Resumo: Respiração Celular

O processo de respiração celular acontece devido a atividade da mitocôndria na síntese de energia. Essa energia fica armazenada nas ligações químicas da molécula do trifosfato de adenosina ou adenosina trifosfato, cuja abreviação é ATP.

Tipos de respiração celular

Quando falamos em mecanismos intracelulares, a palavra respiração é empregada em todo processo de síntese de ATP que envolve a cadeia respiratória. São dois os tipos de respiração: anaeróbia ( ocorre na ausência de oxigênio) e aeróbia ( ocorre na presença do o₂) .

Respiração aeróbia

É o tipo de respiração em que o aceptor final de hidrogênios na cadeia respiratória é o oxigênio. A respiração aeróbia é realizada por muitos procariontes, protistas, fungos, plantas e animais. As reações que ocorrem na respiração aeróbia dependem da glicose como matéria orgânica a ser degradada.

A glicose obtida através do consumo de carboidratos é fonte primária para a respiração celular, contudo, aminoácidos (obtidos de proteínas), glicerol e ácidos graxos (obtidos de gorduras) também podem participar desse processo.

A energia obtida na respiração não é usada de imediato. Cada parcela é utilizada na síntese de uma molécula de adenosina trifosfato (ATP) a partir de uma molécula de adenosina difosfato (ADP) e um íon fosfato. Essa reação se chama fosforilação e forma ATP com um fosfato rico em energia.

Quando uma célula precisa de energia para realizar algum trabalho, a ligação entre o ADP e o fosfato é quebrada, liberando energia e o fosfato, agora pobre em energia. O ADP e o fosfato podem formar de novo ATP.

A respiração aeróbia começa no citosol e, nos eucariontes, termina no interior da mitocôndria.

A energia armazenada nas ligações químicas da glicose é liberada por meio de oxidações sucessivas. O processo de oxidação não envolve necessariamente uma reação com o gás oxigênio, e sim uma perda de elétrons, que pode ocorrer com a retirada de átomos de hidrogênio, ou seja, por desidrogenações. Os hidrogênios são retirados e transportados por compostos chamados transportadores de hidrogênios.

Etapas da respiração aeróbia

Pode-se considerar a respiração como um processo realizado em três etapas integradas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. A glicólise não depende do gás oxigênio para ocorrer, mas as outras etapas dependem direta ou indiretamente desse gás.

A)Glicólise

A glicólise ocorre no citosol da célula, fora da mitocôndria, e não utiliza o oxigênio. Nela, acontece a quebra inicial da glicose, gerando duas moléculas de piruvato, também chamado de ácido pirúvico.

Quatro dos hidrogênios foram retidos pelos aceptores intermediários de elétrons, os NAD (Dinucleótido de Nicotinamida e Adenina), que passam de uma forma oxidada para uma forma reduzida.

A glicólise possui como produtos finais 2 ATP e 2 NADH2, e como o oxigênio não está presente nesse processo, dizemos que é uma etapa aneróbica.

B) Ciclo de Krebs

Após a glicólise, os piruvatos entram na mitocôndria e passam por uma fase preparatória. Na matriz mitocondrial, ocorre o ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico. Os piruvatos quebram e formam radicais Acetil, com dois carbonos, que participam do ciclo.

Nesse ciclo, ocorre a descarboxilação e desidrogenação completa dos piruvatos, liberando gás carbônico e elétrons, que são capturados por aceptores intermediários, o NAD e o FAD (Dinucleótido de Flavina e Adenina). No final do processo, formam-se 2 ATP. Além disso, o oxigênio está presente nesse processo, sendo uma etapa aeróbica.

C) Cadeia respiratória

Os transportadores intermediários seguem para as cristas mitocondriais, nas quais ocorrerá a cadeia respiratória, que também pode ser chamada de cadeia transportadora de elétrons ou de fosforilação oxidativa.

Os elétrons levados pelo NAD e FAD passam por diversos transportadores, sendo os mais importantes os citocromos. A energia do elétron é utilizada para bombear prótons para o espaço inter membranas.

Por causa do gradiente de elétrons (H+), o espaço intermembrana fica carregado e os elétrons tentam retornar para a matriz mitocondrial. Esse retorno dos elétrons ocorre com a ajuda de uma enzima ATP sintase, que abre um canal. Conforme os H+ retornam para a matriz, a enzima promove reações que geram ATP.

Com o aumento da concentração de H+ dentro da mitocôndria, para evitar a acidez da organela, os elétrons se ligam ao oxigênio, que é o último aceptor de elétrons, formando água. A cadeia respiratória tem como produto final 34 ATP e água.

MAPA MENTAL (Fonte: Brasil Escola)