levando à morte celular e, em última análise, afetando a sobrevivência do organismo.