Processo de quebra gradual da molécula de glicose para liberação da energia que nela se encontra armazenada. Ocorre na mitocôndria, em três etapas (se for respiração aeróbica, na presença de oxigênio): glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória (ou fosforilação oxidativa). Se não houver oxigênio disponível, ocorrerá respiração anaeróbica, cujo exemplo mais importante é a fermentação. A fermentação pode ser alcoólica (produzindo álcool etílico e gás carbônico, útil na produção de combustíveis, cerveja, vinho, pães etc.), lática (ocorrendo em nossos músculos quando lhes falta oxigênio, havendo produção de ácido lático, causando a fadiga muscular) ou acética (produzindo ácido acético e gás carbônico). Obs.: a glicólise ocorre no hialoplasma.
Etapas da Respiração Celular
É
um conjunto de reações de oxirredução para a obtenção de energia a
partir de uma fonte energética orgânica e que ocorre obrigatoriamente em
todas as células. As reações de oxirredução consistem na transferência
de H+ de um composto orgânico para outro com desprendimento de energia. A
fonte de energia mais utilizada é a glicose (não a mais energética), os
aminoácidos e os ácidos graxos fornecem mais energia mas são menos
utilizados. C6H12O6 + 6O2 ®
6CO2 + 6H2O DG = 38 ATP
Glicólise
Fase que ocorre ainda no citoplasma. A glicose que penetra na célula na forma de glicose 6-fosfato, sofre a degradação, originando 2 ácidos pirúvicos + NADH+H+ .
NAD - nicotinamida é a substância que transfere o H de um composto para outro
ATP - trifosfato de ademosina é formado por por adenina + ribose + 3 radicais fosfato. É a molécula que irá armazenar energia, que não será utilizada imediatamente pela célula. Se toda a energia produzida fosse liberada de forma imediata, a célula literalmente "queimaria".
Ciclo de
Krebs
O Ciclo de Krebs inicia-se com a doação do radical acetil do Acetil-CoA para um composto denominado Oxaloacetato, que é regenerado ao final de cada volta.
Esta reação tem como produto o Ácido Cítrico ou Citrato, o primeiro intermediário da via, e é catalisada pela enzima Citrato-Sintase, uma enzima reguladora alostérica.
São 8 as etapas enzimáticas do Ciclo de Krebs. Esse processo ocorre na matriz mitocondrial.
Síntese do Citrato
Conversão do Citrato a Isocitrato, via Cis - Aconitato;Oxidação descarboxilativa do Isocitrato a a - Cetoglutarato ( a - KG );
Oxidação descarboxilativa do a - KG a Succinil-CoA;
Hidrólise do Succinil-CoA a Succinato;
Oxidação do Succinato a Fumarato;
Hidratação do Fumarato a Malato;
Oxidação do Malato a Oxaloacetato, que inicia um novo ciclo.
Rendimento Energético do Ciclo de Krebs.
Regulação do Ciclo de Krebs
São 4 as enzimas que regulam a velocidade do Ciclo de Krebs, atuando na regulação do fornecimento de combustível para a via – Acetil-CoA – e no ciclo propriamente dito.
Cadeia Respiratória
Processo metabólico de síntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória. Esta fase ocorre nas cristas mitocondriais.
Depende de alguns fatores:
A Energia
Durante o fluxo de elétrons - Liberação de energia livre suficiente para a síntese de ATP em 3 locais da cadeia respiratória: Complexos I, III e IV.Estes locais são denominados "SÍTIOS DE FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA".
Nestes locais - A liberação de energia livre é em quantidade semelhante à necessária para a síntese do ATP.
Respiração Anaeróbica
Não utiliza o oxigênio, e é também denominada de fermentação. Ocorre em certas bactérias - fermentação ácida (lática ou acética) e em levedos, fermentação alcoólica. Produz 4 ATP e consome 2, produzindo um saldo de apenas 2 ATP. É utilizada na industrialização do pão, laticínios e de bebidas alcoólicas. As leveduras são células eucarióticas que possuem mitocôndrias e realizam os dois tipos de respiração simultaneamente. As fibras musculares estriadas também realizam os dois tipos de respiração. A dor muscular observada após exercício físico intenso deve-se ao acúmulo de ácido lático entre as fibras musculares. Esse ácido leva de 7 a 10 dias para ser reabsorvido pelo organismo.
Obtenção de energia química (ATP) para as atividades vitais, a partir de compostos orgânicos.
A energia obtida pela degradação do composto orgânico (glicose) ocorre através da respiração aeróbia ou anaeróbia (ou fermentação).
Equação geral da respiração aeróbia:
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O ‡ 6CO2 + 12H2O + 38ATP
Equação da Fermentação
Alcoólica
C6H12O6 ® 2 CO2 + 2 C2H5OH + DG = 2 ATP
Equação da Fermentação Lática
C6H12O6 ® 2 C3H6O3 + DG = 2 ATP
RENDIMENTO ENERGÉTICO
Na respiração aeróbia, há degradação total de glicose; a produção de ATP é maior que a na respiração anaeróbia (degradação parcial).
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