Via Glicolítica ou Glicólise

A glicólise (ou via glicolítica) é o primeiro estágio do metabolismo, e consiste em um processo anaeróbico, com saldo positivo de 2 ATP e 2 piruvatos (que podem ser convertidos a lactato ou a Acetil-CoA, e entrar no Ciclo de Krebs). Mas para entender esta via, é necessário que saibamos de onde veio a glicose que será usada para a formação dessa energia.

  O corpo humano (assim como todos os seres vivos) necessita de energia para a realização de suas funções vitais. Os carboidratos são fontes rápidas de energia, e serão degradados por enzimas digestivas para que passem da luz intestinal ao sangue, visto que o organismo não é capaz de absorver moléculas maiores. Esses carboidratos serão degradados até que cheguem ao monossacarídeo glicose. 

  A glicose proveniente da alimentação será a base para a formação de energia necessária para a manutenção do nosso organismo, e para que realizemos nossas funções diárias.

A partir do momento em que dissacaridoses degradam dissacarídeos em glicose, na luz do intestino, estas moléculas seguirão para a corrente sanguínea. Para isso, a glicose associa-se ao sódio, e assim, atravessa microvilosidades e canais específicos. 

  Podemos então definir a concentração de glicose no sangue como glicemia:

Alta concentração de glicose no sangue: hiperglicemia

Baixa concentração de glicose no sangue: hipoglicemia

Concentração ideal de glicose no sangue (indivíduo em jejum - 70 a 99mg/dL): normoglicemia

  A glicose que está no sangue, precisa então, entrar na célula, para que a glicólise aconteça. Para isso, inicia-se a Via de Sinalização da Glicose, no qual o hormônio insulina, produzido no pâncreas, atua estimulando uma cascata de reações bioquímicas ao se ligar ao seu receptor IR. Ao se ligar ao IR, este estímulo prossegue pelas proteínas IRS1->PI3K->AKT, respectivamente, até que o GLUT (transportador de glicose) receba este estímulo e haja a sua translocação para a membrana da célula, abrindo um canal para a entrada da glicose do meio extracelular, para o interior da célula.
  Agora sim, temos glicose dentro da célula, e podemos começar a descrever a glicólise, que possui 10 reações para a conversão da glicose, e é divida em duas fases: preparatória e fase de pagamento.

FASE PREPARATÓRIA: há a preparação para a transferência de elétrons e a fosforilação do ADP, utilizando a energia da hidrólise de ATP.
1ª etapa
Ocorre a fosforilação da glicose, pela enzima Hexoquinase, para que glicose permaneça na célula. O fosfato é adicionado ao carbono 6 da molécula de glicose, portanto, o produto será glicose-6-fosfato. É importante ressaltar que a glicose não perde nenhum carbono, há apenas um rearranjo na sua estrutura.
Para a adição do fosfato (fosforilação) à glicose, há o primeiro gasto de energia.

GLICOSE + ATP -> G6P + ADP

2ª etapa

Há a isomerização da glicose-6-fosfato, formando frutose-6-fosfato. A enzima que catalisa esta reação é a glicose fosfato isomerase. Novamente, há apenas um rearranjo, sem perca de carbono, visto que a glicose é uma aldose, e a frutose é uma cetose, mas ambas são hexoses. 

3ª etapa

A frutose-6-fosfato é fosforilada, produzindo frutose-1,6-bisfosfato. Esta reação é acoplada à hidrólise de ATP, constituindo então o segundo gasto de energia. A G6P e a F6P podem desempenhar papéis em outras vias, mas a frutose-1,6-bisfosfato não, por isso este é um ponto irreversível da glicólise. A enzima que cataliza esta reação é afosfofrutoquinase.

4ª etapa

Ocorre a divisão da frutose-1,6-bisfosfato em dois fragmentos de 3 carbonos, formando Diidroxiacetona fostato eGliceraldeído-3-fosfato. A enzima que catalisa esta reação é a aldolase.

5ª etapa

A Diidroxiacetona fostato é convertida em Gliceraldeído-3-fosfato, pela enzima triose fosfato isomerase.

Nota-se que uma molécula de glicose (hexose) foi quebrada e convertida a duas moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato (triose), portanto, as reações que se seguem serão representadas apenas uma vez, mas na realidade, duas moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato estarão participando de reações iguais.

FASE DE PAGAMENTO: até este momento, não houve nenhuma reação oxidativa, e foram usados 2 ATP. Por isso, esta fase recebe este nome, visto que haverá o pagamento dos das moléculas de ATP gastas, com saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos.

6ª etapa

Ocorre a oxidação do Gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato, pela enzima Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase. Esta é a reação característica da glicólise, porque envolve a adição de fosfato ao Gliceraldeído-3-fosfato e transferência de elétrons para o NAD⁺ (nicotinamida adenina dinucleotídio). O NAD⁺ é um transportador de energia, e é reduzido a NADH ao receber dois elétrons e um próton.

7ª etapa

Há a produção de ATP pela fosforilação do ADP, pela enzima Fosfoglicertato quinase, e o 1,3-bisfosfoglicerato se converte em 3-Fosfoglicerato. Temos então, o pagamento do ATP gasto. Diferentemente da etapa 6, a fosforilação não é oxidativa, pois não há transferência de elétrons, e sim de fosfato, em nível de substrato. 

Vale ressaltar, portanto, que 2 ATP foram produzidos, já que temos esta reação em dobro.

8ª etapa

Há um rearranjo do 3-Fosfoglicerato, e o fosfato passa do carbono 3 para o carbono 2. Isso acontece pela enzimafosfogliceromutase. Forma-se então o 2-Fosfoglicerato.

9ª etapa

Ocorre a desidratação do 2-fosfoglicerato, formando fosfoenolpiruvato, pela enzima enolase.

10ª etapa

O Fosfoenolpiruvato transfere fosfato ao ADP, pela enzima Piruvato quinase, produzindo então, 2 moléculas de piruvato e 2 ATP (lembre-se que a reação acontece duas vezes).

FOSFOENOLPIRUVATO + ADP -> PIRUVATO + ATP

Fase preparatória: gasto de 2 ATP

Fase de pagamento: produção de 4 ATP e 2 Pituvatos

Saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos

Pontos de controle da glicólise

  Se o organismo não necessitar urgentemente de energia, as vias podem ser "desativadas", para que haja economia de energia. Na glicólise, há então 3 pontos de controle da via:

1º - glicose para glicose-6-fosfato

2º - frutose-6-fosfato para frutose-1,6-bisfosfato (inibição da fosfofrutoquinase pelo excesso de ATP)

3º - fosfoenolpiruvato a piruvato (inibição da piruvato quinase por ATP).

  O piruvato formado segue um dos seus três destinos: formação do etanol ou lactato (ambas são vias anaeróbicas) ou a formação da Acetil-CoA (via aeróbica - do Ciclo de Krebs). Os organismos mais desenvolvidos como o homem, transformam o piruvato em Acetil-CoA. As células musculares podem seguir a via do Acetil-CoA ou do Lactato, sendo que esta não há um grande saldo de ATP, por isso é uma via utilizada em situações de emergência, como exercícios físicos sem preparação.