Respiração celular: aeróbica, anaeróbica etapas e muito mais!
Respiração celular: aprenda com o Stoodi
A respiração celular é um tópico bem comum em exames como Enem. Muita gente acha esse um tema complicado, pois envolve conhecimentos diferentes, que incluem biologia e química. Se você tem dificuldades com reações, balanceamento e coisas parecidas, precisa ler bastante sobre o assunto até fazer tudo parecer bem simples!
Você acha impossível? Não é, acredite. Para ajudar, confira os tópicos essenciais que preparamos para incrementar seus estudos!
O que é respiração celular?
A respiração celular é um processo que acontece no microambiente das células. Ela consiste basicamente em extrair a energia química contida nas moléculas orgânicas — como os carboidratos, lipídios e proteínas. Esse processo é essencial para manter o funcionamento dos organismos.
A energia liberada na respiração celular é gerada pela quebra das ligações químicas entre as moléculas. Quando isso acontece, temos a produção de ATP (adenosina trifosfato). Esse processo de quebra pode ser feito por dois processos diferentes, que são:
- a respiração aeróbica: que acontece na presença de oxigênio;
- a respiração anaeróbica: ou seja, sem oxigênio.
Além disso, a respiração celular é dividida em três fases principais: o ciclo de Krebs, a glicólise e a fosforilação oxidativa. Vamos explicá-las logo mais!
Como ocorre a respiração celular?
Antes de tudo, vale explicar porque a respiração celular depende da respiração pulmonar, ou seja, da entrada de oxigênio no corpo e também da alimentação de carboidratos, lipídios e proteínas que vão providenciar as moléculas orgânicas necessárias no processo de extração de energia.
Falando de um jeito mais simples, a glicose que vem da alimentação se une ao oxigênio que a ventilação pulmonar trouxe. Eles geram a reação que libera o gás carbônico, e produz água e energia, junto com as moléculas de adenosina trisfosfato (ATP).
Fórmula geral da respiração celular
Traduzindo para a forma de equação química, a fórmula é a seguinte:
C6H12O6 + 6 O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O + Energia (moléculas de ATP)
Na fórmula geral acima, temos: um mol de glicose reagindo com seis mols de oxigênio e produzindo seis mols de gás carbônico, seis mols de água e energia (ATP).
Quais as etapas da respiração celular?
Voltando às etapas da respiração celular, a gente tem as três fases seguintes. Confira!
Glicólise
A glicólise é a quebra da glicose em porções menores, fazendo com que a energia seja liberada. Essa é uma etapa metabólica que acontece no citosol das células, enquanto as etapas seguintes acontecem no interior das mitocôndrias.
Quando a glicose (C6H12O6) é quebrada, ela resulta em duas outras moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3).
Esse processo acontece em diferentes reações de oxidação. Primeiro, os fosfatos de moléculas de ATP se ligam à molécula de glicose, num processo chamado de ativação, que a deixa instável. Por causa disso, ela se rompe, dando origem a moléculas de ácido pirúvico.
Quando essa quebra acontece, são produzidas novas moléculas de ATP, resultando em saldo positivo de energia. No processo, também há liberação de elétrons, além de íons H+. Então, as moléculas de NAD (dinucleotídeo de nicotinamida-adenina) se ligam a esse H+, dando origem ao estado reduzido NADH.
Ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs é a segunda etapa da respiração celular aeróbica. Nele, cada piruvato (ácido pirúvico) produzido na etapa de glicólise entra nas mitocôndrias e dá origem a uma sequência de reações que vai resultar em mais ATP.
De início, o piruvato reage com a coenzima A, produzindo uma molécula chamada Acetil-CoA e gás Carbônico (CO2). Aqui também existe NAD, que captura os elétrons e íons liberados no processo, se transformando em NADH.
Então, as moléculas de Acetil-CoA passam por uma reação de oxidação, dividindo-se em coenzima A e CO2. São exatamente essas reações que chamamos de Ciclo de Krebs! Mais detalhadamente, as fases são as seguintes:
- o Acetil-CoA reage com o ácido oxalacético formando ácido cítrico e coenzima A;
- ocorrem a perda de elétrons (oxidação) e de carboxilas (descarboxilação), gerando ácido cetoglutárico, NADH, H+ e CO2;
- o ácido cetoglutárico sofre descarboxilação oxidativa e dá origem a ácido butanodióico, NADH+ e produz ATP;
- o ácido butanodióico é oxidado e dá origem ao ácido fumárico;
- o ácido fumárico forma ácido málico por meio de hidratação. Esse último vai ser oxidado ao final e voltar ao ácido oxaloacético, prontinho para recomeçar o ciclo!
Fosforilação Oxidativa
A última etapa é chamada de fosforilação oxidativa. É nela que ocorre a maior parcela de produção de energia do processo.
Aqui, acontece a transferência de elétrons a partir dos hidrogênios originados nas etapas anteriores. Água e ATP são produtos das reações dessa etapa.
Quais os tipos de respiração celular?
São dois os tipos de respiração celular. Veja a seguir!
Respiração celular anaeróbica
Quando falamos de respiração anaeróbica, estamos tratando sobre uma série de reações de quebra de açúcar para obter energia sem a utilização de O2. Podemos citar dois exemplos clássicos dessa forma de respiração celular: a fermentação e a glicólise.
A respiração anaeróbica acontece sempre no citoplasma das células e não é uma forma muito eficaz de gerar ATP. Isso porque, no final do processo, a energia gerada é bem pouca — mais especificamente, um mol de glicose vai gerar somente dois mols de ATP.
Mesmo não sendo um processo muito eficiente para produzir energia, ela é bastante importante. Especialmente para alguns organismos que não suportam a presença de oxigênio, ou seja, para eles, esse elemento químico acaba sendo tóxico. Um exemplo de organismo que pode morrer na presença de oxigênio é a bactéria que causa tétano nos seres humanos — chamada Clostridium tetani.
Além disso, vale lembrar que já teve épocas (na história da origem da vida) em que não havia oxigênio em quantidade razoável disponível na atmosfera que pudesse ser usado.
E isso não é apenas coisa do passado! Mesmo hoje, os ambientes marinhos e lacustres mais profundos não possuem oxigênio em grande quantidade. Por isso, em ambientes assim, os organismos precisam usar outros compostos para realizar a respiração celular, como:
- nitrogênio;
- enxofre;
- ferro;
- manganês, entre outros.
Respiração celular aeróbica
Já respiração aeróbica, diferente da anaeróbica, é o processo que descrevemos. Como você percebeu, ele é mais complexo e eficiente, e utiliza o oxigênio como um dos principais componentes nas reações de obtenção de energia.
Isso pode ser observado com facilidade na fase de fosforilação oxidativa, o processo que acontece nas mitocôndrias das células e usa um dos produtos da glicólise — o piruvato. Essa forma de obtenção de energia gera trinta e seis mols de ATP com apenas um mol de glicose.
Quase todos os seres vivos utilizam a respiração celular aeróbica como processo de obtenção energia para suas diversas atividades.
Viu só? A parte mais complicada mesmo é entender e lembrar a parte química, mas de forma geral, a respiração celular é um tema incrível, que traz muito aprendizado sobre o sistema respiratório e faz você entender mais sobre os processos vitais dos organismos.
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