Introdução

Você já parou para pensar de onde vem a energia que te faz levantar da cama, correr, pensar ou até mesmo sonhar? Pois é, por trás de cada movimento seu, existe um verdadeiro espetáculo bioquímico acontecendo dentro de você: a respiração celular. E no palco principal desse show, brilha um ciclo com nome de um cientista: o Ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos.

Hoje vamos mergulhar no interior das nossas células e entender como cada molécula de glicose vira combustível puro para o nosso corpo. 

O Que é A Respiração Celular?

Ok, vamos começar por partes e entender os conceitos, para depois adentrarmos no processo em si, beleza? 

Para isso, vamos imaginar uma usina elétrica em miniatura dentro de cada célula. Essa usina aqui se chama mitocôndria, uma organela celular eucarionte responsável pela maior parte da produção de energia da célula (e você pode saber mais sobre as mitocôndrias e outras organelas no nosso artigo “Tudo Sobre Células Eucariontes: Estruturas e Funções“). É aqui que a “magia” acontece: os nutrientes advindos dos alimentos que você come, como a glicose, são transformados em uma moeda energética chamada ATP (adenosina trifosfato) e essa moeda energética é extremamente importante para a nossa célula e nosso corpo, pois é o ATP quem fornece energia para a realização dos processos celulares, como a contração muscular e a síntese de proteínas, por exemplo. A esse processo todo, nós atribuímos o nome de Respiração Celular. 

Muito bem, agora que vimos alguns conceitos importantes, podemos aprofundar melhor no processo de respiração celular, que é dividido, basicamente, em três etapas (que veremos melhor a seguir):

• Glicólise – Ocorre no citoplasma e quebra a glicose em duas moléculas de ácido pirúvico;

• Ciclo de Krebs – Acontece na matriz mitocondrial e refina os produtos da glicólise;

• Cadeia Respiratória (ou Fosforilação Oxidativa) – Onde o “grosso” do ATP é gerado com a ajuda do oxigênio;

Como Acontece a Glicólise?

Como vimos, a glicólise é o processo de quebra da glicose (um açúcar de 6 carbonos) em moléculas menores, liberando energia no caminho. Essa quebra gera duas moléculas de três carbonos, as quais chamamos de piruvatos. Nessa etapa da respiração celular:

• A gente não precisa de oxigênio (e por isso é chamada de processo anaeróbico);

• Ela ocorre no citoplasma de praticamente todas as células vivas;

• É a mesma em organismos simples (como bactérias) e complexos (como humanos);

• Gera energia na forma de ATP e moléculas ricas em elétrons (NADH).

A glicólise é tipo como uma corrida de revezamento, com dez etapas químicas coordenadas e catalisadas por enzimas específicas. Para facilitar a nossa compreensão, vamos dividir em duas fases:

FASE 1: Investimento de Energia (Fase de Preparação)

Aqui, a célula gasta energia (na forma de ATP) para preparar a glicose para ser quebrada. Se a gente for fazer uma comparação com finanças, seria como se a célula, literalmente, investisse uma pequena parte do seu “dinheirinho” (no caso, a sua moeda energética ATP) para obter um rendimento maior e lucro (mais moedas energéticas de ATP). Isso acontece em algumas etapas:

1. Fosforilação da glicose

• A glicose (6 carbonos) recebe um fosfato vindo de 1 molécula de ATP, formando glicose-6-fosfato.

• Essa fosforilação ativa a molécula e impede que ela saia da célula.

2. Isomerização

• A glicose-6-fosfato é transformada em frutose-6-fosfato, uma molécula com a mesma fórmula, mas estrutura diferente (isômero).

3. Segunda fosforilação

• Outro ATP é consumido, e a frutose-6-fosfato vira frutose-1,6-bifosfato (agora com dois grupos fosfato).

• É como se a molécula estivesse “carregada” para a quebra.

4. Quebra da frutose-1,6-bifosfato

• A molécula de 6 carbonos se divide em duas moléculas de 3 carbonos: Gliceraldeído-3-fosfato (G3P) e Dihidroxiacetona-fosfato (DHAP)

5. Conversão da DHAP em G3P

• • A DHAP é convertida em mais uma molécula de G3P.

  • Resultado: agora temos 2 moléculas de G3P prontas para seguir para a segunda fase.

• A molécula de 6 carbonos se divide em duas moléculas de 3 carbonos: Gliceraldeído-3-fosfato (G3P) e Dihidroxiacetona-fosfato (DHAP)

6. Conversão da DHAP em G3P

• A DHAP é convertida em mais uma molécula de G3P. Resultado: agora temos 2 moléculas de G3P prontas para seguir para a segunda fase.

FASE 2: Ganho de Energia (Fase da Recompensa)

Depois do investimento, agora é hora de colher os lucros: transformar os G3Ps em ácido pirúvico (ou piruvato), e no processo, gerar ATP e NADH. Temos, então:

7. Oxidação dos G3Ps

• Cada G3P é oxidado, liberando elétrons que reduzem NAD⁺ → NADH.

• Cada G3P vira 1,3-bisfosfoglicerato, que tem energia armazenada.

8. Formação de ATP

• Cada 1,3-bisfosfoglicerato doa um fosfato ao ADP, formando ATP. Resultado: 2 ATPs formados (1 por G3P).

9. Reorganização

• A molécula sofre rearranjos e vira 2-fosfoglicerato, e depois fosfoenolpiruvato (PEP), com ainda mais energia acumulada.

10. Formação do Piruvato

• Cada PEP transfere seu fosfato para o ADP → mais 2 ATPs são produzidos, e temos 2 moléculas de piruvato (ou ácido pirúvico).

É, é muita coisa mesmo. Isso tudo foi só a glicólise; agora veremos o ciclo de Krebs.