Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa

A cadeia respiratória gera energia a partir da oxidação de transportadores reduzidos: cada NADH rende aproximadamente 3 ATP e cada FADH₂ rende aproximadamente 2 ATP.

Visão geral do processo

No ciclo de Krebs forma-se NADH. O NADH vai para a cadeia respiratória e doa elétrons ao transportador flavina mononucleotídeo (FMN). Ao doar elétrons, o NADH é oxidado para NAD+.

Complexos da cadeia respiratória

1. Complexo I (NADH desidrogenase)

   O FMN recebe elétrons do NADH e os doa para proteínas que contêm ferro-enxofre (FeS). A energia liberada no fluxo de elétrons é suficiente para que o ADP ligue-se ao P (fosfato inorgânico, Pi), formando ATP.

2. Complexo II (succinato desidrogenase e transporte via CoQ)

   A coenzima Q (CoQ) recebe elétrons e os doa para o citocromo b (Cit b), que por sua vez transfere elétrons para proteínas com FeS. Essas proteínas doam elétrons para o citocromo c1 (C1), que então doa elétrons para o citocromo c. Durante a transferência pelo segundo complexo ocorre liberação de energia suficiente para que o ADP ligue-se ao P, formando ATP.

3. Complexo III e Complexo IV

   O citocromo c recebe elétrons e os transfere para o citocromo a (Cit a); o Cit a doa elétrons para o citocromo a₃ (Cit a3), que finalmente doa elétrons ao oxigênio, formando H₂O. Nesse fluxo final também ocorre a síntese de ATP a partir de ADP + Pi.

Ao final da cadeia respiratória há a formação de H₂O a partir do oxigênio como aceptor terminal de elétrons.

Fosforilação oxidativa

Fosforilação oxidativa é o processo em que ADP + Pi se ligam para formar ATP, acoplado ao fluxo de elétrons pela cadeia respiratória.

Toxicidade do cianeto

O cianeto é tóxico porque bloqueia a cadeia respiratória. Trata-se de um inibidor que impede a transferência final de elétrons ao oxigênio, levando à falha na produção de ATP e à morte por asfixia celular.

Particularidades do FAD / FADH₂

O FAD não doa elétrons para o FMN; o FADH₂ doa elétrons diretamente para proteínas que contêm FeS, ou seja, salta o Complexo I. Por isso o rendimento de ATP do FADH₂ é menor. No ciclo de Krebs, o FAD é reduzido a FADH₂, que posteriormente leva H e elétrons para a cadeia respiratória.

No ciclo de Krebs, o FAD é reduzido formando FADH₂. O FAD funciona como transportador de H: ele recebe H e elétrons no ciclo e os entrega na cadeia respiratória.

Carboidratos: digestão, absorção e destino metabólico

Carboidratos → monossacarídeos → glicose

(amido, sacarose, lactose) → (glicose, frutose, galactose)

Carboidratos encontrados no arroz, batata e macarrão são principalmente o amido.

Temos três monossacarídeos mais presentes: glicose, galactose e frutose. Esses são absorvidos e vão para a corrente sanguínea (absorção); a glicemia aumenta e o pâncreas produz o hormônio insulina.

A prioridade da glicose é a formação de energia em forma de ATP, seguindo a via:

glicose → piruvato → acetil-CoA → ciclo de Krebs → cadeia respiratória.