Quando
é adicionado a uma suspensão de células crescendo em anaerobiose e, portanto, com alto consumo de glucose, a velocidade de consumo desse monossacarídeo cai dramaticamente na medida em que
é consumido. Outro fato é que a acumulação de lactato pára na medida em que a cultura passa para aerobiose. Esses efeitos, observados primeiramente por Louis Pasteur na década de 1860 são característicos de células capazes de crescer tanto em anaerobiose como em aerobiose. Por que o acúmulo de lactato pára quando
é adicionado ao sistema?
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está nos pedindo. A situação é a seguinte: quando adicionamos oxigênio (
) a células que estavam crescendo sem oxigênio (anaerobiose) e consumindo muito glicose, a velocidade desse consumo diminui conforme o oxigênio é usado. Além disso, a acumulação de lactato para quando a cultura passa a crescer com oxigênio (aerobiose). A pergunta é: por que o acúmulo de lactato para quando adicionamos oxigênio ao sistema?
Para resolver isso, vamos falar sobre o metabolismo celular, especificamente como as células produzem energia na presença ou ausência de oxigênio.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece quando as células crescem em condições anaeróbias (sem oxigênio). Nessas condições, as células quebram a glicose através de um processo chamado glicólise, que transforma uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato. Esse processo gera um pouco de energia (ATP) e produz NADH.
Passo 3
Como não há oxigênio para ajudar a regenerar o NAD+ (essencial para que a glicólise continue), as células convertem o piruvato em lactato (lactic acid). Isso permite que o NADH seja convertido de volta em NAD+, mantendo a glicólise funcionando e, consequentemente, o consumo de glicose.
Passo 4
Agora, quando adicionamos oxigênio ao sistema, as células podem começar a usar um processo mais eficiente para gerar energia chamado respiração celular aeróbia. Nesse processo, o piruvato é convertido em acetil-CoA e entra no ciclo de Krebs (ou ciclo do ácido cítrico), que utiliza o oxigênio para produzir muito mais ATP.
Passo 5
Com a respiração aeróbia em funcionamento, as células não precisam mais converter piruvato em lactato para regenerar NAD+. Em vez disso, o NADH é utilizado na cadeia de transporte de elétrons, onde o oxigênio atua como o aceptor final de elétrons, ajudando a regenerar o NAD+ de forma mais eficiente.
Passo 6
Devido a esse processo mais eficiente de regeneração de NAD+, a glicólise desacelera, já que não há necessidade de produzir lactato para manter o ciclo de energia. Assim, o consumo de glicose diminui e o acúmulo de lactato para quando o oxigênio está presente.
Resposta
O acúmulo de lactato para quando o
é adicionado porque o oxigênio permite que as células regerem o NAD+ através da respiração aeróbia. Com o NAD+ renovado de forma eficiente pela cadeia de transporte de elétrons, não é mais necessário converter piruvato em lactato para manter a glicólise funcionando, resultando na parada da acumulação de lactato.