Por Kevin Beck, atualizado em 30 de agosto de 2022

A glicose é o combustível essencial que alimenta todas as células vivas. Quando o açúcar de seis carbonos atravessa a membrana plasmática, é imediatamente fosforilado, formando glicose-6-fosfato (G-6-P). O fosfato adicionado carrega uma carga negativa, prendendo a molécula dentro do citoplasma e preparando o terreno para a síntese de ATP.

Glicose na célula:uma visão geral rápida

Também conhecida como dextrose em contextos não biológicos e açúcar no sangue em ambientes clínicos, glicose (C₆ H₁₂ O₆ ) é um substrato metabólico chave. Em um adulto típico, a glicemia é em média de 100mg/dL, o que equivale a cerca de 4g de açúcar circulando em 4L de sangue.

Procariontes vs. Eucariontes

As células procarióticas não possuem mitocôndrias, por isso dependem quase inteiramente da glicólise para gerar energia. As células eucarióticas, por outro lado, aproveitam tanto a glicólise quanto o sistema de fosforilação oxidativa mitocondrial para produzir muito mais ATP por molécula de glicose.

A via glicolítica

A glicólise consiste em dez reações catalisadas por enzimas que dividem uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato, produzindo um rendimento líquido de dois ATP e dois NADH:

C₆ H₁₂ O₆ → 2C₃ H₄ O₃ + 2ATP + 2NADH

Abaixo está um passo a passo conciso do caminho.

Etapas iniciais

• Glicose → G‑6‑P (via hexoquinase); ATP → ADP.
• G‑6‑P → F‑6‑P (fosfoglicose isomerase).
• F‑6‑P → F‑1,6‑BPG (fosfofrutoquinase); outro ATP consumido.
• F‑1,6‑BPG é dividido em gliceraldeído‑3‑fosfato (GAP) e diidroxiacetona fosfato (DHAP) (aldolase).
• DHAP → GAP (triose fosfato isomerase).

Etapas de geração de energia

• GAP → 1,3‑bifosfoglicerato (1,3‑BPG) (gliceraldeído‑3‑fosfato desidrogenase); NAD⁺ → NADH.
• 1,3‑BPG → 3‑fosfoglicerato (3‑PG) (fosfoglicerato quinase); ATP produzido.
• 3‑PG → 2‑fosfoglicerato (2‑PG) (fosfoglicerato mutase).
• 2‑PG → fosfoenolpiruvato (PEP) (enolase).
• PEP → piruvato (piruvato quinase); rendimento final de ATP.

Além da glicólise

Uma vez formado, o piruvato segue um de dois destinos:

• Fermentação (anaeróbica) – O piruvato é reduzido a lactato, regenerando o NAD⁺ para que a glicólise possa continuar na ausência de oxigênio.
• Respiração aeróbica – O piruvato entra nas mitocôndrias, é convertido em acetil-CoA e alimenta o ciclo de Krebs. O ciclo produz NADH, FADH₂ adicionais e uma pequena quantidade de ATP.

A atividade subsequente da cadeia de transporte de elétrons utiliza os elétrons de alta energia do NADH e FADH₂ para gerar aproximadamente mais 34 moléculas de ATP por molécula de glicose, com o oxigênio atuando como o aceptor final de elétrons.

Principais conclusões

A fosforilação da glicose retém o açúcar dentro da célula, tornando-o disponível para a produção gradual de ATP. Enquanto os procariontes dependem apenas da glicólise, as células eucarióticas combinam a glicólise com a fosforilação oxidativa mitocondrial para uma extração eficiente de energia.