Você é, neste minuto, o local de uma bioquímica inacreditavelmente complicada. Para que seu corpo faça literalmente qualquer coisa – pular em um trampolim, caminhar até o banheiro, mover seus globos oculares enquanto lê este artigo – você precisa ser capaz de realizar algo chamado respiração celular, na qual suas células criam energia a partir de o oxigênio que você respira e os alimentos que você come. E como você pode imaginar, transformar um sanduíche de manteiga de amendoim e geleia em uma flexão é um processo meio complicado.
Respiração celular
Um dos principais objetivos da respiração celular é criar um tipo específico de energia armazenada chamada ATP, ou trifosfato de adenosina. Pense nisso como a linguagem de energia falada por suas células. A luz do sol é energia, mas não podemos alimentar nossos corpos com ela porque não está falando a linguagem energética que nossos corpos conhecem - os corpos dos animais só falam ATP, então de alguma forma temos que transformar os açúcares em um PB&J em ATP para fazer uma flexão .
Um passo do longo caminho do sanduíche para a flexão é chamado de ciclo de Krebs (também conhecido como ciclo do ácido cítrico (CAC) ou ciclo do ácido tricarboxílico (TAC)) em homenagem a Hans Krebs, que primeiro elaborou essa peça maluca de bioquímica em 1937 e pelo qual ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1953 . Foi bem merecido porque o ciclo de Krebs é um doozy absoluto que utiliza mudanças nas ligações químicas para reorganizar a energia.
O ciclo de Krebs acontece em nossas células através da membrana interna das mitocôndrias – as organelas responsáveis pela produção de energia celular. A respiração celular é um processo de várias etapas, começando com a glicólise, que quebra o anel de seis carbonos da glicose e serve essas moléculas de três carbonos chamadas ácidos pirúvicos e dois compostos ricos em energia chamados NADH. A partir daqui, o ciclo de Krebs leva embora.
O Ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs é um processo aeróbico, o que significa que requer oxigênio para funcionar, então o ciclo de Krebs começa a trabalhar imediatamente misturando carbono e oxigênio na via respiratória:
"Primeiro, dois carbonos entram no ciclo e dois carbonos são oxidados e removidos do ciclo", diz Dale Beach, professor do Departamento de Ciências Biológicas e Ambientais da Universidade de Longwood, em Farmville, Virgínia. "Podemos pensar neste primeiro passo como completar a oxidação do açúcar glicose, e se contarmos os açúcares, seis entraram na via respiratória na glicólise, e um total de seis deve sair. Estes não são realmente os mesmos seis carbonos, mas ajuda a reforçar a conversão de glicose em dióxido de carbono através do caminho."
Um dos carbonos da molécula de três carbonos se liga a uma molécula de oxigênio e sai da célula como CO2. Isso nos deixa com um composto de dois carbonos chamado acetil coenzima A, ou acetil coA. Outras reações reorganizam as moléculas de uma maneira que oxida os carbonos para obter outro NADH e um FADH de energia mais baixa.
A rotunda
Depois de completar o caminho da respiração, o ciclo de Krebs passa por um segundo processo de oxidação que se parece muito com uma rotatória de tráfego – é o que o torna um ciclo. O acetil coA entra no ciclo, combinando-se com oxaloacetato para formar citrato - daí o nome "ciclo de Krebs". Este ácido cítrico é oxidado ao longo de muitas etapas, liberando carbonos por toda a rotatória até que finalmente volte ao ácido oxaloacético. À medida que os carbonos caem do ácido cítrico, eles se transformam em dióxido de carbono e são cuspidos para fora da célula e, eventualmente, exalados por você.
"Durante a segunda oxidação, uma nova ligação de alta energia é feita com o enxofre de CoA para produzir Succinato-CoA", diz Beach. "Há energia suficiente aqui para que possamos produzir diretamente um equivalente de ATP; GTP é realmente feito, mas tem a mesma quantidade de energia que um ATP - isso é apenas uma peculiaridade do sistema.
"A remoção da CoenzimaA nos deixa com uma molécula de succinato. A partir do ponto de succinato no ciclo, uma série de etapas para reorganizar a ligação química e alguns eventos de oxidação para restaurar o oxaloacetato original. No processo, a via primeiro produz um FADH de baixa energia molécula e uma molécula final de NADH", diz Beach.
Para cada glicose que entra na respiração, a rotatória pode girar duas vezes, uma para cada piruvato que entra nela. No entanto, não precisa necessariamente dar duas voltas, já que a célula pode desviar carbonos para outras macromoléculas, ou colocar mais no ciclo sacrificando aminoácidos ou capitalizando a energia armazenada na gordura.
Ver? Bioquímica complexa. Mas, de acordo com Beach, uma coisa a notar sobre o ciclo de Krebs é o aparecimento frequente de adenosina – está em NADH, FADH, CoenzimaA e ATP.
"A adenosina é uma 'alça molecular' para as proteínas se agarrarem. Podemos imaginar a evolução dos bolsões de ligação de ATP sendo compartilhados e reciclados para que se tornem locais de ligação para outras moléculas usando motivos semelhantes."
Agora isso é interessante
De cada molécula de glicose que consumimos, nossas células podem produzir 38 moléculas de ATP, além de um pouco de energia térmica.
