Resumo de Biologia - Metabolismo Energético

Metabolismo energético é o grupo de transformações químicas que acontecem no organismos dos seres vivos e que são responsáveis pela produção da energia necessária para o seu funcionamento adequado.

Os estudos sobre esse assunto iniciaram há quatro séculos, por meio da observação da constituição física dos animais até chegar ao estudo aprofundado das reações metabólicas na Bioquímica atual (ciência que estuda a aplicação da química na vida e os processos químicos que ocorrem nos seres vivos).

Compreender o metabolismo energético é muito importante, afinal de contas, todo ser vivo gasta energia para manter suas funções vitais. Dessa forma, identificar se esse conjunto de reações químicas está funcionando da maneira adequada pode ser crucial para a qualidade de vida.

Hoje sabe-se, por exemplo, que todos os seres vivos necessitam de alimentos e que eles são degradados durante o processo metabólico para a liberação de energia no corpo. Existem seres que produzem o seu próprio alimento (autotrófico) e outros que não capazes disso e necessitam de fontes externas (heterotrófico).

Essa cadeia pode ser observada facilmente: os vegetais servem de alimento para os animais herbívoros, que servem de alimento para os animais carnívoros. Nesse processo corre a transferência de matéria e energia para os seres vivos.

Divisões do metabolismo energético

O metabolismo energético é dividido em:

  • Anabolismo: conjunto de reações químicas que possibilitam o surgimento de moléculas complexas, ou seja, reações de síntese.

As pessoas que buscam o ganho de massa muscular, por exemplo, precisam estimular o anabolismo por meio do consumo de alimentos energéticos e da prática de exercícios físicos. Dessa forma, o organismo consegue receber uma quantidade significativa de energia para realizar os processos anabólicos e, consequentemente, proporcionar o aumento dos músculos.

  • Catabolismo: são as reações de degradação da molécula, ou seja, todas as reações em que os compostos orgânicos complexos são transformados em moléculas simples. É o que ocorre no processo de digestão.

Os alimentos consumidos são fragmentados e transformados em substâncias simples e há também produção de energia. Ao consumir amido, por exemplo, após esse processo de degradação transforma-se em glicose, uma molécula energética e mais simples.

É importante destacar que a glicose (C6H12O6) é a principal fonte de energia das células e após o processo catabólico, libera energia de suas ligações químicas e resíduos, gerando a energia que possibilita o funcionamento das reações metabólicas.

ATP – Adenosina Trifosfato

Para entender os mecanismos de obtenção de energia é fundamental saber que a energia fica armazenada nas células até sua utilização por conta do ATP – Adenosina Trifosfato.

Essa molécula é o componente mais importante das células por ser responsável pela captação e armazenamento da energia liberada no processo de degradação da glicose. Ele é constituído por adenosina, um nucleotídeo, associado a três radicais fosfato interligados em cadeia.

Também são fundamentais para as funções do metabolismo energético os compostos NAD+ (Nicotinamida Adenina Dinucleótido) e FAD (Dinucleotídeo de Adenina Flavina), que transportam o hidrogênio liberado nas reações químicas.

Metabolismo energético nos seres autotróficos e heterotróficos

Os principais processos de obtenção de energia são a fotossíntese e a respiração celular. Entenda mais sobre cada um deles.

Fotossíntese

Na fotossíntese ocorre a síntese da glicose pela luz a partir de gás carbônico (CO2) e água (H2O). Trata-se de um processo autotrófico, ou seja, realizado por seres capazes de produzir o próprio alimento e que possuem clorofila, como as plantas, cianobactérias e bactérias.

Respiração celular

Esse é o processo em que ocorre a degradação da molécula de glicose para que haja a liberação da energia nela armazenada. Ocorre na maioria dos seres vivos e pode ser realizado de duas formas: respiração aeróbica e anaeróbica.

Respiração aeróbica

A respiração aeróbica ocorre na presença do gás oxigênio que se encontra no ambiente e ocorre em três fases:

  • Glicólise é a primeira etapa da respiração e consiste em um processo bioquímico em que a molécula de glicose (C6H12O6) é degradada em duas menores de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3), liberando assim energia.
  • Ciclo de Krebs é uma sequência de oito reações que tem a função de promover a quebra dos produtos finais do metabolismo dos lipídios, carboidratos e aminoácidos, que são convertidas em acetil-CoA, com a liberação de CO2, H2O e síntese de ATP.
  • Fosforilação Oxidativa ou Cadeia Respiratória é a última etapa do metabolismo energético, responsável pela maior parte da produção de energia. Parte da energia produzida na quebra de compostos nas fases anteriores é armazenada em moléculas intermediárias, como NAD+ e o FAD. Estas liberam elétrons energizados e os íons H+ que passarão por diversas proteínas, constituindo assim a cadeia respiratória.

Sendo assim, o balanço energético da cadeira respiratória é:

Glicólise: 4 ATP + 2 NADH – 2 ATP → 2 ATP + 2 NADH

Ciclo de Krebs: Como existem duas moléculas de piruvato, a equação deve ser multiplicada por 2: 2 x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) → 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP

Fosforilação Oxidativa:

2 NADH da glicólise → 6 ATP
8 NADH do ciclo de Krebs → 24 ATP
2 FADH2 do ciclo de Krebs → 4 ATP.
No total são produzidos 38 ATP’s durante a respiração aeróbica.

Respiração anaeróbica

A respiração anaeróbica ocorre na ausência do oxigênio. É o que ocorre, por exemplo, na fermentação. Nesse processo acontece a degradação das substâncias simples.

A fermentação pode acontecer de duas formas, de acordo com o produto formado pela degradação da glicose:

  • Fermentação alcoólica: quando as duas moléculas de piruvatos (composto orgânico que contém três átomos de carbono, originado ao fim da glicólise) são convertidas em álcool etílico, com a liberação das moléculas de CO2 e a formação de duas moléculas de ATP. É realizada por leveduras e algumas bactérias, sendo utilizado para produção de cerveja, vinho, pão e outras bebidas alcoólicas.
  • Fermentação lática: cada molécula de piruvato e transformada em ácido lático que formam duas moléculas de ATP. É realizada por bactérias, protozoários, fungos, hemáceas e células do tecido muscular (durante o exercício físico, como há ausência de oxigênio, as células realizam fermentação e liberam o ácido lático, causando a fadiga muscular).
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