Dica do autor: A fosforilação oxidativa é o processo responsável pela síntese da maior parte do ATP em células eucarióticas durante o metabolismo aeróbico. Ela ocorre na membrana mitocondrial interna e depende da energia liberada pela transferência de elétrons das coenzimas reduzidas NADH e FADH₂ – geradas por vias como o ciclo do ácido cítrico, glicólise e beta-oxidação – através da cadeia transportadora de elétrons.

Os elétrons do NADH entram na cadeia pelo Complexo I (NADH desidrogenase), enquanto os do FADH₂, oriundos principalmente da succinato-desidrogenase (Complexo II), entram diretamente nesse ponto. A diferença nos locais de entrada impacta diretamente no rendimento energético: como o Complexo II não bombeia prótons através da membrana, o FADH₂ resulta na formação de aproximadamente 2 ATP, enquanto o NADH gera cerca de 3 ATP, por participar de três etapas de bombeamento de prótons (Complexos I, III e IV).

À medida que os elétrons fluem pelos complexos I, III e IV, ocorre o bombeamento de prótons para o espaço intermembranar, criando um gradiente eletroquímico. Esse gradiente é então utilizado pela ATP sintase (Complexo V) para sintetizar ATP a partir de ADP e Pi, num processo conhecido como acoplamento quimiosmótico.

Um detalhe fundamental é o papel do oxigênio molecular (O₂), que atua como aceptor final de elétrons no Complexo IV (citocromo c oxidase). Ele se combina com os elétrons e prótons para formar água (H₂O), sendo absolutamente essencial para que a cadeia continue funcionando.

Além disso, cada complexo da cadeia respiratória pode ser inibido por substâncias específicas, o que possui relevância clínica e experimental. Por exemplo:

• Rotenona inibe o Complexo I.
• Antimicina A bloqueia o Complexo III.
• Cianeto (CN⁻), monóxido de carbono (CO) e azida (N₃⁻) inibem o Complexo IV.
• Oligomicina inibe a ATP sintase (Complexo V), impedindo a síntese de ATP.

Esses inibidores são frequentemente usados em pesquisas, mas também podem causar toxicidade celular severa ao impedir a produção de energia.

Alternativa A: INCORRETA. A glicólise gera ATP e NADH no citosol, mas não participa da conversão de NADH e FADH₂ em ATP pela cadeia respiratória. Essa função é desempenhada exclusivamente pela fosforilação oxidativa.

Alternativa B: INCORRETA. O ciclo da ureia está envolvido na eliminação do nitrogênio em excesso como ureia, não atuando na geração de ATP a partir das coenzimas reduzidas.

Alternativa C: CORRETA. A fosforilação oxidativa é o caminho metabólico responsável pela geração de ATP a partir do NADH e FADH₂ produzidos no ciclo do ácido cítrico. O processo depende da transferência de elétrons pelos complexos da cadeia respiratória, culminando na produção de ATP pela ATP sintase, com participação crucial do oxigênio como aceptador final de elétrons no Complexo IV.

Alternativa D: INCORRETA. A beta-oxidação é a via de degradação de ácidos graxos, responsável pela produção de acetil-CoA, NADH e FADH₂, mas não converte essas coenzimas em ATP – essa tarefa é da fosforilação oxidativa.

Alternativa E: INCORRETA. A gliconeogênese consome energia (ATP e GTP) para gerar glicose a partir de precursores como piruvato e lactato. Ela não está envolvida na produção de ATP a partir de NADH ou FADH₂.

Resposta: Alternativa C

Referências:
Nelson, D. L., Cox, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 8ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2022. Cap. 19: Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa.
Stryer, L. Bioquímica. 8ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2020. Cap. 20: Fosforilação oxidativa e mitocôndrias.
Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Gatto, G. J. Bioquímica. 8ª ed. Porto Alegre: Guanabara Koogan, 2020. Cap. 19: A produção de ATP pela fosforilação oxidativa.