Glicólise

A glicólise é um processo que degrada a glicose em duas moléculas menores, sendo essencial para a produção de energia dos organismos. Ela é dividida em duas fases, uma de investimento energético e a outra de compensação energética. Ao final das duas etapas, o saldo é de duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH. Tudo isso é realizado no citosol das células.

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O que é glicólise?

A glicólise é o processo de oxidação da glicose (carboidrato), principal fonte energética dos seres vivos, que utilizam essa molécula para o funcionamento adequado do metabolismo.

Esse processo divide uma molécula de glicose, que é constituída por seis átomos de carbono, em duas moléculas de piruvato, com três carbonos cada. Isso ocorre em duas etapas, no citosol dos organismos procarióticos e eucarióticos: a primeira etapa ocorre com gasto de energia e é denominada de investimento energético; já a segunda, denominada de compensação energética, repõe o que foi consumido e ainda produz mais duas moléculas de ATP.

A importância da glicólise

A glicose é produzida pelos organismos autótrofos e transferida aos heterótrofos por meio das cadeias alimentares. No entanto, para que essa energia seja aproveitada pelos organismos, essa molécula precisa ser degradada por meio da glicólise, que é a via metabólica comum a todos os seres vivos, em que ocorre a decomposição parcial dessas moléculas na presença ou ausência de oxigênio. Ao passo que a molécula de glicose é degradada, a energia liberada é armazenada nas ligações fosfoanídricas de ATP.

Nos organismos que fazem respiração celular, após a glicólise, ocorrem novas etapas até a degradação total da glicose e há um maior aproveitamento energético, com a produção de 32 moléculas de ATP.

Nos organismos que realizam processos anaeróbicos, como a fermentação, a glicólise é  o único processo de degradação da glicose, tendo um aproveitamento energético menor, de apenas dois ATP. Além da produção de ATP, a glicólise é também responsável pela produção de precursores de compostos como ácidos graxos no fígado.

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Etapas da glicólise

A glicólise é um processo que ocorre por meio de uma série de 10 reações divididas em duas etapas, que serão descritas a seguir:

→ 1ª etapa

Essa etapa, conhecida também por fase preparatória ou fase de investimento, consiste em cinco reações:

1. Ocorre a fosforilação da molécula de glicose, em que ela recebe fosfato proveniente da molécula de ATP, formando glicose 6-fosfato;

2. A molécula glicose 6-fosfato sofre um rearranjo e forma frutose 6-fosfato;

3. Outra molécula de ATP fornece fosfato à molécula de frutose 6-fosfato, dando origem à frutose 1, 6 -difosfato;

4. A molécula de frutose 1, 6- difosfato sofre um rearranjo, com a abertura de seu anel benzeno, originando duas moléculas com três carbonos cada uma: gliceraldeído 3-fosfato e di-hidroaxetona fosfato;

5. A molécula de di-hidroaxetona sofre um rearranjo dando origem a outra molécula de  gliceraldeído 3-fosfato.

Pode-se observar que ao final dessa primeira fase, houve apenas gasto de energia, com  a conversão de duas moléculas de ATP em ADP.

→ 2ª etapa

Essa etapa, também conhecida como fase de lucro ou compensação energética, ocorre o ganho energético e também é constituída por cinco etapas, descritas a seguir:

6. Duas moléculas de NAD+ (dinucleotídio nicotinamida e adenina) são reduzidas em duas moléculas de NADH com os elétrons provenientes da oxidação de  gliceraldeído 3-fosfato em 1,3 -difosfoglicerato;

7. Cada molécula de 1,3 – difosfoglicerato cede um fosfato a uma molécula de ADP originando, assim, duas molécula de ATP e duas molécula de 3 – fosfoglicerato;

8. Ocorre um rearranjo das moléculas de 3 – fosfoglicerato, formando 2 – fosfoglicerato;

9. As moléculas de 2 – fosfoglicerato perdem uma molécula de H₂O, originando o fosfoenolpiruvato;

10. As moléculas de fosfoenolpiruvato fornecem um fosfato a uma molécula de ADP, originando duas moléculas de ATP e duas de piruvato.

O saldo energético da segunda fase da glicólise são duas moléculas de NADH e quatro moléculas de ATP.  Assim, o saldo final da glicólise, será de duas moléculas de piruvato, duas moléculas de NADH e duas moléculas de ATP, produzidas a partir de uma molécula de glicose.

Fermentação e respiração celular

Após as etapas da glicólise, dependendo da presença ou ausência de oxigênio, o processo de produção de energia segue mediante realização de processos, como a fermentação e a respiração celular.

Na fermentação, um processo anaeróbio (ocorre sem a presença de oxigênio), o piruvato permanece no citosol, recebe os elétrons do NADH, reciclando o NAD⁺, que pode ser utilizado novamente na glicólise, e dando origem a um novo produto, dependendo do tipo de organismo que realiza esse processo (lactato ou etanol e dióxido de carbono).

O saldo energético final da fermentação é de 2 ATP. Já na respiração celular, um processo aeróbio (ocorre na presença de oxigênio), o piruvato entra nas mitocôndrias dando sequência a uma série de reações e apresentará um saldo energético final de 32 moléculas de ATP.

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Equação da glicólise

O processo de glicólise pode ser resumido na equação apresentada a seguir: