Cadeia respiratória: O início e o que é

Quando pensamos em cadeira respiratória, pensamos diretamente em uma unidade de ações cujo encadeamento se dá em resposta a ação anterior, obviamente motivadas por um movimento em comum: aquele que nos leva a respirar. Apesar da definição leiga que pode surgir mediante uma primeira compreensão pouco aprofundada do assunto, a Biologia define a cadeia respiratória basicamente como uma etapa da respiração celular.

Trata-se de um fenômeno biológico que toma lugar dentro das mitocôndrias junto das quais estão presentes os transportadores das proteínas do nosso organismo. Se quisermos ser ainda mais sofisticados com nossa precisão, podemos aferir precisamente o lugar onde se dá tal processo: é dentro do que se convencionou por chamar de “membrana interna pregueada” das mitocôndrias que a cadeia respiratória se completa, fechando o ciclo da respiração celular como um todo.

O início de tudo

Todas as vezes em que existe a ingestão de glicose, sua decorrente molécula ao entrar em contato com nosso organismo é completamente desmontada na tentativa natural do corpo humano de tornar possível a absorção de sua energia. É como se essa glicose viesse encapsulada e criptografada e, na medida em que travasse contato com nosso corpo, ele se encarregasse de criar um complexo sistema de decodificação de tal enigma para resultar em uma absorção corrente de seu conteúdo. Essee conteúdo, por sua vez, trata-se da popularmente conhecida “energia”, aquela que se faz tão necessária para mover tudo aquilo que está parad. A essa energia que está presente dentro da glicose e que só será alcançada paulatinamente ao longo de todo o processo desempenhado pela Glicólie e pelo ciclo de Krebs ganha o nome de ATP (Adenosina Trifosfato).

É interessante nesse momento frisar que o Adenosina Trifosfato é um composto concebido a partir de um nucleotídeo cujo açúcar constituinte é a chamada ribose, e que possui como base a Adenina – presente em seu nome. A esse conjunto composto pela adenina e pela ribose dá-se o nome de adenosina. Quando ligada a três radicais de fosfato, surge então o ATP, cujas ligações são tão energéticas que são capazes de liberar, em sua quebra, uma energia equivalente a 7 Kcal/mol.

Primeiros passos depois da Glicólise e do ciclo de Krebs

Durante os processos anteriores de Glicólise e o decorrente Ciclo de Krebs, as moléculas de NADH e FADH2 que lá haviam sido formadas acabam por transferir os elétrons que até então estavam transportando para os chamados Citocromos, isto é, as proteínas que estão presentes dentro desse mesmo processo. É importante ressaltar que uma liberação de energia que se dá de maneira bastante gradual e se intensifica ao passo em que ocorre essa transferência de elétrons acontece ao longo de todo o processo que envolve a cadeia respiratória. E não é por acaso: essa mesma energia que é liberada durante esse processo será a força motriz que impulsiona a síntese das moléculas do ATP.

Enquanto cada molécula de FADH2 corrobora com a síntese de somente duas outras moléculas de ATP, cada molécula de NADH tem condições de acrescentar uma outra molécula de energia ao índice da sua companheira. Logo, essa descarga de energia coordenada pela ação alternada das moléculas de NADH e FADH2 pode ser enxergada, para facilitar a sua compreensão processual, como se fosse uma usina de geração de energia hidrelétrica – e, para aproveitar a água já presente no exemplo, é justamente uma molécula de água que se forma ao final da cadeia transportadora, quando ocorre uma transferência de elétrons advindos desse processo para um atómo de oxigênio solitário.

Parece complicado? Mas não é. Para compreender o processo paulatinamente, vamos voltar ao seu início.

Na reação de Glicólise e no ciclo de Krebs, são liberados diversos átomos de Hidrogênio que se combinam com moléculas de NAD positivas e FAD positivas, gerando ao total um conjunto de três moléculas de NADH2 e uma molécula de FADH2. Mais precisamente, durante a Glicólise são quatro o número de Hidrogênios liberados. Já ao longo do ciclo de Krebs, esse número aumenta para oito (dois quais três acabam fazendo uma ligação com NAD positivado, restando aos outros dois juntarem-se ao FAD restante).

Aceptores de hidrogênio

Ao longo da cadeira respiratória, a captura e decorrente transferência de hidrogênio acionada pelas moléculas de NAD e de FAD, além dos próprios citocromos, liberam a energia acumulada no intuito de, justamente, impulsionar esse próximo aceptor de hidrogênio. De um modo geral, tais aceptores que são os grandes responsáveis por receber a inserção dessa substância estão dispostos nas paredes internas da mitocôndria em uma espécie de cadeira organizada.

Tal cadeia possui um fim, onde se encontra o último desses aceptores. É lá que ocorre a formulação da molécula de ATP. E a essa liberação a Biologia dá o nome de “fosforilação oxidativa”.

1 NADH2 + ½ O2 + 3 ADP + 3Pi \longrightarrow 1 H2O + 3 ATP + 1 NAD

1 FADH2 + ½ O2 + 2 ADP + 2Pi \longrightarrow 1 H2O + 2 ATP + 1 FAD