obtenção de energia

Estas reacções estão classificadas em dois tipos:

1.      as reacções anabólicas ou de anabolismo; 

2.      as reacções catabólicas ou de catabolismo .

Em todos os seres vivos, independentemente da sua complexidade, têm de ser garantidas as funções de crescimento e renovação, e a síntese de um sem-número de compostos essenciais ao exercício de funções biológicas, processos que constituem reacções anabólicas. Paralelamente, nas células têm de ocorrer processos de produção de por degradação de matéria orgânica - reacções catabólicas.

A energia química armazenada nos compostos orgânicos, gradualmente libertada na célula, é conservada para posteriores utilizações em compostos intermediários, sendo o mais abundante o ATP. 

A formação deste composto ocorre a partir do AMP [Adenosina Monofosfato) e do ADP [Adenosina Difosfato), com absorção de energia, numa reacção endoenergética.
 
ADP + Pi + Energia -> ATP + H₂O

Quando a molécula de ATP é usada como fonte de energia para as diversas actividadescelulares, verifica-se a hidrólise do ATP, sendo a reacção exoenergética.

ATP + H₂O -> ADP + Pi + energia

Nos seres vivos, a respiração e também a fermentação, são as vias catabólicas responsáveis pelas transferências de energia dos compostos orgânicos para as moléculas de ATP.

Nestes processos estão envolvidas transferências de energia do tipo oxidação-redução, reacções de descarboxilação (perda de CO₂) e reacções de fosforilação.

No entanto, para que a energia existente nas moléculas esteja à disposição da célula, torna-se necessário quebrar ligações ou transformar as moléculas orgânicas. A glicose é o composto mais usado pelas células para obtenção de energia.

 A maior parte dos organismos aeróbios hoje existentes conservou a capacidade de recorrer a este mecanismo para produzir energia, nos curtos períodos em que o oxigénio não se encontra disponível - seres aeróbios.

No entanto, existem certos seres que têm na fermentação a sua única fonte de obtenção de energia, pois não possuem um conjunto de enzimas que lhes permita recorrer à fase aeróbia da degradação dos nutrientes - seres anaeróbios.

A fermentação é uma via catabólica em que a glicose é degradada ocorre em duas etapas:

1) glicólise - fase em que a glicose é transformada em ácido pirúvico, havendo síntese de ATP;

(Imagem extraída de: https://www.prof2000.pt/users/ruicabral/glicolise.jpg)

2) Redução do ácido pirúvico - que  é convertido em ácido láctico na fermentação láctica,  em etanol na fermentação alcoólica, ácido acético na fermentação acética e ácido butírico na fermentação butírica.

A existência de oxigénio na atmosfera fez com que a respiração fosse uma realidade que compreende quatro fases:

1ª Etapa - Glicólise - consiste na oxidação da glicose, conduzindo à formação de duas moléculas de ATP, no hialoplasma.

2ª Etapa - Formação de Acetil-coenzima A - o ácido pirúvico é oxidado, num conjunto de reacções por acção de um complexo enzimático na matriz da mitocôndria. A acetil - coenzima A  que se forma e, formam-se NADH + H⁺ e duas moléculas de CO₂.

3ª Etapa Ciclo de Krebs - consiste numa série de reacções sequenciais, descarboxilações e oxidações-reduções que ocorrem na matriz mitocondrial. Os produtos finais deste ciclo são o NADH + H⁺ e FADH₂ (formados por redução de NAD⁺ e FAD⁺, respectivamente), quatro moléculas de dióxido de carbono e quatro moléculas de ATP.

4ª Etapa Cadeia Transportadora de electrões -as coenzimas NADH + H⁺ e FADH₂ transferem os electrões através de uma série de substâncias de natureza proteica, até ao receptor final, que normalmente é o oxigénio, formando-se a água. As moléculas transportadoras de electrões constituem a cadeia respiratória e estão na membrana interna da mitocôndria. Nesta cadeia formam-se 30 moléculas de ATP (a partir de ADP + P_i), chamando-se estas reacções de fosforilação oxidativa.