Transformação e utilização de energia pelos seres vivos

Obtenção de Energia

A fotossíntese assegura um fluxo energético que tem início no sol e continua através dos seres vivos. Os compostos orgânicos, gerados durante a fotossíntese, resultam da transformação de energia luminosa em energia química, sendo, por isso, considerados depósitos energéticos.

Todas as células necessitam de energia para a realização das suas respectivas funções. Assim os compostos orgânicos são degradados de forma a libertarem energia, formando ATP.

O conjunto de reacções que ocorrem no interior das células de qualquer ser vivo constitui o metabolismo celular. O metabolismo compreende dois tipos de reacções:

• Anabólicas: conjunto reacções químicas onde há síntese de moléculas complexas a partir de moléculas mais simples, com consumo de energia.
• Catabólicas: conjunto de reacções químicas onde há degradação de moléculas complexas em moléculas mais simples.

Basicamente, pode considerar-se que existem dois meios para sintetizar ATP:

- anaeróbicamente (sem intervenção de óxigénio): fermentação e respiração anaeróbia;

- aeróbicamente (com intervenção de oxigénio): respiração aeróbia

Fermentação

A fermentação foi, provavelmente, o primeiro processo a ser utilizado pelos seres vivos na obtenção de energia.

O processo de fermentação dá-se no citoplasma e divide-se em duas etapas:

• Glicólise -  conjunto de reacções que degradam a glicoe em duas moléculas de ácido pirúvico. Deste processo resultam duas moleculas de ATP.
• Redução do ácido pirúvico - pode efectuar-se por diversas vias metabólicas, originando diferentes tipos de produtos finais. São os produtos finais, quem determina/permite classificar o tipo de fermentação.

    Fermentação alcoólica

Este tipo de fermentação realizado por leveduras e outros microrganismos, converte o ácido pirúvico em álcool etílico, libertando CO₂.

glicose + 2Pi + 2ADP -> 2alcoól etílico + 2ATP + 2CO₂

Este género de fermentação é utilizada pelo Homem nas mais diversas actividades, como a produção de pão, cerveja ou vinho.

    Fermentação láctica

Na fermentação láctica dá-se a conversão do ácido pirúvido em ácido láctico, mas ao contrário da fermentação alcoólica, neste tipo de fermentação não há libertação de CO₂.

glicose + 2ADP + 2Pi -> 2ácido láctico + 2ATP

Os processos de fermentação são pouco rentáveis energeticamente, visto que a célula apena obtém 2ATP por degradação de uma molécula de glicose. As moléculas resultantes deste proceso, ainda possuem uma grande quantidade de energia acumulada nas suas ligações químicas.

Respiração aeróbia

A respiração aeróbia é uma via metabólica realizada com consumo de O₂ que permite toda a degradação da molécula de glicose com um rendimento energético muito superior ao da fermentação. Os organismos onde este processo decorre como produção de energia designam-se por seres aeróbios.

A respiração aeróbia compreende 4 etapas:

• Glicólise (etapa comum à fermentação) - formação de 2moléculas de ATP e de ácido pirúvico.
• Formação da acetilcoenzima A - nesta breve etapa dá-se a conversão de a.pirúvico em acetilcoenzima A com libertação de CO₂, tudo isto dentro da mitocôndria.
• Ciclo de Krebs - esta etapa decorre também no interior da mitocôndria e consiste no conjunto das reacções que ocorrem segundo uma sequência cíclica. Há libertação de CO₂ e produção de ATP.
• Cadeia transportadora de electrões - esta etapa dá-se ao nível da membrana interna da mitocôndria, onde se encontram transportadores proteicos com diferentes graus de afinidade para os electrões provenientes das etapas anteriores. Ao longo da cadeia é libertada energia que é, posteriormente, utilizada na síntese de ATP (a partir de ADP + Pi), dissipando-se também alguma sob a forma de calor.

A respiração aeróbia é um processo de degradação da glicose mais rentável que a fermentação. Esta permite obter 36 ou 38 moléculas de ATP enquanto que a fementação permite obter apenas 2.