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Todos os processos de utilização de glicose (C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>) para obtenção de energia iniciam-se com a conversão deste açúcar a duas moléculas de piruvato (C<sub>3</sub>H<sub>4</sub>O<sub>3</sub>), através de [[enzimas]] específicas, caracterizando assim a fase denominada glicólise. Essa conversão se dá em dez etapas e utiliza-se de [[substâncias]] e moléculas das células, dentre elas ATP ([[adenosina trifosfato]]) e [[átomos]] de [[fósforo]] – para a formação de ATP – e a coenzima NAD<sup>+</sup> ([[nicotinamida adenina dinucleotídeo]]) – como molécula intermediária para a oxidação dos [[aldeídos]] formados a partir da quebra da glicose, sendo reduzida a NADH através da incorporação do H<sup>+</sup> liberado pelo aldeído. <ref name="Volume 4. Livro 3"/>
Essa etapa é produtora de energia, isto é, tem como produto, além do piruvato, 2 moléculas de ATP (adenosina trifosfato). As coenzimas NAD<sup>+</sup>, por sua vez, precisam ser regeneradas e, para tanto, é necessário reoxidar as moléculas de NADH
A equação geral desta fase é representada por:
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Glicose + 2NAD<sup>+</sup> + 2ADP + 2P<sub>i</sub> → 2 Piruvato + 2 NADH + 2H<sup>+</sup> + 2ATP + 2H<sub>2</sub>O
A glicólise é comum tanto aos processos aeróbios quanto aos anaeróbios, porém as etapas que se seguem para reoxidar o NADH diferem de acordo com a disponibilidade ou não de oxigênio
Em condições aeróbias essa reoxidação se dá com a transferência de elétrons da coenzima para o oxigênio, através dos complexos enzimáticos da cadeia de transporte de elétrons, caracterizando a fosforilação oxidativa. Já em condições de anaerobiose, a reoxidação se dá através da transferência dos elétrons para aceptores endógenos, geralmente compostos orgânicos, sendo esse processo chamado de fermentação <sup>+</sup> liberado pelo aldeído.<ref name="Volume 4. Livro 3"/>
Os diferentes tipos de fermentação (alcoólica, láctica, heterocíclica) não possuem os complexos enzimáticos, sendo coordenados por enzimas específicas a cada tipo e, ao contrário da fosforilação oxidativa, a transferência de elétrons não gera gradientes eletroquímicos e iônicos capazes de gerar ATP, sendo, portanto, um processo não produtivo energeticamente
=== Cadeia Respiratória ===
Durante os processos aeróbios de quebra de moléculas de glicose (Glicólise e [[Ciclo de Krebs]]) a produção energética é muito reduzida, ficando a energia oriunda dessa quebra armazenada nas coenzimas. A reoxidação das mesmas, através da cadeia de transporte de elétrons, permite a liberação dessa energia e está intimamente relacionada à fosforilação oxidativa, isto é, à produção de ATP
A [[membrana]] interna das [[mitocôndrias]] possui quatro complexos enzimáticos com diversos transportadores com potenciais de [[óxido-redução]] diferentes, ordenados de maneira crescente quanto a esses potenciais, até chegar ao oxigênio, que possui o maior deles (aceptor final de elétrons)
Os átomos de hidrogênio que estão associados ao NADH são transportados através dessa sequência de compostos, transportando também os elétrons através desse complexo, diminuindo assim gradualmente a energia livre armazenada. Os átomos de H<sup>+</sup> vão sendo lançados para o espaço intermembranoso e isso gera um gradiente de prótons, isto é, concentrações diferentes desses prótons entre a porção interna e externa a essa membrana. Ao mesmo tempo os elétrons vão ficando aprisionados na matriz tornando-a mais negativa em relação a outra porção da membrana – gerando assim um [[gradiente eletroquímico]]
A membrana é impermeável a [[prótons]] exceto nos sítios formados pela ATP sintase, e os mesmos só conseguem retornar à matriz mitocondrial através desse poro.
A variação da energia livre associada à transferência de elétrons é suficientemente grande para promover a síntese de ATP. Estando essa síntese associada à oxidação das coenzimas e sendo ela própria uma fosforilação, este processo denomina-se fosforilação oxidativa
== Fermentação ==
Quando um organismo opta pelo processo de fermentação – seja por opção ou pela ausência de O<sub>2</sub> – o processo da quebra da glicose completa a fase de glicólise, porém não o faz com a etapa do Ciclo de Krebs nem tampouco inicia o processo da Cadeia Respiratória – ambos dependentes da molécula de O<sub>2</sub>. A formação de ATP, isto é, a produção energética, restringe-se então a glicólise e a célula inicia o processo de fermentação para a reoxidação das coenzimas. As moléculas de piruvato, que contém grandes quantidades de energia armazenada, são reduzidas a outros compostos, e essa energia permanece então aprisionada, sem possibilidade de utilização da mesma pelas células. Estes são, portanto, processos que não sintetizam ATP, isto é, energeticamente improdutivos
=== Fermentação láctica ===
[[Imagem:Esquema Fermentação láctica1.jpg|thumb|Conversão de piruvato a lactato pela ação da enzima lactato desidrogenase]]
Neste processo de fermentação o piruvato é reduzido a [[lactato]] através da enzima [[lactato desidrogenase]]. Essa redução é o que permite a reoxidação das moléculas de NADH, sendo o próprio piruvato o aceptor de elétrons
Este processo é observado em algumas espécies de bactérias, nas hemácias sanguíneas, nas fibras musculares de contração rápida e nas fibras musculares em geral, neste último caso quando a quantidade de oxigênio torna-se insuficiente (anaerobiose relativa), devido a um trabalho muscular muito intenso.
O acúmulo de ácido láctico oriundo desse processo no músculo é o que causa a dor característica posterior aos exercícios físicos de grande intensidade.
Tal mecanismo é muito importante, uma vez que permite a continuidade do exercício, mesmo em ausência relativa de oxigênio
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