Respiração celular, Glicólise e ciclo de Krebs

Respiração celular, Glicólise e ciclo de Krebs

A maioria dos seres vivos consegue a energia necessária para as suas actividades através de reacções entre moléculas de alimentos e o oxigênio.

As principais etapas desse processo ocorrem nas mitocôndrias, onde é obtida a maior parte da energia.

Respiração Celular

Os organismos aeróbios obtêm a maior parte de energia de que necessitam através da respiração celular. Este fenómeno consiste na degradação da glicose em presença de oxigênio com a formação de ATP e libertação de energia.

Noção de ATP (adenosina trifosfato)

As moléculas acumulam energia sob a forma de ATP e compostos intermediário, que fazem a transferência de energia química dos alimentos (lípidos, glícidos, etc.) para a célula.

A ATP constituída por ATP molecular adenina (base azotada), uma ribose (açúcar com cinco átomos de carbono) e três grupos fosfato.

Respiração anaeróbia: quebra da glicose sem oxigênio.

Certos organismos vivos obtêm energia quebrando cadeias de carbono sem usar oxigênio. Esse processo denomina-se respiração anaeróbia ou fermentação.

Ainda hoje encontramos alguns organismos, como certas bactérias, que têm na fermentação sua única fonte de energia. Esses seres vivos são denominados de anaeróbios estritos ou obrigatórios. Outros, como a levedura de cerveja e a nossa célula muscular, podem optar pela respiração aeróbia ou pela fermentação, dependendo da presença ou não do oxigênio. Por esse motivo são denominados de anaeróbios facultativos.

Respiração aeróbia

A energia não pode ser criada nem destruída mas sim, convertida de uma forma em outra.

Os vegetais, por exemplo, transformam a energia luminosa em energia química, com a qual constroem suas cadeias de carbono. Essa energia fica armazenada nas ligações químicas das moléculas formadas. Ao se romperem essas ligações a energia é novamente liberada. O processo que, através da destruição das moléculas do carbono, liberta a energia química necessária ao metabolismo, é a respiração.

O motor de explosão e a célula: combustão e respiração

Uma das formas mais eficientes de retirar a energia contida nas ligações químicas de uma substância é provocar a reacção das suas moléculas com o oxigênio. É o que acontece quando se queima gasolina, madeira, ou quando a célula destrói suas cadeias de carbono. Neste processo, as ligações são rompidas e os átomos de carbono e hidrogênio vão estabelecer novas ligações com o oxigênio, formando gás carbônico e água.

A diferença entre a respiração celular e a combustão. No primeiro caso, as quebras são feitas gradativamente, libertando energia em pequenas quantidades, caso contrário, o calor produzido numa combustão mataria a célula.

A combustão é caracterizada por uma reacção violenta, libertando grande quantidade de energia num intervalo de tempo pequeno.

A principal fornecedora de energia para as células é a glicose.

Etapas da Respiração

• Glicólise
• Ciclo de Krebs
• Cadeia respiratória.

Na glicólise: a glicose é parcialmente quebrada, libertando uma pequena parte da energia que possui acumulada nas ligações. Sendo as energias necessárias a essas reacções encontradas no hialoplasma, onde ocorre o processo. Primeiro a molécula de glicose é activada por duas moléculas de ATP. Em seguida, ela é desidrogenada e, depois de passar por vários compostos intermediários, produz dois fragmentos de três carbonos, o ácido pirúvico.

Nesta etapa são produzidas duas moléculas de NAD.2 H e quatro moléculas de ATP. Mas 2ATP foram "gastas" no início do processo, na activação da glicose. Assim, há um saldo de 2ATP. Como o processo compreende uma série de reacções com vários compostos intermediários, a energia é libertada em pequenas quantidades.

Ciclo de Krebs

Essa etapa foi baptizada com o nome do bioquímico inglês Hans Krebs.

A molécula de ácido pirúvico, formada no citoplasma, penetra na matriz da mitocôndria, onde estão dissolvidas as enzimas que actuam nesta fase.

A molécula sofre várias retiradas de dióxido de carbono e desidrogenações sucessivas, passando por várias etapas intermediárias.

No final do ciclo são produzidas três moléculas de dióxido de carbono e 10 átomos de hidrogênio, dos quais dois são reconlhidos pelo FAD (flavina adenina dinucleotídeo), uma molécula semelhante ao NAD.

Os 8 H restantes são recolhidos pelo NAD. É produzido também um composto energético, o GTP (guanosina trifosfato), que depois é convertido em ATP. Como uma molécula de glicose produz duas de ácido pirúvico, há dois ciclos com produção do dobro dessas substâncias.

Fig. 11 – Principais etapas do ciclo de krebs

Cadeia transportadora de electrões

Os hidrogênios retirados da glicose ou compostos intermediários são levados até ao oxigênio por moléculas intermediárias (NAD, FAD e citocromos). As substâncias que transportam os átomos de hidrogênio e seus electrões não podem ficar espalhados na matriz da mitocôndria, pois devem estar arrumadas na sequência correspondente ao caminho que os electrões deverão seguir.

Esta organização é feita na membrana interna da mitocôndria.

Nesta etapa é produzida a maior parte de ATP.

Referências bibliográficas

MINEDH. Módulo 4 de Biologia: Citologia. Instituto De Educação Aberta e à Distância (IEDA), Moçambique, s/d.