01 - Biologia Celular

Em termos funcionais, tanto os carboidratos estocados como glicogênio quanto os lipídios, armazenados no mesmo local na forma de triglicerídios, são convertidos em moléculas de acetil coenzima A, que possui dois carbonos (Fig. 2). Assim, a glicose é convertida em piruvato, que entra na matriz mitocondrial e é transformado em acetil coenzima A pelo complexo piruvato desidrogenase.

Os ácidos graxos, derivados dos triglicerídios, são, por sua vez, igualmente convertidos em acetil coenzima A pela β-oxidação. A acetil coenzima A é totalmente oxidada em CO₂ e H₂O pelo ciclo de Krebs, gerando coenzimas reduzidas (NADH+H⁺ e FADH₂), cujos elétrons de alta energia são transferidos para os complexos enzimáticos respirátórios, por onde passam sequencialmente até se combinarem com o O₂ gerando H₂O. A β-oxidação também produz coenzimas reduzidas.

Ao longo da sua passagem pelos complexos, os elétrons perdem energia que é por eles utilizada para bombear prótons (H⁺) para fora da matriz. Cria-se assim um gradiente eletroquímico através da membrana interna da mitocôndria, que tende a se reequilibrar em ambos os compartimentos. A ATP sintase é a única passagem possível dos prótons para dentro da matriz. Ao passarem por este complexo, os prótons são capazes de mudar sua conformação, produzindo moléculas de ATP, a partir de ADP e fosfato, na matriz mitocondrial. Assim, o ATP é produzido indiretamente como consequência de um gradiente de prótons gerado pelos complexos respiratórios com a passagem de elétrons de alta energia.

É interessante que este gradiente de prótons também fornece energia (ao invés de ATP) para várias proteínas transportadoras que existem na membrana interna, e que transportam substâncias importantes para a mitocôndria, como ADP, fosfato, cálcio e muitas outras (Fig. 3).