1.5. Respiração celular

A respiração celular é um processo bioenergético de extracção da energia contida na matéria orgânica, transformando-a em matéria inorgânica.

É importante para a manutenção da Vida, pois fornece energia às células para desempenhar as funções vitais. Há dois tipos de respiração;

• anaeróbia – é um processo de extracção de energia dos compostos orgânicos sem uso de oxigénio. Por exemplo, fermentação;
• aeróbia – ocorre nas mitocôndrias, com a transformação da matéria orgânica em inorgânica e libertação de energia com consumo de oxigénio.

Fermentação

A fermentação consiste num conjunto de reacções enzimáticas de transformações da matéria orgânica em inorgânica com libertação de energia sem uso do oxigénio. A fermentação ocorre no hialoplasma e liberta apenas 2 ATP. É constituída por duas fases:

• Activação da glicose;
• Transformação.

A glicose é activada por duas moléculas de ATP originando um aldeído e uma cetona de três átomos de carbono que, em seguida, se transformam em ácido pirúvico (piruvato) devido à intervenção da coenzima NAD, que se transforma em NADH.

A transformação do acido pirúvico pode ocorrer de formas diferentes originando os diferentes tipos de fermentação.

A fermentação é de extrema importância na indústria. Há diferentes tipos de fermentação.

• Fermentação alcoólica: em algumas bactérias, leveduras, Saccharomyces, a glicose sofre glicólise e origina duas moléculas de ácido pirúvico, 2 NADH e 2 ATP. Este acido origina o álcool etílico e liberta dióxido de carbono. O di6xido de carbono obtido é usado na produção de pão, bolos e outros produtos; o álcool é usado na produção de bebidas alcoólicas.
• Fermentação láctica: as moléculas do acido pirúvico que se formam são imediatamente transformadas em acido láctico com a libertação de dióxido de carbono. O ácido láctico é usado na produção de coalhada, iogurtes e queijo.
• Fermentação acética: as moléculas de piruvato são transformadas em acido acético e dióxido de carbono. Este tipo de fermentação origina o vinagre.

Figura 26: Esquema da fermentação láctica.

Respiração aeróbia

A fermentação é um processo que liberta pouca quantidade de energia e não é suficiente para a sobrevivência de seres superiores. O processo aeróbio é mais eficiente na transformação da matéria orgânica em inorgânica, pois liberta muita energia: 36 a 38 ATP. A equação de reacção da respiração aeróbia é a seguinte:

 A respiração aeróbia ocorre por fases:

• Glicólise;
• Ciclo de Krebs;
• Cadeia respiratória ou transportadora de electrões.

A glicólise ocorre no citoplasma – a glicose é oxidada formando duas moléculas do ácido pirúvico que se combinam com NAD⁺. Este recebe hidrogénios (reduzido), transformando-os em NADH, e liberta 2 ATP.

Figura 27: Esquema da glicólise.

As moléculas do ácido pirúvico combinam-se com a coenzima A, originando acetilcoenzima A e libertam dióxido de carbono.

Cada molécula de acetil-coenzima A reage com o ácido oxalacético formando o ácido cítrico, que se transforma sucessivamente em outros compostos, libertando o CO. O ácido cítrico regenera o ácido oxalacético e o ciclo pode continuar.

Durante o ciclo, o NAD e FAD (aceitadores de electrões e iões de hidrogénio) conduzem síntese de ATP na cadeia respirat6ria. Este é o ciclo de Krebs.

Durante o ciclo de Krebs, ocorre:

• Formação de duas moléculas de CO₂;
• Libertação de 8H⁺ aceites por NAD e FAD, transformando-se em NADH e FADH, que conduzem os iões até à cadeia respiratória;
• Formação de ATP.

Os iões de hidrogénio libertados na glicólise e no ciclo de Krebs são conduzidos através de NADH e FADH para a cadeia respiratória, onde se combinam com o oxigénio.

Antes dos H⁺ reagirem com o oxigénio, seguem uma longa trajectória, transportados pelos citocromos até chegar ao aceitador final (o oxigénio). Os passam de substância em substância até chegar ao aceitador final O.

A oxidação de uma molécula de NADH origina 3 moléculas de ATP. A de uma molécula de FADH dá origem a 2 moléculas de ATP. Assim, o balanco energético da respiração celular representa-se na seguinte tabela:

Bibliografia

MANJATE, Maria Amália; ROMBE, Maria Clara. Biologia 12ª Classe – Pré-universitário. 1ª Edição. Longman Moçambique, Maputo, 2010.