Biologia Celular

Respiração Celular

A respiração celular é importante para liberar energia utilizada nas atividades celulares. Entre os seres vivos, podemos encontrar três processos capazes de retirar energia de moléculas orgânicas: a respiração aeróbica, a respiração anaeróbica e a fermentação.

A respiração anaeróbica e a fermentação são processos pouco comuns entre os seres vivos e são realizados, principalmente, por micro-organismos, como algumas bactérias e alguns fungos.

A respiração aeróbica compreende um conjunto de reações químicas que ocorre com a participação das enzimas presentes no hialoplasma e na mitocôndria. Por meio dela, retira-se energia das moléculas de glicose em três etapas consecutivas: a glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória. A glicólise ocorre no hialoplasma da célula, o ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial e a cadeia respiratória, nas cristas mitocondriais.

Tipos de respiração celular

Já vimos que nos seres vivos a energia química dos alimentos pode ou não ser extraída com a utilização do gás oxigênio. No primeiro caso, a respiração é chamada aeróbica. No segundo, anaeróbica.

• Respiração aeróbica

A respiração aeróbica se desenvolve sobretudo nas mitocôndrias, organelas citoplasmáticas que atuam como verdadeiras “usinas” de energia.

C6H12O6 + O 6 CO2 + 6 H2O + energia

Nessa equação, verifica-se que a molécula de glicose (C6H12O6) é “desmontada” de maneira a originar substâncias relativamente mais simples (CO2 e H2O). A “desmontagem” da glicose, entretanto, não pode ser efetuada de forma repentina, uma vez que a energia liberada seria muito intensa e comprometeria a vida da célula. É preciso, portanto, que a glicose seja “desmontada” gradativamente. Assim, a respiração aeróbica compreende, basicamente, três fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

Glicólise

Glicólise significa “quebra”. Nesse processo, a glicose converte-se em duas moléculas de um ácido orgânico dotado de 3 carbonos, denominado ácido pirúvico (C3H4O3). Para a ser ativada e tornar-se reativa a célula consome 2 ATP (armazena energia química extraída dos alimentos distribuindo de acordo com a necessidade da célula). No entanto, a energia química liberada no rompimento das ligações químicas da glicose permite a síntese de 4 ATP. Portanto, a glicólise apresenta um saldo energético positivo de 2 ATP.

Na conversão da glicose em ácido pirúvico, verifica-se a ação de enzimas denominadas desidrogenases, responsáveis, como o próprio nome diz, pela retirada de hidrogênios. Nesse processo, os hidrogênios são retirados da glicose e transferidos a dois receptores denominados NAD (nicotinamida adenina dinucleotídio). Cada NAD captura 2 hidrogênios. Logo, formam-se 2 NADH2.

Obs: A glicólise é um fenômeno que ocorre no hialoplasma, sem a participação do O2.

Ciclo de Krebs

O ácido pirúvico, formado no hialoplasma durante a glicose, penetra na mitocôndria, onde perde CO2, através da ação de enzimas denominadas descarboxilases. O ácido pirúvico então converte-se em aldeído acético.

O aldeído acético, pouco reativo, combina-se com uma substância chamada coenzima A (COA), originando a acetil-coenzima A (acetil-COA), que é reativa. Esta, por sua vez combina com um composto. Nesse momento inicia-se o ciclo de Krebs, fenômeno biológico ocorrido na matriz mitocondrial.

Da reação da acetil-CoA, ocorrem series de desidrogênações e descarboxilações até originar uma nova molécula de ácido oxalacético, definido um ciclo de reações, que constitui o ciclo de Krebs.

Cadeia respiratória

Essa fase ocorre nas cristas mitocondriais. Os hidrogênios retirados da glicose e presentes nas moléculas de FADH2 e NADH2 são transportados até o oxigênio, formando água. Dessa maneira, na cadeia respiratória o NAD e o FAD funcionam como transportadores de hidrogênios.

Na cadeia respiratória, verifica-se também a participação de citocromos, que tem papel de transportar elétrons dos hidrogênios. À medida que os elétrons passam pela cadeia de citocromos, liberam energia gradativamente. Essa energia é empregada na síntese de ATP.

Depois de muitos cálculos…, podemos dizer que o processo respiratório aeróbico pode, então, ser equacionado assim:

C6H12O6 + 6 O CO2 + 6 H2O + 38 ATP

• Respiração anaeróbica

O processo de extração de energia de compostos sem utilização de oxigênio (O2) é denominado respiração anaeróbica. Alguns organismos, como o bacilo de tétano, por exemplo, têm na respiração anaeróbica o único método de obtenção de energia – são os chamados anaeróbicos estritos ou obrigatórios. Outros como os levedos de cerveja, podem realizar respiração aeróbica ou anaeróbica, de acordo com a presença ou não de oxigênio – são por isso chamados de anaeróbicos facultativos.

Na respiração aeróbica, o O2 funciona como aceptor final de hidrogênios. Na respiração anaeróbica, também fica evidente a necessidade de algum aceptor de hidrogênios. Certas bactérias anaeróbicas utilizam nitratos, sulfatos ou carbonatos como aceptores finais de hidrogênios. Os casos em que os aceptores de hidrogênios são compostos orgânicos que se originam da glicólise. Esses tipos de respiração anaeróbica são chamados de fermentações.

Por: Mylle Diógenes Barros

Vídeo de como ocorre a respiração celular:


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