{"id":25524,"date":"2015-12-09T00:00:00","date_gmt":"2015-12-09T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisco\/uncategorized\/respiracao-celular-4\/"},"modified":"2026-09-01T17:49:32","modified_gmt":"2026-09-01T17:49:32","slug":"respiracao-celular-4","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisco\/biologia-2\/respiracao-celular-4\/","title":{"rendered":"Respira\u00e7\u00e3o Celular"},"content":{"rendered":"\n \n\nA respira\u00e7\u00e3o celular<\/strong> \u00e9 o processo pelo qual a energia qu\u00edmica de mol\u00e9culas de “comida” \u00e9 libertado e parcialmente captada sob a forma de ATP.\n\nOs hidratos de carbono, gorduras, prote\u00ednas e podem ser utilizados como combust\u00edveis na respira\u00e7\u00e3o celular, mas a glucose \u00e9 mais vulgarmente utilizado como um exemplo para examinar as rea\u00e7\u00f5es e as vias envolvidas.\n\nVis\u00e3o geral da respira\u00e7\u00e3o<\/strong>\n\nPodemos dividir a respira\u00e7\u00e3o celular em tr\u00eas processos metab\u00f3licos: <\/b>glic\u00f3lise, o ciclo de Krebs e fosforila\u00e7\u00e3o oxidativa.\n\nCada um destes ocorre numa regi\u00e3o espec\u00edfica da c\u00e9lula:<\/b>\n
1. <\/strong>Glic\u00f3lise ocorre no citosol.\n2. <\/strong>O ciclo de Krebs tem lugar na matriz da mitoc\u00f4ndria.\n3.<\/strong> Fosforila\u00e7\u00e3o oxidativa por meio da cadeia de transporte el\u00e9tron \u00e9 realizado na membrana mitocondrial interna.<\/blockquote>\nNa aus\u00eancia de oxig\u00eanio, a respira\u00e7\u00e3o \u00e9 constitu\u00edda por duas vias metab\u00f3licas<\/strong>: glic\u00f3lise e de fermenta\u00e7\u00e3o. Ambos ocorrem no citosol.\n

Respira\u00e7\u00e3o Celular – O que \u00e9<\/h4>\nA respira\u00e7\u00e3o celular refere-se ao caminho bioqu\u00edmico pelo qual as c\u00e9lulas liberam energia a partir das liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas de mol\u00e9culas dos alimentos e fornecem a energia para os processos essenciais da vida.\n\nTodas as c\u00e9lulas vivas devem realizar a respira\u00e7\u00e3o celular.\n\nEle pode ser a respira\u00e7\u00e3o aer\u00f3bica<\/strong> , na presen\u00e7a de oxig\u00eanio ou de respira\u00e7\u00e3o anaer\u00f3bia.\n\nC\u00e9lulas procariotas<\/strong> realizam a respira\u00e7\u00e3o celular dentro do citoplasma ou sobre as superf\u00edcies interiores das c\u00e9lulas.\n\nMais \u00eanfase aqui vai ser colocado em c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas<\/strong> onde as mitoc\u00f4ndrias<\/strong> s\u00e3o o local da maioria das rea\u00e7\u00f5es.\n\nA moeda de energia dessas c\u00e9lulas \u00e9 ATP<\/strong> , e uma maneira de ver o resultado da respira\u00e7\u00e3o celular \u00e9 como um processo de produ\u00e7\u00e3o de ATP.\n

A respira\u00e7\u00e3o aer\u00f3bica<\/h4>\nA respira\u00e7\u00e3o aer\u00f3bica<\/strong>, ou respira\u00e7\u00e3o celular<\/strong>, na presen\u00e7a de oxig\u00eanio, utiliza o produto final da glic\u00f3lise (piruvato) no ciclo do TCA para produzir muito mais moeda de energia na forma de ATP que pode ser obtido a partir de qualquer via anaer\u00f3bica. A respira\u00e7\u00e3o aer\u00f3bica \u00e9 caracter\u00edstica de c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas quando t\u00eam de oxig\u00eanio suficiente e mais do que ocorre nas mitoc\u00f4ndrias.\n

Respira\u00e7\u00e3o anaer\u00f3bica<\/h4>\nO primeiro passo para a respira\u00e7\u00e3o celular em todas as c\u00e9lulas vivas \u00e9 a glic\u00f3lise, que pode ter lugar sem a presen\u00e7a de oxig\u00eanio molecular. Se o oxig\u00eanio est\u00e1 presente na c\u00e9lula, a c\u00e9lula pode, posteriormente, tirar proveito da respira\u00e7\u00e3o aer\u00f3bica atrav\u00e9s do ciclo de TCA para produzir muito mais utiliz\u00e1vel de energia na forma de ATP que qualquer via anaer\u00f3bica.\n\nNo entanto, as vias anaer\u00f3bias s\u00e3o importantes e s\u00e3o a \u00fanica fonte de ATP para muitas bact\u00e9rias anaer\u00f3bias.\n\nAs c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas tamb\u00e9m recorrer a vias anaer\u00f3bias se o seu suprimento de oxig\u00eanio \u00e9 baixo. Por exemplo, quando as c\u00e9lulas musculares est\u00e3o trabalhando muito duro e esgotar seu suprimento de oxig\u00eanio, eles utilizam a via anaer\u00f3bia de \u00e1cido l\u00e1ctico para continuar a fornecer ATP para a fun\u00e7\u00e3o celular.\n\nSe a glic\u00f3lise produz duas mol\u00e9culas de ATP, de modo que \u00e9 o primeiro passo de respira\u00e7\u00e3o anaer\u00f3bia. piruvato, o produto da glic\u00f3lise, pode ser utilizado na fermenta\u00e7\u00e3o para produzir etanol e NAD +. ou para a produ\u00e7\u00e3o de lactato e NAD +..\n\nA produ\u00e7\u00e3o de NAD +. \u00e9 crucial porque requer que a glic\u00f3lise e acabaria quando o seu abastecimento se esgotou, o que resulta em morte celular.\n

C\u00e9lulas procariotas<\/h4>\nAs bact\u00e9rias s\u00e3o exemplos de procariotas tipo de c\u00e9lula . Um exemplo \u00e9 a E. coli . Em geral, as c\u00e9lulas procari\u00f3ticas s\u00e3o aqueles que n\u00e3o t\u00eam um n\u00facleo ligado \u00e0 membrana. De fato, “pr\u00f3-karyotic” \u00e9 a palavra grega para “antes de n\u00facleo”. Al\u00e9m das bact\u00e9rias, as cianobact\u00e9rias (algas azuis) s\u00e3o um grande grupo de procariontes. H\u00e1 poucas estruturas internas bem distintos em procariotas, em contraste com o grande n\u00famero de organelas distintas em eucariotos.\n\nO outro dom\u00ednio dos procariotas \u00e9 composta pelos organismos chamados arqueobact\u00e9rias , que s\u00e3o antigas formas de vida que podem viver em ambientes extremos.\n\nA informa\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica de procariotas (seu DNA) \u00e9 tipicamente na nucle\u00f3ide de cadeias de ADN, mas que pode ter o ADN adicional num loop chamado plasm\u00eddeo.\n

As c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas<\/h4>\nA maior parte da vida, que \u00e9 vis\u00edvel a olho nu \u00e9 composta de c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas. Estas c\u00e9lulas s\u00e3o caracterizados por um n\u00facleo ligado \u00e0 membrana, e v\u00e1rias c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas t\u00eam v\u00e1rios organelos ligados \u00e0 membrana para realizar tarefas espec\u00edficas de c\u00e9lulas.\n\nVida celular eucari\u00f3tica \u00e9 dividido em quatro reinos:<\/strong> protista, fungos, plantas e animais.\n

As mitoc\u00f4ndrias<\/h4>\n

\"Respira\u00e7\u00e3o\nF\u00e1bricas de energia da c\u00e9lula, a mitoc\u00f4ndria ATP fabrica\u00e7\u00e3o para abastecer todas as atividades da vida<\/strong><\/p>\nAs mitoc\u00f4ndrias<\/strong> s\u00e3o as f\u00e1bricas de energia das c\u00e9lulas . As taxas de energia para o trabalho que os animais devem fazer \u00e9 a mol\u00e9cula de trifosfato de adenosina rico em energia ( ATP ). O ATP \u00e9 produzido nas mitoc\u00f4ndrias usando a energia armazenada no alimento. Assim como os cloroplastos nas plantas atuam como f\u00e1bricas de a\u00e7\u00facar para o fornecimento de mol\u00e9culas ordenadas para a planta, a mitoc\u00f4ndria em animais e plantas agem para produzir as mol\u00e9culas de ATP ordenados como o fornecimento de energia para os processos da vida.\n\nUma c\u00e9lula animal t\u00edpico ter\u00e1 na ordem de 1000-2000 mitoc\u00f4ndrias. Assim, a c\u00e9lula ter\u00e1 uma s\u00e9rie de estruturas que s\u00e3o capazes de produzir uma grande quantidade de energia dispon\u00edvel. Esta produ\u00e7\u00e3o de ATP pela mitoc\u00f4ndria \u00e9 feito atrav\u00e9s do processo de respira\u00e7\u00e3o , o que, no essencial, \u00e9 a utiliza\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio em um processo que gera energia. Este \u00e9 um processo muito eficiente para o uso de energia do alimento para fazer ATP. Um dos benef\u00edcios do “exerc\u00edcio aer\u00f3bico” \u00e9 que ele melhora a capacidade do seu corpo para fazer ATP rapidamente usando o processo de respira\u00e7\u00e3o.\n\nTodas as c\u00e9lulas vivas possuem mitoc\u00f4ndrias. As c\u00e9lulas ciliadas e c\u00e9lulas da pele exteriores s\u00e3o as c\u00e9lulas mortas e n\u00e3o mais produzindo ativamente o ATP, mas todas as c\u00e9lulas t\u00eam a mesma estrutura. Algumas c\u00e9lulas t\u00eam mais mitoc\u00f4ndrias do que outros. Suas c\u00e9lulas de gordura t\u00eam muitas mitoc\u00f4ndrias porque armazenam uma grande quantidade de energia. As c\u00e9lulas musculares t\u00eam muitas mitoc\u00f4ndrias, o que lhes permite responder rapidamente \u00e0 necessidade de fazer o trabalho. As mitoc\u00f4ndrias ocupar de 15 a 20 por cento de c\u00e9lulas de f\u00edgado de mam\u00edfero de acordo com a Karp.\n

Trifosfato de adenosina<\/h4>\nTrifosfato de adenosina (ATP), \u00e9 considerado pelos bi\u00f3logos ser a moeda de energia de vida. \u00c9 a mol\u00e9cula de alta energia que armazena a energia que precisamos para fazer praticamente tudo o que fazemos. Encontra-se presente no citoplasma e do nucleoplasma de cada c\u00e9lula, e, essencialmente, todos os mecanismos fisiol\u00f3gicos que requerem energia para o funcionamento obt\u00ea-lo diretamente a partir do ATP armazenado. (Guyton) Como alimento nas c\u00e9lulas \u00e9 gradualmente oxidado, a energia libertada \u00e9 utilizado para re-formar o ATP, de forma que a c\u00e9lula sempre mant\u00e9m um fornecimento dessa mol\u00e9cula essencial.\n\nKarp cita uma estimativa de que mais de 2 x 10 26 mol\u00e9culas ou> 160 kg de ATP \u00e9 formado no corpo humano diariamente! ATP \u00e9 not\u00e1vel por sua capacidade de entrar em muitas rea\u00e7\u00f5es acopladas, tanto os de alimentos para extrair energia e com as rea\u00e7\u00f5es de outros processos fisiol\u00f3gicos para fornecer energia a eles.\n\nEm sistemas animais, o ATP \u00e9 sintetizado nas pequenas f\u00e1bricas de energia chamados mitoc\u00f4ndria por um processo chamado glic\u00f3lise.\n

\"Respira\u00e7\u00e3o\nEstrutura do ATP<\/strong><\/p>\nA estrutura da ATP tem um composto de carbono ordenado como uma espinha dorsal, mas a parte que \u00e9 realmente cr\u00edtico \u00e9 a parte de f\u00f3sforo – o trifosfato.\n\nTr\u00eas grupos de f\u00f3sforo est\u00e3o ligados por \u00e1tomos de oxig\u00eanio para o outro, e tamb\u00e9m existem oxig\u00eanios laterais ligados aos \u00e1tomos de f\u00f3sforo. Sob as condi\u00e7\u00f5es normais no corpo, cada um desses oxig\u00eanios tem uma carga negativa, e como voc\u00ea sabe, os el\u00e9trons quero estar com pr\u00f3tons – repelem as cargas negativas.\n\nEssas cargas negativas amontoados quer escapar – para ficar longe um do outro, para que haja uma grande quantidade de energia potencial.\n\nSe voc\u00ea remover apenas um destes grupos fosfato a partir do final, de modo que h\u00e1 apenas dois grupos fosfato, a mol\u00e9cula \u00e9 muito mais feliz. Esta convers\u00e3o de ATP a ADP \u00e9 uma rea\u00e7\u00e3o extremamente crucial para o fornecimento de energia para os processos vitais. Apenas o corte de um v\u00ednculo com o rearranjo que acompanha \u00e9 suficiente para libertar cerca de 7,3 quilocalorias por mol = 30,6 kJ \/ mol. Este \u00e9 aproximadamente o mesmo que a energia de um \u00fanico amendoim.\n\nOs seres vivos podem usar ATP como uma bateria. O ATP pode alimentar rea\u00e7\u00f5es necess\u00e1rias por perder um dos seus grupos de f\u00f3sforo para formar ADP, mas voc\u00ea pode usar a energia do alimento na mitoc\u00f4ndria para converter o ADP volta a ATP para que a energia est\u00e1 novamente dispon\u00edvel para fazer o trabalho necess\u00e1rio. Nas plantas, a energia solar pode ser utilizada para converter o composto menos ativo volta para a forma altamente energ\u00e9tico. Para os animais, voc\u00ea usa a energia de suas mol\u00e9culas de armazenamento de alta energia para fazer o que voc\u00ea precisa fazer para se manter vivo, e ent\u00e3o voc\u00ea “recarregar” los para coloc\u00e1-los de volta no estado de alta energia. A oxida\u00e7\u00e3o da glucose opera num ciclo chamado ciclo de TCA ou ciclo de Krebs , em c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas, para fornecer energia para a convers\u00e3o do ADP em ATP.\n

Respira\u00e7\u00e3o Celular – Rea\u00e7\u00f5es<\/h4>\nA respira\u00e7\u00e3o celular<\/strong> \u00e9 um conjunto de rea\u00e7\u00f5es bioqu\u00edmicas que ocorre na c\u00e9lula e que consiste na oxi-redu\u00e7\u00e3o de substratos org\u00e2nicos que ser\u00e3o reduzidos produzindo energia.\n\nEla pode ser classificada em tr\u00eas tipos: <\/strong>\n
Respira\u00e7\u00e3o aer\u00f3bica: <\/strong>O oxig\u00eanio \u00e9 utilizado como aceptor final na cadeia de transporte de el\u00e9trons. \nRespira\u00e7\u00e3o anaer\u00f3bica:<\/strong> N\u00e3o ocorre a utiliza\u00e7\u00e3o do oxig\u00eanio na cadeia de transporte de el\u00e9trons, ao inv\u00e9s dele \u00e9 usado outro composto inorg\u00e2nico como enxofre e nitrato. \nFermenta\u00e7\u00e3o:<\/strong> N\u00e3o ocorre utiliza\u00e7\u00e3o do oxig\u00eanio como tamb\u00e9m a cadeia de transporte de el\u00e9trons, ocorrendo apenas no citosol. O aceptor final de eletr\u00f3ns \u00e9 um composto org\u00e2nico e apresenta como produto um composto org\u00e2nico.<\/blockquote>\n

Obten\u00e7\u00e3o de energia pela c\u00e9lula: respira\u00e7\u00e3o celular<\/h4>\nA respira\u00e7\u00e3o celular<\/strong> \u00e9 o processo de oxida\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas de alimentos, como a glicose, em di\u00f3xido de carbono e \u00e1gua.\n\nAs c\u00e9lulas dos organismos vivos necessitam de energia para realizar os seus processos de crescimento e manuten\u00e7\u00e3o vital, entre os quais est\u00e3o os de sintetizar novas subst\u00e2ncias, realizar movimentos, estabelecer trocas passivas e ativas de subst\u00e2ncias atrav\u00e9s de membranas, produzir calor, eliminar res\u00edduos, desencadear processos de reprodu\u00e7\u00e3o, etc.\n\nPara obter essa energia realizam o processo de respira\u00e7\u00e3o celular que consiste basicamente no processo de extra\u00e7\u00e3o da energia qu\u00edmica armazenada nas mol\u00e9culas de glicose, com a participa\u00e7\u00e3o do oxig\u00eanio. \u00c9 um processo cont\u00ednuo, que acontece em todas as c\u00e9lulas dos seres aer\u00f3bios, tanto de dia como de noite.\n\nSe o mecanismo respirat\u00f3rio de entrada de O2 for paralisado num indiv\u00edduo, suas c\u00e9lulas deixam de dispor de energia necess\u00e1ria para o desempenho de suas fun\u00e7\u00f5es vitais e inicia-se, ent\u00e3o, um processo de desorganiza\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria viva, o que acarreta a morte do indiv\u00edduo.\n\nA respira\u00e7\u00e3o celular da maioria dos seres vivos se realiza dentro de uma estrutura com forma de chinelo:<\/strong> o mitoc\u00f4ndrio, que s\u00e3o verdadeiras \u0093Usinas\u0094 de energia.\n\nO n\u00famero de mitoc\u00f4ndrios de uma c\u00e9lula varia de alguns at\u00e9 centenas, dependendo se a c\u00e9lula realiza menos ou mais intensamente a respira\u00e7\u00e3o celular.\n

\"Respira\u00e7\u00e3o\nMitoc\u00f4ndrias – respira\u00e7\u00e3o celular<\/strong><\/p>\nNos organismos aer\u00f3bicos, a equa\u00e7\u00e3o simplificada da respira\u00e7\u00e3o celular pode ser assim representada:<\/strong>\n

C<\/strong>6<\/strong>H<\/strong>12<\/strong>O<\/strong>6<\/strong>+O<\/strong>2<\/strong>-> 6 CO<\/strong>2<\/strong> + 6 H<\/strong>2<\/strong>O + energia <\/strong><\/p>\nComo a energia \u00e9 liberada?<\/strong>\n\nUma maneira eficiente de liberar a energia contida nas liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas da glicose (C6h62O6) \u00e9 provocar a rea\u00e7\u00e3o de suas mol\u00e9culas com o oxig\u00eanio (O2).\n

(C<\/strong>6<\/strong>H<\/strong>12<\/strong>O<\/strong>6<\/strong>) + 6 O<\/strong>2<\/strong> -> 6 CO<\/strong>2<\/strong> + 6 H<\/strong>2<\/strong>O + energia <\/strong><\/p>\nNo entanto, a energia n\u00e3o \u00e9 liberada de uma vez s\u00f3, pois acarretaria uma libera\u00e7\u00e3o de uma quantidade muito grande de energia que n\u00e3o poderia ser aproveitada diretamente pela c\u00e9lula, acabando por ser perdida para o meio ambiente sob a forma de calor. Por isso, a glicose \u00e9 quebrada aos poucos, formando mol\u00e9culas menores e liberando pequenas por\u00e7\u00f5es energ\u00e9ticas que v\u00e3o sendo captadas por uma subst\u00e2ncia chamada ATP (trifosfato). Quando a c\u00e9lula precisa de energia para realizar algum trabalho, o ATP fornece a energia armazenada no seu terceiro fosfato e transforma-se em ADP, pronto para receber novo fosfato e armazenar outra por\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica nessa terceira liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, regenerando um novo ATP.\n\nNo entanto, grande parte da energia qu\u00edmica liberada durante a oxida\u00e7\u00e3o da glicose se transforma em calor que contribui para a manuten\u00e7\u00e3o de uma temperatura corp\u00f3rea em n\u00edveis que possibilitam a vida, compensando o calor que normalmente um organismo vivo cede para o ambiente, sobretudo nos dias de frio. Isso se verifica principalmente em aves e mam\u00edferos; em outros grupos, como os anf\u00edbios e os r\u00e9pteis, o organismo \u00e9 aquecido basicamente atrav\u00e9s de fontes externas de calor, quando, por exemplo, o animal se p\u00f5e ao sol.\n\nQuais s\u00e3o as etapas da respira\u00e7\u00e3o celular?<\/strong>\n\nAs transforma\u00e7\u00f5es sucessivas da glicose at\u00e9 chegar aos compostos inorg\u00e2nicos C<\/strong>6<\/strong>h<\/strong>6<\/strong>2O<\/strong>6<\/strong> e H2O permitem dividir a respira\u00e7\u00e3o celular em 3 etapas:<\/strong>\n\nGlic\u00f3lise <\/strong>\n\nNessa etapa, a glicose se quebra em duas mol\u00e9culas de \u00e1cido pir\u00favico, cada uma delas com 3 carbonos. Para essa quebra acontecer, a c\u00e9lula gasta 2 ATP e durante a mesma s\u00e3o produzidos 4 ATP. Portanto, a glic\u00f3lise apresenta um saldo energ\u00e9tico positivo de 2 ATP.\n\nNa convers\u00e3o da glicose em \u00e1cido piv\u00farico, verifica-se a a\u00e7\u00e3o de enzimas denominadas desidrogenases, respons\u00e1veis, como o pr\u00f3prio nome diz, pela retirada de hidrog\u00eanios da glicose e a sua transfer\u00eancia para uma subst\u00e2ncia chamada NAD. Cada NAD captura 2 Hidrog\u00eanios. Logo, formam-se 2 NADH2.\n

C<\/strong>6<\/strong>H<\/strong>12<\/strong>O<\/strong>6<\/strong> + 2 ATP + 2 NAD -> 2 CH<\/strong>3<\/strong>-CO-COOH +2 NADH<\/strong>2<\/strong> + 4 ATP <\/strong><\/p>\nComo se pode observar, nessa etapa n\u00e3o h\u00e1 necessidade de O2 .\n\nCiclo de Krebs<\/strong>\n\nAs duas mol\u00e9culas de \u00e1cido pir\u00favico formadas no citoplasma durante a glic\u00f3lise, entram no mitoc\u00f4ndrio. Ali cada mol\u00e9cula entra em um ciclo de rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas em seq\u00fc\u00eancia, onde ocorrem desidrogena\u00e7\u00f5es (perda de \u00edons H) e descarboxila\u00e7\u00f5es (perda de CO2). As 6 mol\u00e9culas de CO2 (3 para cada mol\u00e9cula de \u00e1cido pir\u00favico) s\u00e3o imediatamente eliminadas das c\u00e9lulas, em dire\u00e7\u00e3o ao meio externo.\n\nNessa fase, tamb\u00e9m n\u00e3o h\u00e1 presen\u00e7a ou necessidade de O2 .\n\nCadeia respirat\u00f3ria<\/strong>\n\nEssa fase ocorre nas cristas mitocondriais. Os \u00edons hidrog\u00eanios (H+) retirados da glicose s\u00e3o transportados, pela cadeia respirat\u00f3ria at\u00e9 o oxig\u00eanio, formando \u00e1gua. Durante a passagem pela cadeia, h\u00e1 libera\u00e7\u00e3o gradativa de energia, formando ATP.\n\nAo final, podemos dizer que temos como mat\u00e9ria prima e produtos o seguinte:<\/strong>\n

C<\/strong>6<\/strong>H<\/strong>12<\/strong>O<\/strong>6<\/strong> + 6 O<\/strong>2<\/strong> -> 6 CO<\/strong>2<\/strong> + 6 H<\/strong>2<\/strong>O + 38 ATP <\/strong><\/p>\nPara finalizar, \u00e9 importante chamar aten\u00e7\u00e3o de que a rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica geral da respira\u00e7\u00e3o celular \u00e9 o inverso da rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica da fotoss\u00edntese. Mais importante ainda, \u00e9 chamar a aten\u00e7\u00e3o de que a respira\u00e7\u00e3o \u00e9 um processo de libera\u00e7\u00e3o de energia realizado continuamente (noite e dia) pelos seres aer\u00f3bios sejam eles aut\u00f3trofos ou heter\u00f3trofos. Para exemplificar, podemos dizer que a respira\u00e7\u00e3o \u00e9 feita continuamente por todos os vegetais e animais, de dia e de noite.\n\nJ\u00e1 a fotoss\u00edntese \u00e9 um processo de armazenamento de energia no composto org\u00e2nico produzido (glicose) realizado somente pelos seres aut\u00f3trofos, pois s\u00f3 eles possuem clorofila, indispens\u00e1vel para a transforma\u00e7\u00e3o da energia luminosa em energia qu\u00edmica.\n\nDa mesma forma, a respira\u00e7\u00e3o celular utiliza O2 e libera CO2 enquanto que a fotoss\u00edntese faz o contr\u00e1rio. Em vista disso, podemos dizer que s\u00e3o processos qu\u00edmicos complementares, igualmente importantes e necess\u00e1rios.\n

Respira\u00e7\u00e3o Celular – C\u00e9lulas<\/h4>\nTodas as c\u00e9lulas vivas possuem uma elevada organiza\u00e7\u00e3o interna que \u00e9 composta pela associa\u00e7\u00e3o de subst\u00e2ncias org\u00e2nicas e inorg\u00e2nicas. O estado de organiza\u00e7\u00e3o interna n\u00e3o \u00e9 espont\u00e2neo nem permanente; e, por ser inst\u00e1vel, pode reverter muito facilmente ao estado inanimado. O que mant\u00e9m as caracter\u00edsticas que diferem o vivo do n\u00e3o-vivo \u00e9 uma entrada constante de energia.\n\nSegundo a Termodin\u00e2mica, h\u00e1 duas formas de energia:<\/strong> a energia livre ou utiliz\u00e1vel. a entropia ou energia n\u00e3o utiliz\u00e1vel.\n\nEm qualquer transforma\u00e7\u00e3o de energia, a energia livre (mais organizada e concentrada) tende a passar para uma forma menos organizada e menos concentrada, a entropia. As c\u00e9lulas precisam de energia para n\u00e3o se desestruturarem e para promoverem seus processos mec\u00e2nicos, el\u00e9tricos, osm\u00f3ticos, bioqu\u00edmicos.\n\nMas, ao utilizar esta energia, a c\u00e9lula a desorganiza e a dissipa, de modo que n\u00e3o pode voltar a us\u00e1-la. Portanto, as c\u00e9lulas, como unidades metab\u00f3licas, precisam de um fluxo de energia exterior que venha de uma fonte at\u00e9 elas. Pela natureza destas fontes, dividimos os seres vivos em aut\u00f3trofos e heter\u00f3trofos. Os aut\u00f3trofos t\u00eam a capacidade metab\u00f3lica de sintetizarem, para o seu sustento, mol\u00e9culas org\u00e2nicas a partir de subst\u00e2ncias inorg\u00e2nicas de baixo peso molecular, como a \u00e1gua e o g\u00e1s carb\u00f4nico.\n\nA fotoss\u00edntese \u00e9 um exemplo de processo anab\u00f3lico realizado por seres aut\u00f3trofos. Os seres heter\u00f3trofos n\u00e3o t\u00eam esta capacidade metab\u00f3lica e por isso precisam obter mat\u00e9ria org\u00e2nica pronta para sua nutri\u00e7\u00e3o.\n\nCatabolismo e Anabolismo<\/strong>\n\nA degrada\u00e7\u00e3o de compostos org\u00e2nicos com a finalidade de obten\u00e7\u00e3o de energia \u00e9 denominada catabolismo. O catabolismo libera energia qu\u00edmica potencial, parte da qual toma a forma de calor. J\u00e1 o conjunto de rea\u00e7\u00f5es que sintetizam mat\u00e9ria org\u00e2nica e protoplasma \u00e9 conhecido como anabolismo. A s\u00edntese de prote\u00ednas \u00e9 exemplo de atividade anab\u00f3lica importante nos processos de crescimento, substitui\u00e7\u00e3o tecidual e desenvolvimento do ser vivo. A fotoss\u00edntese tamb\u00e9m \u00e9 um important\u00edssimo processo bioqu\u00edmico anab\u00f3lico.\n\nO catabolismo libera energia qu\u00edmica, parte da qual toma a forma de calor. Um adulto de peso normal consome cerca de 2.500 kcal por dia. Esta energia \u00e9 necess\u00e1ria para a contra\u00e7\u00e3o muscular, para o transporte de subst\u00e2ncias e \u00edons atrav\u00e9s da membrana plasm\u00e1tica, para a produ\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas, enzimas e \u00e1cidos nucleicos, etc. Por exemplo, a forma\u00e7\u00e3o de uma liga\u00e7\u00e3o pept\u00eddica necessita de 0,5 a 4 kcal de energia, dependendo dos amino\u00e1cidos que ser\u00e3o ligados quimicamente.\n\nUm processo muito generalizado entre os seres vivos (desde bact\u00e9rias at\u00e9 mam\u00edferos) de obten\u00e7\u00e3o de energia \u00e9 a oxida\u00e7\u00e3o da glicose at\u00e9 di\u00f3xido de carbono e \u00e1gua. Se a glicose fosse queimada num forno, sua total oxida\u00e7\u00e3o liberaria 686 kcal\/mol. Nas c\u00e9lulas, a oxida\u00e7\u00e3o da glicose ocorre em etapas, sendo um processo parcelado de degrada\u00e7\u00e3o.\n\nDeste modo, a glicose \u00e9 quebrada por uma s\u00e9rie de rea\u00e7\u00f5es bioqu\u00edmicas, envolvendo um quantitativo numeroso de enzimas e produzindo uma s\u00e9rie igualmente numerosa de compostos intermedi\u00e1rios.\n\nDurante a oxida\u00e7\u00e3o da glicose, a energia \u00e9 tranferida para nucleot\u00eddios fosforilados:<\/strong> o trifosfato de guanosina (GTP), o trifosfato de citosina (CTP), o trifosfato de uracila (UTP) e o trifosfato de adenosina (ATP). Destes, o mais importante \u00e9 o ATP. Os outros nucleot\u00eddios fosforilados s\u00e3o convertidos em ATP.\n\nA coenzima A, tamb\u00e9m um nucleot\u00eddio, \u00e9 subst\u00e2ncia importante nos processos oxidativos da glicose. A figura a seguir (retirada de Alberts et al., 1997, p. 59) representa a f\u00f3rmula estrutural do trifosfato de adenosina e da coenzima A.\n\nAdenosina Trifosfato <\/strong>\n\nO ATP \u00e9 o nucleot\u00eddio trifosfatado mais importante. Ele participa das in\u00fameras rea\u00e7\u00f5es e processos metab\u00f3licos relacionados \u00e0 transfer\u00eancia e convers\u00e3o de tipos de energia. A hidr\u00f3lise do radical fosfato terminal do ATP, formando difosfato de adenosina (ADP) e fosfato inorg\u00e2nico, libera energia livre de 7,3 kcal\/mol, quantidade apropriada para as fun\u00e7\u00f5es celulares.\n\nA energia do ATP \u00e9 disponibilizada para as c\u00e9lulas pelo acoplamento da hidr\u00f3lise desta subst\u00e2ncia a rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas que requeiram energia. No hialoplasma, existe apenas uma pequena reserva de ATP, de tal maneira que, \u00e0 medida que ele \u00e9 utilizado, deve ser reposto por meio de rea\u00e7\u00f5es que fosforilam o ADP a ATP. Existem dois mecanismos de regenera\u00e7\u00e3o do ATP.\n\nO primeiro \u00e9 a fosforila\u00e7\u00e3o pelo n\u00edvel de substrato, em que um radical fosfato \u00e9 transferido para o ADP por um composto intermedi\u00e1rio, a fim de formar o ATP.\n\nEste tipo de fosforila\u00e7\u00e3o pode ocorrer na aus\u00eancia de oxig\u00eanio, condi\u00e7\u00e3o denominada de metabolismo anaer\u00f3bico.\n\nComo exemplo deste tipo de fosforila\u00e7\u00e3o, temos:<\/strong> a glic\u00f3lise (primeira etapa da respira\u00e7\u00e3o celular) e a fermenta\u00e7\u00e3o. O segundo mecanismo de produ\u00e7\u00e3o de ATP \u00e9 a fosforila\u00e7\u00e3o oxidativa, que ocorre nas membranas internas das organelas denominadas mitoc\u00f4ndrias, e que exige a presen\u00e7a de oxig\u00eanio molecular.\n\nA fosforila\u00e7\u00e3o oxidativa produz a maior parte do ATP utilizado pelo organismo. O conjunto das rea\u00e7\u00f5es que comp\u00f5em a fosforila\u00e7\u00e3o oxidativa \u00e9 chamado metabolismo aer\u00f3bico.\n\nCarreadores de el\u00e9trons:<\/strong> NAD e FAD\n\nAs rea\u00e7\u00f5es metab\u00f3licas que degradam a glicose e obt\u00eam energia para a c\u00e9lula s\u00e3o do tipo oxida\u00e7\u00e3o-redu\u00e7\u00e3o (tamb\u00e9m denominada oxirredu\u00e7\u00e3o). Quando um composto qu\u00edmico (mol\u00e9cula, \u00edon) perde el\u00e9tron ou higrog\u00eanio, diz-se que houve oxida\u00e7\u00e3o. Ao contr\u00e1rio, se uma esp\u00e9cie qu\u00edmica ganha el\u00e9tron ou hidrog\u00eanio, observa-se uma redu\u00e7\u00e3o.\n\nA maior parte da energia da glicose \u00e9 retirada por meio de rea\u00e7\u00f5es de oxirredu\u00e7\u00e3o. Nestas rea\u00e7\u00f5es participam subst\u00e2ncias conhecidas como coenzimas. As mais importantes coenzimas carreadoras de el\u00e9trons s\u00e3o o dinucleot\u00eddio de nicotinamida-adenina e o dinucleot\u00eddio de flavina-adenina. As formas oxidadas dessas coenzimas s\u00e3o abreviadas por NAD+ e FAD+; as formas reduzidas s\u00e3o NADH e FADH2.\n\nA coenzima A transfere radicais acetil e ser\u00e1 comentada mais adiante. A figura a seguir (retirada de Alberts et al., 1997, p. 71) mostra, em (A), a estrutura do NAD em estado oxidado e estado reduzido; e em (B), a transfer\u00eancia de hidrog\u00eanio de uma cadeia carb\u00f4nica para o NAD oxidado (NAD+).\n\nGlic\u00f3lise<\/strong>\n\nA primeira via do metabolismo energ\u00e9tico da glicose \u00e9 a glic\u00f3lise. A glic\u00f3lise ocorre totalmente por enzimas dissolvidas no hialoplasma. Este processo metab\u00f3lico n\u00e3o exige oxig\u00eanio molecular e pode ocorrer na sua aus\u00eancia. A glic\u00f3lise produz duas mol\u00e9culas de ATP (por fosforila\u00e7\u00e3o pelo n\u00edvel de substrato) para cada mol\u00e9cula de glicose consumida.\n\nEm geral, nas c\u00e9lulas, a concentra\u00e7\u00e3o de glicose \u00e9 muito menor que a do l\u00edquido extracelular. Essa diferen\u00e7a de concentra\u00e7\u00e3o (=gradiente de concentra\u00e7\u00e3o) \u00e9 mantida por regula\u00e7\u00e3o homeost\u00e1tica. Quando as mol\u00e9culas de glicose adentram no hialoplasma muito rapidamente, v\u00e3o para a via de oxida\u00e7\u00e3o (glic\u00f3lise) ou s\u00e3o armazenadas sob a forma de glicog\u00eanio.\n\nComo resultado final, a concentra\u00e7\u00e3o hialoplasm\u00e1tica de glicose \u00e9 muito baixa, o que faz com que exista sempre um gradiente de concentra\u00e7\u00e3o que favorece a difus\u00e3o de glicose para o interior da c\u00e9lula. A glicose \u00e9 uma mol\u00e9cula muito polar, de modo que, mesmo havendo um gradiente de concentra\u00e7\u00e3o, ela n\u00e3o atravessa a membrana plasm\u00e1tica. Na maioria dos tecidos, o transporte de glicose exige a a\u00e7\u00e3o do horm\u00f4nio pancre\u00e1tico insulina, que regula a entrada de glicose e amino\u00e1cidos nas c\u00e9lulas.\n\nPrimeiramente, na glic\u00f3lise, a mol\u00e9cula de glicose \u00e9 convertida em glicose-6-fosfato, numa rea\u00e7\u00e3o dependente do gasto de ATP. A segunda rea\u00e7\u00e3o \u00e9 a convers\u00e3o da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato, com o gasto de uma segunda mol\u00e9cula de ATP. Nas diversas etapas que seguem, a cadeia de seis carbonos da glicose original \u00e9 quebrada em dois fragmentos, cada um com tr\u00eas carbonos, as mol\u00e9culas de gliceralde\u00eddo-3-fosfato e estas, por fim, em duas mol\u00e9culas de \u00e1cido pir\u00favico ou piruvato.\n\nA convers\u00e3o de duas mol\u00e9culas de gliceralde\u00eddo em duas de piruvato produz duas mol\u00e9culas de ATP, duas mol\u00e9culas de NADH e 56 kcal de calor. Como duas mol\u00e9culas de ATP foram gastas no in\u00edcio do processo, o resultado efetivo \u00e9 de duas mol\u00e9culas de ATP para cada mol\u00e9cula de glicose.\n\nA convers\u00e3o de um mol de glicose em dois moles de piruvato resulta na produ\u00e7\u00e3o de dois moles de NADH. Esse NADH deve ser reoxidado para que a glic\u00f3lise continue. Se o piruvato vai para a mitoc\u00f4ndria (metabolismo aer\u00f3bico), o NAD+ ser\u00e1 regenerado por essa via. Se a c\u00e9lula n\u00e3o possui enzimas para o metabolismo aer\u00f3bico ou n\u00e3o h\u00e1 oxig\u00eanio dispon\u00edvel, a c\u00e9lula regenera o NAD+ pela convers\u00e3o de piruvato em \u00e1cido l\u00e1ctico, processo em que o NADH transfere o hidrog\u00eanio para o piruvato. As c\u00e9lulas musculares esquel\u00e9ticas, em aus\u00eancia de oxig\u00eanio molecular, podem realizar esta glic\u00f3lise anae\u00f3bica com produ\u00e7\u00e3o final de \u00e1cido l\u00e1ctico ou lactato.\n\nAp\u00f3s a glic\u00f3lise, o piruvato vai para a mitoc\u00f4ndria onde \u00e9 transformado em grupo acetil (mol\u00e9cula com dois carbonos), que, por sua vez, \u00e9 degradado no ciclo de Krebs, onde se produz mais 36 mol\u00e9culas de ATP para cada mol\u00e9cula de glicose processada\n\nCiclo de Krebs<\/strong>\n\nO ciclo de Krebs, ou ciclo do \u00e1cido c\u00edtrico, \u00e9 uma seq\u00fc\u00eancia circular de oito rea\u00e7\u00f5es que ocorre na matriz mitocondrial. Nessas rea\u00e7\u00f5es, os grupos acetil (que prov\u00eam dos dois piruvatos que, por sua vez, vieram da glicose) s\u00e3o degradados em duas mol\u00e9culas de g\u00e1s carb\u00f4nico, ao mesmo tempo que quatro el\u00e9trons s\u00e3o transferidos para tr\u00eas NAD e um FAD, e uma mol\u00e9cula de ATP \u00e9 formada por fosforila\u00e7\u00e3o pelo n\u00edvel de substrato. A degrada\u00e7\u00e3o total dos grupos acetil pelo ciclo de Krebs \u00e9 explanada na figura a seguir. (figura retirada de Alberts et al., 1997, p. 661)\n\nPara entrar no ciclo do \u00e1cido c\u00edtrico, o piruvato deve ser, primeiramente, descarboxilado, liberando CO2 e formando NADH. A mol\u00e9cula de g\u00e1s carb\u00f4nico produzida ser\u00e1, tal qual outras resultantes do ciclo de Krebs, excretada no n\u00edvel dos alv\u00e9olos pulmonares, no processo conhecido como respira\u00e7\u00e3o sist\u00eamica. A mol\u00e9cula com dois carbonos (grupo acetil) combina-se com a coenzima A, formando a acetil-CoA. radicais acetil provindos de lip\u00eddios tamb\u00e9m entram no ciclo de Krebs como acetil-CoA. Alguns amino\u00e1cidos oriundos do catabolismo de prote\u00ednas podem ser convertidos em intermedi\u00e1rios do ciclo de Krebs.\n\nDurante as rea\u00e7\u00f5es do ciclo, s\u00e3o retirados hidrog\u00eanios do acetil e estes s\u00e3o passados para os nucleot\u00eddios NAD+ e FAD, que levam estes hidrog\u00eanios para as cristas mitocondriais, onde acontece a fosforila\u00e7\u00e3o oxidativa, que gera ATP.\n\nNo processo de fosforila\u00e7\u00e3o oxidativa ocorrem:<\/strong> o transporte de el\u00e9trons; a s\u00edntese de ATP por meio de uma enzima; o consumo de oxig\u00eanio molecular e a produ\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas de \u00e1gua.\n\nCadeia Respirat\u00f3ria e a Fosforila\u00e7\u00e3o Oxidativa<\/strong>\n\nA maior parte do ATP formado na respira\u00e7\u00e3o celular prov\u00e9m do processo de fosforila\u00e7\u00e3o oxidativa que ocorre nas cristas mitocondriais. Nas membranas internas da mitoc\u00f4ndria existe uma s\u00e9rie de enzimas contendo ferro (chamadas citocromos) que constituem a cadeia respirat\u00f3ria.\n\nOs citocromos da cadeia respirat\u00f3ria, inicialmente, transferem os el\u00e9trons do NADH e do FADH2 para si e, ap\u00f3s, cedem estes el\u00e9trons para o oxig\u00eanio, reduzindo-o a \u00e1gua. No processo de transporte de el\u00e9trons ao longo da cadeia respirat\u00f3ria, acontece libera\u00e7\u00e3o de energia. Parte dessa energia \u00e9 perdida (dissipada) sob a forma de calor, ourta parte \u00e9 usada para transportar pr\u00f3tons (H+), atrav\u00e9s da membrana interna, da matriz at\u00e9 o espa\u00e7o intermembranoso. Deste modo, a energia \u00e9 guardada sob a forma de um gradiente de pr\u00f3tons entre a matriz e o espa\u00e7o intermembranas.\n\nOs pr\u00f3tons acumulados tendem a voltar para a matriz e o fazem atravessando a enzima ATP-sintase, situada na membrana interna mitocondrial.\n\nQuando os pr\u00f3tons atravessam a enzima, sua energia \u00e9 utilizada para produzir ATP a partir de ADP e um fosfato inorg\u00e2nico (PO4—).Esta teoria que procura explicar a s\u00edntese de ATP a partir da energia do gradiente de pr\u00f3tons \u00e9 conhecida como hip\u00f3tese quimiosm\u00f3tica. O fluxo de pr\u00f3tons do gradiente pode ser comparado \u00e0 \u00e1gua de uma represa que tem sua energia potencial transformada em energia el\u00e9trica quando da passagem da \u00e1gua por uma turbina.\n\nA pr\u00f3xima figura (retirada de Alberts et al., 1997, p. 674) representa a passagem dos pr\u00f3tons do gradiente atrav\u00e9s da ATP-sintase com a conseq\u00fcente produ\u00e7\u00e3o de ATP:<\/strong>\n\nAo final do transporte de el\u00e9trons pela cadeia respirat\u00f3ria, estes el\u00e9trons liberaram uma energia suficiente para, por meio da ATP-sintase, regenerar trinta e seis mol\u00e9culas de ATP; somando-se os 36 ATP \u00e0s duas mol\u00e9culas de ATP sintetisadas pela glic\u00f3lise, no hialoplasma, temos o total de 38 mol\u00e9culas de ATP formadas a partir da energia qu\u00edmica oriunda de uma mol\u00e9cula de glicose.\n\nA figura seguinte (retirada de Alberts et al., 1997, p. 662) esquematiza o processo geral da oxida\u00e7\u00e3o da glicose pela mitoc\u00f4ndria. Note o detalhe do transporte de el\u00e9trons e a forma\u00e7\u00e3o do gradiente de pr\u00f3tons e a s\u00edntese das mol\u00e9culas de ATP.\n\nNo catabolismo de lip\u00eddios, os \u00e1cidos graxos passam a ser a fonte principal de cadeias carb\u00f4nicas a serem oxidadas para obter energia para a produ\u00e7\u00e3o de ATP.\n\nCada radical de dois carbonos de um \u00e1cido graxo gera uma mol\u00e9cula de acetil-CoA ,que entra para o ciclo de Krebs. Um triglicer\u00eddio, por exemplo, \u00e9 formado por tr\u00eas \u00e1cidos graxos unidos a uma mol\u00e9cula de glicerol. Portanto, a partir de uma \u00fanica mol\u00e9cula de triglicer\u00eddio pode-se obter muitos grupos acetil, o que faz com que o teor de armazenamento de energia dos lip\u00eddios seja bem maior do que o dos glic\u00eddios.\n

Cadeia Respirat\u00f3ria<\/h4>\nProcesso metab\u00f3lico de s\u00edntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de el\u00e9trons na cadeia respirat\u00f3ria. Esta fase ocorre nas cristas mitocondriais.\n\nDepende de alguns fatores: <\/strong>\n
Energia Livre \u00de obtida do transporte de el\u00e9trons\nUma enzima transmembrana denominada ATPase<\/blockquote>\nA Energia:<\/strong>\n
Durante o fluxo de el\u00e9trons \u00de Libera\u00e7\u00e3o de energia livre suficiente para a s\u00edntese de ATP em 3 locais da cadeia respirat\u00f3ria<\/strong>: Complexos I, III e IV.\nEstes locais s\u00e3o denominados “S\u00cdTIOS DE FOSFORILA\u00c7\u00c3O OXIDATIVA”.\nNestes locais \u00de A libera\u00e7\u00e3o de energia livre \u00e9 em quantidade semelhante \u00e0 necess\u00e1ria para a s\u00edntese do ATP.<\/blockquote>\n

Respira\u00e7\u00e3o Anaer\u00f3bica<\/h4>\nN\u00e3o utiliza o oxig\u00eanio, e \u00e9 tamb\u00e9m denominada de fermenta\u00e7\u00e3o. Ocorre em certas bact\u00e9rias – fermenta\u00e7\u00e3o \u00e1cida (l\u00e1tica ou ac\u00e9tica) e em levedos, fermenta\u00e7\u00e3o alco\u00f3lica. Produz 4 ATP e consome 2, produzindo um saldo de apenas 2 ATP. \u00c9 utilizada na industrializa\u00e7\u00e3o do p\u00e3o, latic\u00ednios e de bebidas alco\u00f3licas. As leveduras s\u00e3o c\u00e9lulas eucari\u00f3ticas que possuem mitoc\u00f4ndrias e realizam os dois tipos de respira\u00e7\u00e3o simultaneamente. As fibras musculares estriadas tamb\u00e9m realizam os dois tipos de respira\u00e7\u00e3o. A dor muscular observada ap\u00f3s exerc\u00edcio f\u00edsico intenso deve-se ao ac\u00famulo de \u00e1cido l\u00e1tico entre as fibras musculares. Esse \u00e1cido leva de 7 a 10 dias para ser reabsorvido pelo organismo.\n\nFermenta\u00e7\u00e3o Alco\u00f3lica<\/strong>\n

C<\/strong>6<\/strong>h<\/strong>6<\/strong>2O<\/strong>6<\/strong> ==== \u00ae 2 CO<\/strong>2<\/strong> + 2 C2H5OH + D G = 2 ATP<\/strong><\/p>\nFermenta\u00e7\u00e3o L\u00e1tica<\/strong>\n

C<\/strong>6<\/strong>h<\/strong>6<\/strong>2O<\/strong>6<\/strong> ===== \u00ae 2 C<\/strong>3<\/strong>H<\/strong>6<\/strong>O<\/strong>3<\/strong> + D G = 2 ATP<\/strong><\/p>\nFonte: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu\/biologias.com\/ufrgs.br\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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