Qual fonte de energia primária predomina na via anaeróbica aeróbia?

Quando falamos em respiração, logo imaginamos a entrada de oxigênio e a saída de gás carbônico pelas nossas vias respiratórias. No entanto, a palavra respiração pode ser empregada em referência ao processo, a nível celular, no qual ocorre a síntese de ATP.

A respiração pode ser de dois tipos básicos: a aeróbica e anaeróbica. A respiração aeróbica é aquela que utiliza oxigênio como aceptor final. A anaeróbica, por sua vez, não utiliza essa substância. A grande maioria dos seres vivos realiza respiração aeróbica para produzir energia, entre eles algumas bactérias, protistas, fungos, plantas e animais.

A respiração aeróbica pode ser dividida em três etapas básicas: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. Vale destacar, no entanto, que a glicólise é uma fase anaeróbica, uma vez que não depende do oxigênio. Nos seres eucariontes, a glicólise ocorre no citosol, e as outras etapas ocorrem em uma organela denominada mitocôndria.

→ Glicólise

A glicólise é uma etapa em que várias reações químicas ocorrem a fim de realizar a quebra da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico. Inicialmente ocorre a adição de fosfatos, provenientes de duas moléculas de ATP, à molécula de glicose. Após a adição, processo chamado de ativação, a molécula de glicose torna-se instável e quebra-se, formando duas moléculas de ácido pirúvico. Essa quebra produz quatro moléculas de ATP e, com isso, o saldo final do processo é de dois ATP.

Além da produção de ácido pirúvico, a quebra da glicose libera quatro elétrons(e-) e quatro íons H+. Dois H+ e os quatro e- são capturados por duas moléculas de NAD+ (Dinucleotídio de Nicotinamida-adenina), que passam para o estado reduzido: NADH.

→ Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico, acontece no interior da mitocôndria, mais precisamente na matriz mitocondrial. Esse processo inicia-se com a chegada do ácido pirúvico na matriz e sua imediata reação com a coenzima A, que produz uma molécula de acetil-CoA (Acetilcoenzima A) e uma molécula de CO2. Nessa reação observamos também a presença do NAD+, que se transforma em NADH após utilizar dois elétrons e um íon H+ liberados no processo.

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As moléculas de acetil-CoA sofrem então oxidação e, ao final, formam-se uma coenzima A intacta e duas moléculas de CO2. Essas reações que garantem a oxidação da acetil-CoA constituem o chamado ciclo de Krebs.

O ciclo de Krebs inicia-se com a combinação do acetil-CoA com o ácido oxalacético, que forma uma molécula de ácido cítrico e uma molécula de coenzima A. Durante as reações seguintes, há a liberação de duas moléculas de CO2, elétrons e íons H+. No final do processo, o ácido oxalacético é recuperado e encontra-se em perfeitas condições para iniciar um novo ciclo. Os elétrons e os íons formados são capturados pelo NAD+ ou FAD (dinucleótido de flavina e adenina), formando respectivamente NADGH ou FADH2. Ao final do ciclo, encontram-se formados 3 NADH e 1FADH2.

Durante o ciclo, a energia liberada faz com que ocorra a formação do GTP (Guanosina trifosfato), uma molécula bastante semelhante ao ATP.

→ Fosforilação oxidativa

Nesse processo ocorre a reoxidação das moléculas de NADH e FADH2, sendo liberada uma grande quantidade de elétrons, que formam água. Durante a formação de água, energia vai sendo liberada e usada na produção de ATP. A fosforilação oxidativa é responsável pela maior parte do ATP produzido pela célula.

Veja a seguir o rendimento energético de todo o processo de respiração celular:

Qualquer atividade física exige contração muscular; para isso há necessidade de energia que é proveniente da molécula de adenosina trifosfatada, o ATP. Esta molécula pode ser sintetizada a partir da oxidação de carboidratos, gorduras e proteínas que fornecem a energia necessária para manter as funções corporais no esforço, contribuindo com a manutenção do trabalho muscular nas atividades físicas.
Existem dois processos distintos e integrados que operam para satisfazer a demanda energética do músculo a partir destes substratos: o sistema anaeróbio, onde não há a utilização de oxigênio; e o sistema aeróbio que se refere à combustão completa dos carboidratos (glicose e glicogênio), gorduras e proteínas na presença do oxigênio.
Os carboidratos estocados na forma de glicogênio muscular e hepático e a glicose sanguínea são utilizados pelos músculos como fonte primária de combustível, ou seja, logo quando o indivíduo passa de um estágio de repouso e dá início ao exercício. Isto porque, como a produção de energia a partir do glicogênio pode ocorrer na ausência de oxigênio, o glicogênio muscular constitui o principal fornecedor de energia nos primeiros minutos do exercício, quando a utilização de oxigênio não satisfaz as demandas metabólicas. Esta energia é proporcionada pelos fosfatos de alta energia (ATP e CP) armazenados dentro dos músculos específicos em atividade, portanto a sua liberação acontece mais prontamente, estando presente atividades como provas de curta duração e alta intensidade, corrida de 100 metros, provas de natação de 25 metros, levantamento de peso, sprints no futebol ou uma cortada no vôlei.
A medida que o exercício continua, a liberação de energia a partir dos carboidratos é ativada. Neste momento, há a decomposição de glicose para duas moléculas de ácido pirúvico e este é convertido em ácido lático. Estas reações ainda não necessitam de oxigênio e ocorrem durante exercícios de alta intensidade e média duração (alguns minutos) como lutas, musculação, resistência localizada e de velocidade.
Se o indivíduo mantém a intensidade do exercício moderada ou baixa, o ácido pirúvico é convertido num componente chamado acetil-CoA, que entrará no ciclo de Krebs, iniciando o sistema de fornecimento de energia aeróbia, como em atividades de resistência, maratonas, ciclismo, caminhadas e natação. O retardo de tempo (1-2 min), até que o sistema aeróbio seja capaz de atender ou se aproximar da demanda energética, é devido ao aumento gradual do fluxo sanguíneo (oferta de oxigênio) e da ativação das suas várias reações enzimáticas.
Neste momento, a gordura também contribuirá para as necessidades energéticas do músculo. O ácido graxo livre entra na célula muscular sofre uma transformação enzimática chamada ß oxidação, e é transformado em Acetil-CoA, que entrará no ciclo de Krebs. Este processo é denominado lipólise.
Os carboidratos e gorduras serão os combustíveis preferenciais. Porém, as proteínas (formadas por aminoácidos), são transformadas nos intermediários do metabolismo como piruvato ou Acetol-CoA para entrar no processo de fornecimento de energia. A energia total proveniente deste metabolismo proteico pode variar de 5 a 10%. Em casos de déficit de carboidratos, a demanda de proteína para atender as necessidades do músculo aumenta.
Não há dúvidas de que cada sistema seja mais capacitado para proporcionar energia para um diferente tipo de evento ou atividade, no entanto, isto não quer dizer que ocorra alguma exclusividade, isto é, a ausência total de qualquer um dos sistemas energéticos. Assim, os sistemas energéticos contribuem sequencialmente sem o “desligamento” de qualquer um deles, mas em uma característica de superposição para atender à demanda energética do exercício.

Referências bibliográficas
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