Respiração Celular

Respiração Celular

Respiração celular é o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia que poderão ser usadas nos processos vitais. Ela pode ser de dois tipos, respiração anaeróbia (sem utilização de oxigênio) e respiração aeróbia (com utilização de oxigênio).

A respiração celular é o processo de obtenção de energia mais utilizado pelos seres vivos. Na respiração, ocorre a liberação de dióxido de carbono, energia e água e o consumo de oxigênio e glicose, ou outra substância orgânica [p.ex. lipídios]. A organela responsável por essa respiração é a mitocôndria.

Do ponto de vista da fisiologia, o processo pelo qual um organismo vivo troca oxigênio e dióxido de carbono com o seu meio ambiente é chamado de ventilação, respiração ocorre apenas na célula, operação executada pela mitocôndria.

Do ponto de vista da bioquímica, respiração celular é o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia que possa ser usada nos processos vitais. A respiração celular processa-se nas seguintes etapas:

Glicólise

Ciclo de Krebs

Cadeia respiratória

Fosforilação oxidativa

O processo básico da respiração celular é a quebra da glicose ou Glicólise, que se pode expressar pela seguinte equação química:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia/ Nutrientes (energia química) + O2 → CO2 + H2O + Energia (alguma que se perde sob a forma de calor e outra parte armazena-se sob a forma de ATP).

Os fenómenos da respiração celular, que se processa segundo duas sequências básicas:

Glicólise (ocorrida no citosol) e Oxidação do piruvato (ocorrida na matriz mitocondrial) através de um de dois processos: Respiração aeróbia ou Respiração anaeróbia.

Oxidação do piruvato

De acordo com o tipo de metabolismo, existem duas sequências possíveis para a oxidação do piruvato proveniente da glicólise:

1. Neste primeiro processo, a oxidação do píruvato ocorre em uma respiração aeróbia, produzindo em seguida Acetilcoenzima A, iniciando assim o Ciclo de Krebs, como é demonstrado abaixo: Piruvato --> Acetil-Coa.

Nesta etapa ocorre a entrada de NAD e CoA-SH.

O piruvato gerado na glicólise sofre desidrogenação e descarboxilação catalisado pelo complexo piruvato-desidrogenase, durante essas reações é adicionada a coenzima A, desta forma a partir de cada piruvato produz-se um acetil-CoA, iniciando logo em seguida o Ciclo de Krebs

Durante a glicólise pode ocorrer a falta de O2 gerando outras reações:

2. Nesta etapa a oxidação do piruvato ocorre em uma reação anaeróbia Oxidação Incompleta da Glicose: Glicose --> Piruvato --> Ácido láctico ução não podem ser oxidados. Assim fica faltando NAD e FAD para as reações de desidrogenação. Com isso, o ciclo de Krebs não pode ocorrer ficando totalmente bloqueado, na falta de O2. Se houvesse uma forma de repor NAD e FAD sem o envolvimento da cadeia respiratória o ciclo poderia continuar ocorrendo. Na oxidação da glicose na ausência de O2, o NADH produzido não irá para a cadeia respiratória; da mesma forma, o piruvato não dará origem ao acetil-CoA. Assim fica acumulado NADH e piruvato. Para que a glicólise mantenha-se, o NADH acumulado transfere seus elétrons e P+ para o piruvato, originando ácido láctico e renegerando o NAD. Isto representa uma via alternativa de oxidação do NADH. Na oxidação incompleta o rendimento de ATP cai para apenas dois.

Respiração aeróbia

A respiração aeróbia requer oxigênio. Na glicólise, é formado o piruvato (também chamado de ácido pirúvico) bem como 2 ATP. Cada piruvato que entra na mitocôndria e é oxidado a um composto com 2 carbonos (acetato) que depois é combinado com a Coenzima-A, com a produção de NADH e libertação de CO2. De seguida, inicia-se o Ciclo de Krebs. Neste processo, o grupo acetil é combinado com compostos com 4 carbonos formando o citrato (6C). Por cada ciclo que ocorre liberta-se 2CO2, NADH e FADH2. No ciclo de Krebs obtém-se 2 ATPs. Numa última fase - cadeia transportadora de elétrons (ou fosforilação oxidativa) os elétrons removidos da glicose são transportados ao longo de uma cadeia transportadora, criando um gradiente protónico que permite a fosforilação do ADP. O aceptor final de elétrons é o O2, que, depois de se combinar com os elétrons e o hidrogênio,