quarta-feira, 19 de junho de 2013

Respiração celular: transformando alimento em energia!

A Respiração celular

Todos os dias quando acordamos, tomamos nosso café da manhã e vamos para a escola ou o trabalho, percorremos um caminho, andamos,pedalamos, dirigimos, enfim, entramos em movimento!

Para que todo movimento seja realizado, nosso corpo consome a energia armazenada em nosso corpo que foi obtida na nossa alimentação. Assim nosso corpo transforma tudo o que ingerimos em energia! essa energia pode ser usada desde uma simples contração muscular de nossos braços, até quando estamos raciocinando uma questão de biologia!!

O processo para obter energia nos animais se chama Respiração Celular. Para que nosso corpo obtenha energia dos alimentos ele precisa quebrar esse alimento que agora se desfez em uma molécula chamada glicose.

Por que é necessário quebrar esse alimento agora no nosso estudo chamado glicose? 

Por um simples motivo: quando nosso corpo quebra moléculas como a glicose, lipídios (as gorduras) e proteínas, ele obtém energia! essa energia na biologia é denominada Adenosina trifosfato o famoso ATP que é formado da Adenosina difosfato (2 fosfatos) + 1 fosfato = ATP.



A respiração celular têm 3 etapas:

A glicólise, O ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico e a cadeia respiratória ou fosforilação oxidativa.

Por que 3 etapas? porque não quebrar a molécula da glicose direto e obter a energia na forma de ATP?

Porque como falamos, quando nosso corpo quebra a molécula de glicose ele obtém energia, mas se quebrarmos essa molécula apenas uma vez, muita energia seria liberada de uma só vez! e nosso corpo não conseguiria captar toda essa energia!

É como se em vez de alguém te pagar com um bolo de dinheiro na sua mão, simplesmente jogasse para o alto! você não ia conseguir pegar todo o dinheiro não é? então, dentro de nosso corpo, na célula também é assim! Quanto mais nosso corpo quebrar moléculas, mas energia ele vai obter destas reações! Pense assim: é uma estratégia do nosso corpo para maximizar ou seja, obter o máximo de energia possível.

A obtenção dessa energia tem inicio na nossa alimentação quando esse alimento depois de digerido e sofrer algumas reações químicas é transformado em glicose e assim a primeira etapa da respiração celular têm inicio!!

1 etapa: A Glicólise
 (Glico= açucar/glicose) (Lise=quebra)

Nesta etapa a Glicose que é formada por 6 carbonos, sofrerá uma série de reações (cerca de 10) para no final ser transformada em duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato com 3 carbonos cada. Mas inicialmente por incrível que pareça, para que nosso corpo obtenha energia ele terá que perder energia ou ATP é um investimento necessário para que nosso corpo possa quebrar a molécula de glicose. Para que a molécula de glicose possa ser quebrada, nosso corpo perde 02 ATP. como no esquema à seguir:

  


No final desta etapa nosso corpo produziu 2 ATP e 2 NADH como resultado das quebras de carbono que serão levados para outra etapa.
O NADH é uma enzima que funciona como uma bateria, armazenando prótons de hidrogênio (H+) que são liberados quando a molécula de glicose é quebrada. Esses prótons de hidrogênio serão levados para uma outra etapa.
O ácido piruvico ou piruvato (com 3 carbonos) formado na etapa anterior (Lembrem: Glicólise) sofrerá uma nova quebra perdendo um carbono e se tornando uma molécula chamada Acetil (com 2 carbonos). O acetil se ligará a uma enzima chamada de Coenzima A que vai ajudar a acelerar o processo e nesse meio tempo passa a se chamar AcetilCoa. A Coenzima se solta do Acetil e este finalmente entra no interior da Mitocôndria.


Vídeo informativo 1: http://www.youtube.com/watch?v=Rp-AUlFIBpI

 Segunda etapa: O ciclo de Krebs

Nesta etapa, o acetil (com 2 Carbonos) vai se ligar a molécula ácido oxalacético que tem 4 carbonos  se tornando a molécula de ácido cítrico, iniciando finalmente um ciclo de reações e sucessivas quebras de moléculas chamado também de ciclo do ácido cítrico, por ser esta molécula que propriamente inicia o ciclo. Notem que a molécula de glicose perdeu carbonos e depois outras moléculas ganharam carbonos. Por que isso ocorre? Para que esta série de perdas e aquisições de carbono? Existe uma razão energética para isso. Para que o nosso organismo possa maximizar e ganhar o máximo de energia, estas reações de quebras de moléculas ocorrem porque a cada quebra é liberada uma pequena parte da energia contida nas moléculas. Se quebrássemos  apenas uma única vez, muita energia seria liberada e o nosso corpo não conseguiria armazena-la, ou seja, a energia seria perdida.
Ao final deste ciclo de quebras de carbono,  são produzidas moléculas de ATP de GTP (que é similar ao ATP porém com menor potencial energético) o NADH e o FADH (que é similar ao NADH, porém transporta um número menor de elétrons) que assim como a glicólise, serão levados para a última etapa: A cadeia respiratória ou também chamada Fosforilação oxidativa.




Algumas observações importantes 

O dióxido de carbono (CO2) é liberado em diversos pontos da glicólise e do ciclo de Krebs é eliminado da célula e descartado para o meio exterior através de nossa respiração.
Desta forma, o CO2 que eliminamos é proveniente do desmantelamento (da quebra) da molécula de glicólise durante a respiração celular.

3 Etapa: A Cadeia respiratória

Também chamada de fosforilação oxidativa, a cadeia respiratória ocorre na membrana interna da mitocôndria. Nessa etapa, os elétrons obtidos na quebra do átomo de hidrogênio são transportados através do NADH e FADH2 até o oxigênio. Há várias substâncias transportadoras de elétrons na membrana interna da mitocôndria, como proteínas que recebem elétrons do NADH, compostos orgânicos e proteínas que possuem ferro ou cobre em sua composição. Elas formam verdadeiros complexos chamados de cadeias transportadoras de elétrons, por se encontrarem enfileiradas na membrana interna da mitocôndria.


À medida que vão sendo transferidos pela cadeia respiratória, os elétrons perdem energia e, no final da cadeia, conseguem se combinar com o gás oxigênio, formando água. É importante lembrar que, na respiração celular, o gás oxigênio só participa da última etapa, mas, embora não esteja envolvido em nenhuma etapa do ciclo de Krebs, se houver ausência desse gás no ciclo, ele será interrompido.
A energia liberada pelos elétrons através da quebra da glicose durante a cadeia respiratória pode formar em torno de 26 moléculas de ATP. Se pegarmos essas 26 moléculas e somarmos com as duas moléculas deATP produzidas na glicólise e as duas do ciclo de Krebs, alcançaremos um total de 30 moléculas de ATPpara uma molécula de glicose. Essa taxa de ATP produzida é menor porque muitos hidrogênios se perdem durante a cadeia respiratória, sendo que apenas 40% da energia proveniente da glicose é armazenada noATP, enquanto o restante é perdido na forma de calor. 



Esse esquema mostra o resumo das 3 etapas da respiração celular:


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