Respiração celular

Respiração celular é o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia que poderão ser usadas nos processos vitais.[1] Ela pode ser de dois tipos, respiração anaeróbia (sem utilização de oxigênio) e respiração aeróbia (com utilização de oxigênio).

A respiração celular é o processo de obtenção de energia mais utilizado pelos seres vivos. Na respiração, ocorre a liberação de dióxido de carbono, energia e água e o consumo de oxigênio e glicose, ou outra substância orgânica, tal como lipídios.

A organela responsável por essa respiração é a mitocôndria.

Do ponto de vista da fisiologia, o processo pelo qual um organismo vivo troca oxigênio e dióxido de carbono com o seu meio ambiente é chamado de ventilação, respiração ocorre apenas na célula, operação executada pela mitocôndria.

Do ponto de vista da bioquímica, respiração celular é o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia que possa ser usada nos processos vitais.

A respiração celular processa-se nas seguintes etapas:

O processo básico da respiração celular é a quebra da glicose ou Glicólise, que se pode expressar pela seguinte equação química:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia

Nutrientes (energia química) + O2 → CO2 + H2O + Energia(alguma que se perde sob a forma de calor e outra parte armazena-se sob a forma de ATP)

Este artigo centra-se nos fenómenos da respiração celular, que se processa segundo duas sequências básicas:

Glicólise(ocorrida no citosol) e Oxidação do piruvato(ocorrida na matriz mitocondrial) através de um de dois processos: Respiração aeróbia ou Respiração anaeróbia

Oxidação do piruvatoEditar

De acordo com o tipo de metabolismo, existem duas sequências possíveis para a oxidação do piruvato proveniente da glicólise:

  • 1. Neste primeiro processo, a oxidação do piruvato ocorre em uma respiração aeróbia, produzindo em seguida Acetilcoenzima A, iniciando assim o Ciclo de Krebs, como é demonstrado abaixo:

Piruvato → Acetil-Coa

Nesta etapa ocorre a entrada de NAD e CoA-SH.

O piruvato gerado na glicólise sofre desidrogenação e descarboxilação catalisado pelo complexo piruvato-desidrogenase, durante essas reações é adicionada a coenzima A, desta forma a partir de cada piruvato produz-se um acetil-CoA, iniciando logo em seguida o Ciclo de Krebs

Durante a glicólise pode ocorrer a falta de O2 gerando outras reações:

  • 2.Nesta etapa a oxidação do piruvato ocorre em uma reação anaeróbia

Oxidação Incompleta da Glicose:

Glicose → Piruvato → Ácido láctico

Na ausência de O2 ou em situação de hipóxia, a cadeia respiratória fica bloqueada ou parcialmente bloqueada, por isso os NADH e FADH2 gerados nas reações de oxiredução não podem ser oxidados. Assim fica faltando NAD e FAD para as reações de desidrogenação. Com isso, o ciclo de Krebs não pode ocorrer ficando totalmente bloqueado na falta de O2. Se houvesse uma forma de repor NAD e FAD sem o envolvimento da cadeia respiratória o ciclo poderia continuar ocorrendo. Na oxidação da glicose na ausência de O2, o NADH produzido não irá para a cadeia respiratória; da mesma forma, o piruvato não dará origem ao acetil-CoA. Assim fica acumulado NADH e piruvato. Para que a glicólise mantenha-se, o NADH acumulado transfere seus elétrons e P+ para o piruvato, originando ácido láctico e regenerando o NAD. Isto representa uma via alternativa de oxidação do NADH. Na oxidação incompleta o rendimento de ATP cai para apenas dois.

Respiração aeróbicaEditar

A respiração aeróbia requer oxigênio. Na glicólise, é formado o piruvato (também chamado de ácido pirúvico) bem como 2 ATP. Cada piruvato que entra na mitocôndria e é oxidado a um composto com dois carbonos (acetato) que depois é combinado com a Coenzima-A, com a produção de NADH e libertação de CO2. De seguida, inicia-se o Ciclo de Krebs. Neste processo, o grupo acetil é combinado com compostos com quatro carbonos formando o citrato (6C). Por cada ciclo que ocorre liberta-se 2CO2, NADH e FADH2. No ciclo de Krebs obtém-se 2 ATPs. Numa última fase - cadeia transportadora de elétrons (ou fosforilação oxidativa) os elétrons removidos da glicose são transportados ao longo de uma cadeia transportadora,criando um gradiente protónico que permite a fosforilação do ADP[desambiguação necessária]. O aceptor final de elétrons é o O2, que, depois de se combinar com os elétrons e o hidrogênio, forma água.

Respiração anaeróbicaEditar

A respiração anaeróbia envolve um receptor de elétrons diferente do oxigênio e existem vários tipos de bactérias capazes de usar uma grande variedade de compostos como receptores de elétrons na respiração: compostos nitrogenados, tais como nitratos e nitritos, compostos de enxofre, tais como sulfatos, sulfitos, dióxido de enxofre e mesmo enxofre elementar, dióxido de carbono, compostos de ferro, de manganês, de cobalto e até de urânio.

No entanto, para todos estes, a respiração anaeróbia só ocorre em ambientes onde o oxigénio é escasso, como nos sedimentos marinhos e lacustres ou próximo de nascentes hidrotermais submarinas.

Uma das sequências alternativas à respiração anaeróbia é a fermentação, um processo em que o piruvato é apenas parcialmente oxidado, não se segue o ciclo de Krebs e não há produção de ATP numa cadeia de transporte de eléctrons. No entanto, a fermentação é útil para a célula porque regenera o dinucleótido de nicotinamida e adenina (NAD), que é consumido durante a glicólise.

Os diferentes tipos da fermentação produzem vários compostos diferentes, como o etanol (o álcool das bebidas alcoólicas, produzido por vários tipos de leveduras e bactérias) ou o ácido láctico do iogurte.

Outras moléculas, como NO2, SO2 são os aceptores finais na cadeia de transporte de elétrons.

Ver tambémEditar

ReferênciasEditar

  1. «Respiração celular». Encyclopædia Britannica Online (em inglês). Consultado em 19 de maio de 2020 
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