Quais são as quatro fases da decomposição completa da glicose?

A glicose é um açúcar de seis carbonos que pode ser ingerido ou infundido diretamente no corpo, mas é mais frequentemente um subproduto do metabolismo de carboidratos, proteínas ou gorduras complexos. A glicose pode ser usada para sintetizar glicogênio e outros combustíveis de armazenamento ou decomposta para fornecer energia para processos metabólicos, uma série de reações denominadas coletivamente de respiração celular. Os estágios de degradação da glicose podem ser divididos em quatro fases distintas.

A quebra inicial da glicose ocorre no citoplasma da célula. Esta é uma reação anaeróbica da respiração celular, o que significa que não requer oxigênio. Aqui, em uma série de oito reações individuais, uma molécula de glicose de seis carbonos é metabolizada usando duas moléculas de trifosfato de adenosina (ATP) para formar duas moléculas de piruvato de três carbonos, dois H₂Moléculas de O (água) e quatro moléculas de ATP para um ganho líquido de duas moléculas de ATP. O ATP é uma fonte primária de energia no metabolismo humano.

Essa reação ocorre na matriz, ou interior, das mitocôndrias das células. Aqui, as duas moléculas de piruvato da glicólise são combinadas com duas moléculas de coenzima A (CoA) para produzir duas moléculas de acetil-CoA e duas de dióxido de carbono (CO₂) moléculas. Essa reação ocorre em uma única etapa e, como a glicólise, é anaeróbica.

Também chamada de ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) ou ciclo de Krebs, essa série de reações anaeróbias, como a reação preparatória, ocorre na matriz mitocondrial. Aqui, as duas moléculas de acetil-CoA da reação preparatória combinam-se com vários componentes de fosfato e nucleotídeo para produzir dois ATP, quatro CO2 e vários intermediários de nucleotídeo. Esses intermediários são críticos na respiração aeróbica que ocorre na próxima fase da quebra da glicose.

Nesta etapa, que ocorre nas membranas internas das mitocôndrias, o oxigênio finalmente entra em cena. Os transportadores neste esquema são moléculas de NAD e FAD, os nucleotídeos intermediários mencionados acima. Na presença de seis moléculas de oxigênio, os prótons são passados ​​de NAD e FAD para outras moléculas de NAD e FAD na cadeia, permitindo que o ATP seja extraído em vários pontos. O resultado líquido é um ganho de 34 moléculas de ATP.

Observe que, após este estágio, a reação química geral para a glicólise parece completa:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ -> 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP

Claramente, com dois ATP da glicólise, dois do ciclo do ácido cítrico e 34 do elétron cadeia de transporte por molécula de glicose, a cadeia de transporte de elétrons é de longe a mais produção de energia. É por isso que os humanos não podem ser privados de oxigênio por muito tempo, e porque os exercícios de alta intensidade (anaeróbio) não podem ser mantida por mais do que alguns minutos: a maioria das funções fisiológicas dependem de um uso constante do transporte de elétrons cadeia.