Por Kevin Beck – Atualizado em 24 de março de 2022



A glicose, um açúcar de seis carbonos, é o combustível universal que alimenta todas as células vivas. Quer comece como um bife, uma presa animal ou material vegetal, o metabolismo celular acaba por transformar a glicose na moeda energética da vida:trifosfato de adenosina (ATP).

O que é glicose?

A glicose é um monossacarídeo hexose (C₆ H₁₂ O₆ , 180g/mol). Ele contém uma única unidade de açúcar e seus átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio estão em uma proporção de 1:2:1 – um padrão compartilhado por todos os carboidratos (CnH_2n Ligado). Outros monossacarídeos incluem a frutose, enquanto dissacarídeos como sacarose, lactose e maltose combinam dois monossacarídeos.

O que é ATP?

O ATP é um nucleotídeo composto por adenosina (adenina + ribose) ligada a três grupos fosfato. É produzido pela fosforilação do difosfato de adenosina (ADP). Quando a ligação fosfato terminal do ATP é hidrolisada, o ADP e o fosfato inorgânico (Pi) são liberados. Esta ligação de alta energia torna o ATP o principal transportador de energia para quase todos os processos celulares.

Respiração Celular

A respiração celular é a série de vias que converte glicose em ATP, dióxido de carbono e água na presença de oxigênio. A estequiometria geral é:

C₆ H₁₂ O₆ +6O₂ → 6CO₂ + 6H₂ Ó

Três etapas sequenciais sustentam este processo:

• Glicólise – a quebra citoplasmática da glicose em duas moléculas de piruvato, produzindo uma rede de dois ATP e dois NADH.
• O Ciclo de Krebs (TCA) – uma alça de matriz mitocondrial que oxida acetil-CoA em CO₂ , gerando um ATP, três NADH e um FADH₂ por turno.
• Cadeia de Transporte de Elétrons (ETC) – localizado na membrana mitocondrial interna, utiliza elétrons de NADH e FADH₂ para gerar a maior parte do ATP por meio da fosforilação oxidativa.

A glicólise é obrigatória para todas as células; o ciclo de Krebs e a ETC requerem oxigênio e, portanto, fazem parte da respiração aeróbica.

Glicólise Precoce

A glicose é primeiro fosforilada em glicose-6-fosfato (G6P), comprometendo-a com o metabolismo. Rearranjos subsequentes e uma segunda fosforilação produzem frutose-1,6-bifosfato. Essas etapas iniciais consomem duas moléculas de ATP, que são posteriormente recuperadas.

Glicólise posterior

A frutose-1,6-bifosfato divide-se em duas unidades de três carbonos, formando finalmente duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato (G3P). Cada G3P sofre oxidação para produzir NADH e é então convertido em piruvato, gerando dois ATP por G3P. Como dois G3P surgem de cada glicose, a fase posterior produz quatro ATP e dois NADH, proporcionando um ganho líquido de dois ATP e dois NADH para toda a via glicolítica.

O Ciclo de Krebs

O piruvato entra na mitocôndria e é convertido em acetil-CoA, liberando um CO₂ e gerando um NADH. Duas moléculas de acetil-CoA por glicose alimentam o ciclo de Krebs de oito etapas, que produz um ATP, três NADH e um FADH₂ por turno. Assim, por glicose, o ciclo contribui com dois ATP, seis NADH e dois FADH₂ .

A cadeia de transporte de elétrons

Os transportadores de elétrons produzidos nos estágios anteriores transportam elétrons para o ETC, estabelecendo um gradiente de prótons através da membrana mitocondrial interna. A fosforilação oxidativa usa esse gradiente para fosforilar o ADP, produzindo ATP. Cada NADH produz cerca de três ATP e cada FADH₂ rende cerca de dois ATP. Com dez NADH e dois FADH₂ por glicose, o ETC gera 34 ATP, que, quando combinado com os 4 ATP produzidos anteriormente, totaliza até 38 ATP por molécula de glicose nas células eucarióticas.

A compreensão dessas vias destaca como cada célula viva aproveita a glicose para potencializar as inúmeras funções da vida.