Onde ocorre a respiração aeróbica

A respiração celular é um processo em que ocorre a extração de energia química presente nas moléculas de substâncias orgânicas. Assim, configura-se como uma maneira de obter e gerar energia por parte do organismo, sendo essencial para a sua sobrevivência, podendo ocorrer de duas maneiras: aeróbia ou anaeróbia.

Respiração aeróbia

A respiração é desenvolvida principalmente nas mitocôndrias, as quais funcionam como uma espécie de usina de energia. Quando isso acontece, há uma completa desmontagem da glicose, em que os átomos de carbono são separados em moléculas de CO2 e, em seguida, os átomos de hidrogênio, com alta energia, são removidos.

A respiração aeróbia pode ser dividida em três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória:

A Glicólise ocorre no hialoplasma. Nele a glicose é fragmentada em duas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3). Nesse momento, as enzimas desidrogenases entram em ação e retiram o hidrogênio da glicose, transferindo-o para os receptores NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo). Cada um captura dois hidrogênios, formando: 2NADH2.

No Ciclo de Krebs, o ácido pirúvico formado no processo anterior, entra na mitocôndria. Assim, por causa da ação das enzimas descarboxilases, ele perde CO2 e é convertido em aldeído acético. Devido ao aspecto pouco reativo desse último, ele integra-se à substância coenzima A (COA), em que é criada a reativa acetil-coenzima A (acetil-COA). Após ela ser combinada a um composto, o ciclo Krebs é iniciado na matriz mitocondrial.

Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa: nas cristas mitocondriais, os hidrogênios são retirados da glicose e movidos até o oxigênio. A partir disso, a água é formada. Nesse processo, também existe a presença de citocromos, responsáveis por transportar elétrons do hidrogênio. Enquanto isso ocorre, a energia é liberada de maneira gradativa. Esta última é também utilizada na síntese de ATP – Adenosina Trifosfato (armazenadora de energia).

Respiração anaeróbia

Nesse processo de função metabólica não existe a presença de oxigênio e a energia é oriunda da molécula ATP, formada pela base nitrogenada adenina, açúcar, além de três fosfatos. Essa ligação, quando necessário, é quebrada para a liberação de energia.

Nesse caso, a glicose será originada da alimentação ou reservas criadas pelo próprio organismo. Dessa forma, no citosol da célula, essa substância passa por diversas reações, ocasionadas por várias enzimas e, em seguida, o piruvato, também usado na respiração aeróbia, será gerado. Durante o processo de respiração anaeróbia, a molécula ADP (Fosfato de Adenosina) recebe fostato. Após isso, ocorre a formação da ATP.

Assim acontece o processo de fermentação para que coenzimas possam ser reoxidadas. Esse fenômeno é importante para a obtenção de produtos como: queijos, iogurte, vinho, cerveja, pães e outros.

Gostou?

Respiração Celular é o processo bioquímico que ocorre na célula para obtenção de energia, essencial para as funções vitais.

Acontecem reações de quebra das ligações entre as moléculas liberando energia. Pode ser realizado de duas formas: a respiração aeróbica (na presença do gás oxigênio do ambiente) e a respiração anaeróbica (sem o oxigênio).

A maioria dos seres vivos utiliza esse processo para obter energia para suas atividades. Através da respiração aeróbica é quebrada a molécula de glicose, produzida na fotossíntese pelos organismos produtores e obtida através da alimentação pelos consumidores.

Pode ser representada resumida na seguinte reação:

C6H12O6 + 6 O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O + Energia

O processo não é assim tão simples, na realidade, ocorrem diversas reações das quais participam várias enzimas e coenzimas que realizam sucessivas oxidações na molécula da glicose até o resultado final, em que é produzido gás carbônico, água e moléculas de ATP que carregam a energia.

O processo é dividido em três etapas para ser melhor compreendido, que são: a Glicólise, o Ciclo de Krebs e a Fosforilação Oxidativa ou Cadeia Respiratória.

Glicólise

A glicólise é o processo de quebra da glicose em partes menores, liberando energia. Essa etapa metabólica acontece no citoplasma da célula enquanto as seguintes são dentro da mitocôndria.

A glicose (C6H12O6) é quebrada em duas moléculas menores de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3).

Acontece em diversas etapas oxidativas envolvendo enzimas livres no citoplasma e moléculas de NAD, que fazem a desidrogenação das moléculas, ou seja, retiram os hidrogênios a partir dos quais serão doados os elétrons para a cadeia respiratória.

Por fim, há um saldo de duas moléculas de ATP (carregadoras de energia).

Ciclo de Krebs

Nessa etapa cada piruvato ou ácido pirúvico, originado na etapa anterior, entra na mitocôndria e passa por uma série de reações que resultarão na formação de mais moléculas de ATP.

Antes mesmo de iniciar o ciclo, ainda no citoplasma, o piruvato perde um carbono (descarboxilação) e um hidrogênio (desidrogenação) formando o grupo acetil [CH3−C(=O)−] e se une à coenzima A, formando acetil CoA.

Na mitocôndria, a acetil CoA se integra em um ciclo de reações oxidativas que irão transformar os carbonos presentes nas moléculas envolvidas em CO2(transportado pelo sangue e eliminado na respiração).

Através dessas sucessivas descarboxilações das moléculas será liberada energia (incorporada nas moléculas de ATP) e haverá transferência de elétrons (carregados por moléculas intermediárias) para a cadeia transportadora de elétrons.

Saiba mais:

Fosforilação Oxidativa

Essa última etapa metabólica, chamada de fosforilação oxidativa ou cadeia respiratória, é responsável pela maior parte da energia produzida ao longo do processo.

Há transferência de elétrons provenientes dos hidrogênios, que foram retirados das substâncias participantes nas etapas anteriores. Com isso, são formadas moléculas de água e de ATP.

Há muitas moléculas intermediárias presentes na membrana interna de células (procariontes) e na crista mitocondrial (eucariontes) que participam nesse processo de transferência e formam a cadeia de transporte de elétrons.

Essas moléculas intermediárias são proteínas complexas, tais como o NAD, os citocromos, a coenzima Q ou ubiquinona, entre outras.

Respiração Anaeróbica

Em ambientes onde o oxigênio é escasso, como regiões marinhas e lacustres mais profundas, os organismos precisam utilizar outros elementos para receber os elétrons na respiração.

É o que fazem muitas bactérias que utilizam compostos com nitrogênio, enxofre, ferro, manganês, entre outros.

Certas bactérias são incapazes de realizar a respiração aeróbia pois não possuem as enzimas que participam do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória.

Esses seres podem até morrer na presença do oxigênio e são chamados anaeróbios estritos, um exemplo é a bactéria causadora do tétano.

Outras bactérias e fungos são anaeróbicos facultativos, pois realizam a fermentação como processo alternativo à respiração aeróbica, quando não existe oxigênio.

Na fermentação, não há a cadeia transportadora de elétrons e são substâncias orgânicas que recebem os elétrons.

Há diferentes tipos de fermentação que produzem compostos a partir da molécula de piruvato, por exemplo: o ácido lático (fermentação lática) e o etanol (fermentação alcoólica).

Saiba mais sobre o Metabolismo energético.