Facebook do Portal São Francisco Google+
+ circle
Home  Respiração Celular  Voltar

Respiração Celular

Respiração Celular

As mitocôndrias são organóides presentes em todas as células eucarióticas, animais ou vegetais, cuja atividade se relaciona com o metabolismo energético das células e com a produção de ATP na respiração aeróbica.

As mitocôndrias possuem o seu próprio DNA, alguns ribossomos e a capacidade de sintetizar proteínas. Podem se replicar e sempre se originam de mitocôndrias preexistentes. Essas são algumas das características comuns entre as mitocôndrias e os cloroplastos. As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas, entre as quais há um espaço de cerca de 60 ângstrons.

A membrana externa é lisa, enquanto a membrana interna é provida de numerosas pregas chamadas cristas mitocondriais. O espaço interno da mitocôndria é a matriz mitocondrial. As atividades das mitocôndrias são compartimentadas, ou seja, há uma divisão topográfica entre elas. Algumas acontecem na matriz mitocondrial, enquanto outras se processam junto das cristas mitocondriais.

Etapas da Respiração Aeróbica

A maior rentabilidade da respiração aeróbica em relação à fermentação é explicada pela completa "desmontagem" da molécula da glicose, com seus átomos de carbono separados em moléculas de CO2, e a total remoção dos seus átomos de hidrogênio ricos em energia. A respiração aeróbica (muitas vezes chamada, apenas, de respiração celular) é dividida em 3 etapas: a glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória.

A glicólise

Essa etapa da respiração aeróbica é praticamente idêntica à fermentação. Todas as etapas da glicose acontecem no hialoplasma. Inicialmente, a molécula da glicose recebe 2 grupos fosfato, convertendo-se em frutose 1,6-P:

glicose + 2 ATP ===> frutose 1,6-P + 2 ADP

A seguir, essa molécula é fragmentada em duas moléculas com 3 átomos de carbono cada.

frutose 1,6-P + 4 ADP ===> 2 ácido pirúvico + 4 ATP

Nessa quebra, duas moléculas de NAD (nicotinamida-adenina-dinucleotídeo) recolhem átomos de hidrogênio com elétrons ricos em energia, convertendo-se em duas moléculas de NADH. Essas duas moléculas de NADH irão levar esses átomos de hidrogênio para o interior das mitocôndrias.

A seguir, uma nova oxidação transforma cada molécula de ácido pirúvico em uma molécula de acetil coenzima-A (ou acetil Co-A). Nessa passagem, mais duas moléculas de NAD se convertem em NADH.

2 ácido pirúvico + 2 co-A + 2 NAD ===> 2 acetil Co-A + 2 NADH + 2 CO2

Até a presente etapa, a partir de uma molécula de glicose foram formadas duas moléculas de acetil Co-A, duas moléculas de CO2, duas moléculas de ATP e quatro moléculas de NADH.

A transformação do ácido pirúvico em acetil Co-A se dá na membrana das mitocôndrias. Portanto, todas as etapas posteriores irão se desenvolver no interior desse organóide citoplasmático, e não mais no hialoplasma.

O ciclo de Krebs

Na década de 1930, foi descoberta uma seqüência cíclica de reações, que se tornou conhecida por ciclo de Krebs (também chamado ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos). Todas as etapas desse ciclo acontecem no interior das mitocôndrias, mais especificamente na matriz mitocondrial.

Esse ciclo remove os átomos de hidrogênio ricos em energia do acetil Co-A. Com a retira dos átomos de hidrogênio, há liberação dos átomos de carbono na forma de CO2, que deixa a célula como o produto estável da respiração aeróbica.

Cada volta do ciclo de Krebs é movimentada por uma molécula de acetil Co-A. As principais etapas são representadas a seguir. Não há nenhum interesse em memorizá-las. São colocadas apenas para que possamos localizar os pontos de maior liberação de energia química.

Respiração Celular

Inicialmente, a molécula do acetil Co-A se funde a uma molécula de ácido oxalacético. A molécula resultante da fusão, o ácido cítrico, tem seis átomos de carbono. Em algumas etapas dessa seqüência cíclica são perdidos átomos de carbono e átomos de hidrogênio. Os átomos de carbono entram na formação de moléculas de CO2, liberadas pela célula. Os átomos de hidrogênio, ricos em energia, são recolhidos por aceptores. Um deles é o NAD, anteriormente citado. O outro é o FAD (flavina-adenina-dinucleotídeo). Em uma das etapas da seqüência, a energia liberada é suficiente para que uma molécula de ADP se converta em ATP.

Portanto, em cada volta do ciclo de Krebs, são geradas duas moléculas de CO2, uma molécula de ATP, três moléculas de NADH e uma de FADH. Como cada molécula de glicose origina duas moléculas de acetil Co-A, permite que o ciclo de Krebs seja adicionado duas vezes. No total, o ciclo de Krebs produz, por molécula de glicose:

4 moléculas de CO2

2 moléculas de ATP

6 moléculas de NADH

2 moléculas de FADH

As moléculas de CO2 são liberadas pela célula, juntamente com as outras geradas na glicólise, totalizando seis moléculas. As duas moléculas de ATP se tornam disponíveis para serem empregadas nas diversas formas de trabalho celular. As seis moléculas de NADH e as duas de FADH irão levar os átomos de hidrogênio que estão conduzindo para a cadeia respiratória, última etapa da respiração aeróbica.

A cadeia respiratória

A cadeia respiratória, também conhecida como cadeia transportadora de elétrons, é composta de uma série de enzimas aceptoras de elétrons, os citocro-mos. Todos eles estão presentes junto das cristas mitocondriais, onde a cadeia respiratória acontece.

Os citocromos são proteínas dotadas de um anel central, com íons ferro. Quando um citocromo recebe um par de elétrons, os seus íons Fe+++ se transformam em íons Fe++. Quando o par de elétrons é cedido para o citocromo seguinte, os íons ferro retornam ao seu estado inicial. Os pares de elétrons provenientes dos átomos de hidrogênio, ao passarem de um citocromo para outro, vão liberando energia e alcançando níveis energéticos progressivamente mais baixos. Ao mesmo tempo, os prótons H+ circulam pelo espaço existente entre as membranas interna e externa das mitocôndrias.

Em algumas etapas da passagem dos pares de elétrons pela cadeia respiratória, a energia liberada é suficiente para que uma molécula de ADP seja ligada a mais um grupo fosfato, formando uma molécula de ATP. Como essa fosforilação se faz graças à energia proveniente da oxidação da glicose, é chamada fosforilação oxidativa.

Quando os elétrons entram na cadeia respiratória vindos dos átomos de hidrogênio trazidos pelo NADH, permitem a produção de três moléculas de ATP. Quando são trazidos pelo FADH, apenas duas moléculas de ATP são geradas.

No final da passagem dos pares de elétrons pela cadeia transportadora, eles são recolhidos, juntamente com os seus respectivos prótons H+, pelo oxigênio, o que resulta em moléculas de água. O oxigênio é o aceptor final de elétrons da cadeia respiratória.

Respiração Celular
2 e- + 2 H+ + 1/2 O2 ===> H2O

A falta de oxigênio faz com que os elétrons não sejam removidos do complexo de citocromos. Retrogradamente, os outros componentes da cadeia respiratória passam a reter elétrons, por não poder passá-los adiante. Com a parada na progressão dos pares de elétrons, cessa a produção de ATP e a célula morre por falência energética.

Balanço Energético da Respiração Aeróbica.

Até a década de 1980, admitia-se a rentabilidade energética da respiração aeróbica como sendo de 38 moléculas de ATP por molécula de glicose degradada. Entretanto, com a descoberta de que a molécula de NADH produzida fora da mitocôndria origina apenas duas moléculas de ATP, esse valor foi revisto. Hoje, considera-se como correto que uma molécula de glicose produz, na respiração aeróbica, 36 moléculas de ATP.

Há algumas células, como as células do coração, do fígado e dos rins humanos, que obtêm rendimento de 38 moléculas de ATP por molécula de glicose. Entretanto, para a maioria delas, o rendimento é de 36 moléculas de ATP.

Equação Geral da Respiração Aeróbica

C6h62O6 + 6 O2 + 36 ADP ===> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP

Fonte: www.ocorpohumano.com.br

Respiração Celular

Toda a atividade da célula requer energia, e esta, é obtida através da mitocôndria. Esta organela é a responsável pela produção de energia através de um processo conhecido como respiração celular.

Como ocorre

Para obter energia, a célula obrigatoriamente precisa de glicose. Isto ocorre da seguinte forma: a mitocôndria quebra a molécula de glicose introduzindo oxigênio no carbono, capturando, assim, sua energia. Após este processo, sobrará apenas o gás carbônico, que sairá na expiração.

No caso das plantas, a glicose é produzida através da fotossíntese. Neste processo, a planta recebe gás carbônico do ar e energia do sol para fazer esta composição química. A medida que ela produz glicose, elimina oxigênio.

A mitocôndria faz exatamente o contrário do que ocorre na fotossíntese, ou seja, ela retira sua energia através da quebra da glicose e libera gás carbônico.

Em química orgânica sabemos que a ligação de carbono com carbono é energética, assim, em busca deste combustível indispensável às suas atividades, a mitocôndria o retirará dos átomos de carbono.

É importante sabermos que para se extrair energia das substâncias, é necessária a presença de oxigênio, e é desta forma (introduzindo oxigênio no carbono) que a mitocôndria retira a ligação energética dos átomos de carbono.

Fonte: www.todabiologia.com

voltar 12avançar
Sobre o Portal | Política de Privacidade | Fale Conosco | Anuncie | Indique o Portal