Fermentação e respiração aeróbia

O conjunto de fenómenos bioquímicos celulares é designado por metabolismo. As séries sequenciais de reações que ocorrem no metabolismo são as vias metabólicas.

Integradas nestas, as vias catabólicas (fermentação e respiração aeróbia) são as que estão implicadas na síntese de ATP através da degradação de substratos oxidáveis, nomeadamente a glicose, constituindo um processo exoenergético, em que os produtos das reações contêm menos energia potencial do que os reagentes, havendo, portanto, uma transferência de energia para fora da reação igual à diferença de energia potencial entre os reagentes e os produtos. 

Os dois processos catabólicos permitem a formação de moléculas de ATP, sendo a fermentação uma via mais rápida do que a respiração aeróbia. 

A fermentação é uma via catabólica em que o substrato orgânico inicial (glicose) é degradado, de forma incompleta, em metabolitos que possuem ainda energia química potencial acumulada. Este processo tem, pois, um fraco rendimento energético. A fermentação, que ocorre na ausência de oxigénio, realiza-se em bactérias, alguns fungos e em algumas células do ser humano (células musculares, quando a quantidade de oxigénio disponível para as células não é suficiente).

Este processo inclui uma primeira etapa denominada glicólise seguida da redução do ácido pirúvico (no caso da fermentação lática, produzindo-se ácido lático, C3H6O3) e da descarboxilação do ácido pirúvico e da redução do aldeído acético (na fermentação alcoólica, produzindo-se álcool etílico, C2H5OH, e dióxido de carbono). No final de qualquer um dos processos, são obtidos compostos orgânicos, ainda ricos em energia química potencial, e o rendimento é de duas moléculas de ATP, por cada molécula de glicose degradada. 

A equação geral da fermentação alcoólica é a seguinte:  

-C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP  

e a da fermentação lática:  

-C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi → 2 C3H6O3 + 2 ATP. 

A via catabólica de elevado rendimento energético é a respiração aeróbia. Na presença de oxigénio, a primeira etapa da respiração aeróbia também é a glicólise, com produção de ácido pirúvico no hialoplasma. Contudo, neste processo, esta molécula vai entrar num organito especializado, a mitocôndria, no interior do qual prosseguem todas as outras etapas sequenciais:  

-formação de acetil coenzima A,  

-ciclo de Krebs  

-e cadeia respiratória, ao longo da qual, ocorre a oxidação de NADH, cujos eletrões vão reduzir o O2, produzindo-se H2O.  

No final, o rendimento energético é, por molécula de glicose degradada, de 38 moléculas de ATP. A equação geral é a seguinte:  

-C6H12O6 + 38 ADP + 38 Pi + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP.