Equação para o metabolismo da glicose

As células do seu corpo podem quebrar ou metabolizar a glicose para produzir a energia de que precisam. Em vez de simplesmente liberar essa energia como calor, no entanto, as células armazenam essa energia na forma de trifosfato de adenosina ou ATP; O ATP atua como uma espécie de moeda de energia que está disponível em uma forma conveniente para atender às necessidades da célula.

Uma vez que a quebra da glicose é uma reação química, ela pode ser descrita usando a seguinte equação química: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, onde 2.870 quilojoules de energia são liberados para cada mol de glicose que é metabolizado. Embora essa equação descreva o processo geral, sua simplicidade é enganosa, porque esconde todos os detalhes do que realmente está acontecendo. A glicose não é metabolizada em uma única etapa. Em vez disso, a célula quebra a glicose em uma série de pequenos passos, cada um dos quais libera energia. As equações químicas para estes aparecem abaixo.

A primeira etapa no metabolismo da glicose é a glicólise, um processo de dez etapas em que uma molécula de glicose é lisado ou dividido em dois açúcares de três carbonos que são então quimicamente alterados para formar duas moléculas de piruvato. A equação líquida para glicólise é a seguinte: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH, onde C6H12O6 é glicose, [P] i é um grupo fosfato, NAD + e NADH são aceitadores / transportadores de elétrons e ADP é adenosina difosfato. Novamente, embora essa equação forneça uma visão geral, ela também esconde muitos detalhes sujos; uma vez que a glicólise é um processo de dez etapas, cada etapa pode ser descrita usando uma equação química separada.

A próxima etapa no metabolismo da glicose é o ciclo do ácido cítrico (também chamado de ciclo de Krebs ou ciclo do ácido tricarboxílico). Cada uma das duas moléculas de piruvato formadas pela glicólise são convertidas em um composto denominado acetil CoA; por meio de um processo de 8 etapas, a equação química líquida para o ciclo do ácido cítrico pode ser escrita como segue: acetil CoA + 3 NAD + + Q + GDP + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. Uma descrição mais completa de todas as etapas envolvidas está além do escopo deste artigo; basicamente, porém, o ciclo do ácido cítrico doa elétrons para duas moléculas carreadoras de elétrons, NADH e FADH2, que podem então doar esses elétrons para outro processo. Ele também produz uma molécula chamada GTP que tem funções semelhantes ao ATP na célula.

Na última etapa principal do metabolismo da glicose, as moléculas transportadoras de elétrons do ciclo do ácido cítrico (NADH e FADH2) doam seus elétrons para a cadeia de transporte de elétrons, uma cadeia de proteínas embutida na membrana da mitocôndria em suas células. As mitocôndrias são estruturas importantes que desempenham um papel fundamental no metabolismo da glicose e na geração de energia. A cadeia de transporte de elétrons alimenta um processo que conduz a síntese de ATP a partir de ADP.

Os resultados gerais do metabolismo da glicose são impressionantes; para cada molécula de glicose, sua célula pode produzir 38 moléculas de ATP. Como são necessários 30,5 quilojoules por mol para sintetizar ATP, sua célula armazena com sucesso 40% da energia liberada pela quebra da glicose. Os 60% restantes são perdidos na forma de calor; esse calor ajuda a manter a temperatura corporal. Embora 40% possa parecer um número baixo, é consideravelmente mais eficiente do que muitas máquinas projetadas por humanos. Mesmo os melhores carros, por exemplo, podem converter apenas um quarto da energia armazenada na gasolina em energia que move o carro.