O Processo de Respiração Celular e sua Importância
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Os seres vivos necessitam de um consumo constante de energia, e as células utilizam a energia química para suas atividades. A respiração celular, processo utilizado pela maioria das células animais e vegetais, consiste na degradação de biomoléculas (glicose, lipídeos e proteínas) para liberar a energia necessária para que o organismo possa cumprir suas funções vitais.
Através da degradação da glicose (glicólise), o ácido pirúvico é formado. Este ácido é dividido em dióxido de carbono e água, gerando 36 moléculas de ATP por meio da respiração celular. Esse processo faz parte do metabolismo — mais precisamente do catabolismo —, no qual a energia contida em diferentes biomoléculas é liberada de forma controlada. Durante a respiração, parte dessa energia é usada para a síntese (fabricação) do ATP, que, por sua vez, é utilizado para a manutenção e o desenvolvimento do organismo (anabolismo).
A respiração celular é o processo pelo qual as células oxidam nutrientes dos alimentos para liberar energia. Como resultado, o carbono nesses nutrientes é oxidado, tornando-se dióxido de carbono, que é eliminado para a atmosfera através da respiração. Para realizar a respiração celular, é fundamental a presença de oxigênio (respiração aeróbia). Os animais obtêm o oxigênio da atmosfera através de órgãos especializados (pulmões, brânquias). As plantas o fazem através de estruturas chamadas estômatos, localizados nas folhas, que serão explicados detalhadamente adiante.
A respiração ocorre durante as 24 horas do dia. A quantidade de oxigênio que as plantas absorvem da atmosfera como resultado do processo de respiração é menor do que a liberada para realizar a fotossíntese; da mesma forma, o dióxido de carbono emitido é menor do que a quantidade absorvida. À noite, quando as plantas não realizam a fotossíntese, o inverso é verdadeiro. Enquanto a fotossíntese fornece os carboidratos necessários, a respiração celular vegetal é o processo onde a energia contida nesses carboidratos é liberada de forma controlada.
Na respiração aeróbia, a degradação da glicose é composta por uma série de reações. No entanto, a equação química geral pode ser representada pela seguinte fórmula, que é o inverso da fotossíntese: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ATP.
A respiração celular ocorre dentro das mitocôndrias, pequenas organelas situadas no citoplasma das células eucarióticas. Estas estruturas, retangulares e achatadas, utilizam o oxigênio e convertem carboidratos, ácidos graxos e proteínas dos alimentos em energia.
Tipos de Respiração Celular
A respiração celular pode ser dividida em dois tipos, dependendo da presença de oxigênio:
- Respiração Aeróbia: Faz uso do O2 como aceitador final de elétrons a partir de substâncias orgânicas. É a forma mais comum de respiração, característica de um grupo de bactérias e de eucariotos. Por isso, os organismos que necessitam de oxigênio são chamados aeróbios.
- Respiração Anaeróbica: O oxigênio não está envolvido; utiliza-se outros aceitadores finais de elétrons, geralmente minerais. A respiração anaeróbica é característica de alguns procariotos, em geral habitantes de solos e sedimentos, sendo de vital importância nos ciclos biogeoquímicos dos elementos. Organismos que não necessitam de oxigênio são chamados anaeróbios.
O Papel dos Estômatos
Como referido, as plantas executam as trocas gasosas através dos estômatos (do grego stoma = boca). Eles são formados por duas células-guarda rodeadas por células companheiras, que dão origem a pequenos poros nas folhas das plantas. Estão localizados em ambos os lados da folha, embora, em geral, haja maior quantidade de estômatos na face inferior (parte de baixo). A separação que ocorre entre as duas células regula o tamanho total do poro.
Através dos estômatos, ocorre a troca gasosa com o ambiente. O oxigênio e o dióxido de carbono são trocados com a atmosfera através desses poros, permitindo o desenvolvimento dos processos de fotossíntese e respiração da planta. No entanto, sua abertura resulta na perda de água em forma de vapor, através de um mecanismo chamado transpiração. É por isso que a abertura e o fechamento dos estômatos são cuidadosamente regulados por fatores ambientais como a luz, a concentração de dióxido de carbono e a disponibilidade de água para as plantas. Os estômatos abrem quando há aumento da intensidade de luz e fecham quando ela diminui.