Biologia

Representação da glicose: fonte de energia e intermediário metabólico

Você sabe o que é glicólise?

Glicólise é o conjunto de reações que transforma glicose em piruvato. Neste processo, há ganho energético de duas moléculas de ATP na formação de duas moléculas de piruvato, a partir de uma molécula de glicose.

Este conjunto de reações ocorre em quase todos os organismos vivos, no citoplasma celular dos eucariontes.

Lembra-se do que vem a ser o ATP?

O ATP, trifosfato de adenosina, é uma molécula que armazena energia proveniente principalmente, da alimentação. Ele capta a energia liberada nas reações que liberam energia, armazena em ligações moleculares e transferem esta para processos que necessitam de energia.

Para a geração de energia, moléculas maiores dos alimentos são reduzidas a unidades menores: aminoácidos, glicerol e ácidos graxos. Em uma segunda etapa, ocorre a glicólise. Após este longo processo, há o terceiro e último estágio, conhecido por "Ciclo de Krebs" ou "Ciclo do Ácido Cítrico" e fosforilação oxidativa, onde mais de 90% de ATP é produzido.

Este último processo ocorre apenas em organismos aeróbicos e consiste na oxidação completa dos piruvatos, provenientes da glicólise, gerando ATP, CO2 e H2O.

Em anaerobiose (ausência de oxigênio), após a glicólise ocorre a transformação do piruvato em etanol ou lactato, processo este denominado fermentação.

Se lembrarmos, por exemplo, das leveduras, fica fácil entender porque elas exercem papel primordial na fabricação de pães e bebidas! Inclusive, em 1860, Pasteur descobriu que microorganismos eram responsáveis pela fermentação, dando início aos estudos relacionados a estes processos de produção de energia.

As reações químicas que ocorrem no organismo

O metabolismo é o conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo afim de que esse gaste energia. Tais reações ocorrem em dois processos: o anabolismo, que cria moléculas complexas a partir de moléculas simples, e o catabolismo, que decompõe as moléculas complexas criadas no anabolismo para produzir energia. Dessa forma, quando o anabolismo trabalha superando a atividade do catabolismo o organismo ganha peso e ocorre inversamente a perda de peso quando o catabolismo supera as atividades do anabolismo.

Cada organismo possui seu metabolismo distinto, ou seja, o metabolismo de cada organismo trabalha de forma única, sendo mais lento ou mais ágil dependendo do nível mínimo de energia que o organismo precisa para funcionar e desempenhar suas funções vitais. Existem vários tipos de metabolismo, porém existem alguns tipos que são mais importantes como o Metabolismo Basal que trabalha em função das principais atividades básicas do organismo, como a regulação da temperatura corporal, a regulação da pressão arterial e a regulação dos batimentos cardíacos, por exemplo. O Metabolismo da Atividade Física é o responsável por gastar energia enquanto o organismo está realizando atividades físicas específicas para a queima de energia e inespecíficas como escovar os dentes e pentear os cabelos, por exemplo. O Metabolismo Alimentar trabalha desde a ingestão do alimento no processo de mastigação até o processamento dos nutrientes pelo organismo.

Os carboidratos atuam de forma a acelerar o metabolismo, pois acelera os músculos, o sistema nervoso e as células sanguíneas, o que o torna indispensável para ter disposição e estar sempre ativo. As gorduras também são fundamentais para o metabolismo, pois retarda a digestão dos carboidratos e faz com que a energia gerada pelo organismo seja gasta de forma homogênea. As proteínas diminuem a velocidade da digestão dos carboidratos e ainda auxilia na queima de calorias.

Mitocôndria observada ao microscópio eletrônico
A Biologia Celular, antiga citologia, aborda temáticas relacionadas às células:

- a evolução, organização e método de estudo das células de procariontes e eucariontes;

- citoesqueleto e citossol;

- vacúolos e inclusões;

- cílios e flagelos;

- membranas, suas especializações;

- permeabilidade celular;

- organelas – ribossomos, retículo endoplasmático granuloso e não-granuloso, complexo golgiense, centríolos, lisossomos, mitocôndria, cloroplastos (nas células vegetais);

- núcleo, nucléolo e envoltório nuclear;

- ácidos nucléicos;

- moléculas de adesão;

- diferenciação e interação celular;

- divisão (mitose e meiose);

- microscopia, envolvendo técnicas de preparação e estudo deste material biológico e uso de microscópios ópticos e eletrônicos.

Estas temáticas, dentre outras, permitem o estudo destas unidades estruturais, presentes em todas as formas de vida existentes, tanto uni quanto pluricelulares.

Forma e função das células

O aspecto morfológico de uma célula e sua fisiologia.

Uma célula, de acordo com o controle genético, possui forma relacionada com a função que desempenha. Nos vegetais a morfologia é limitada devido à presença da parede celulósica conferindo angulosidades às células com aspecto romboédrico, enquanto nos animais a não existência da parede permite variados formatos.

- No epitélio estratificado pavimentoso (da pele, por exemplo), as células possuem formas poliédricas conferindo um grau de proximidade que desempenha proteção mecânica, bem como evitando a perda de água por desidratação, revestindo o organismo com muita eficácia.

- No tecido muscular a forma alongada e a estrutura das células contribuem com a capacidade de contração e distensão.

- No tecido conjuntivo sangüíneo, os glóbulos vermelhos do sangue (as hemácias), com forma achatada e região central abaulada (bicôncava), proporcionam melhor transporte de gás oxigênio e distribuição aos diversos tecidos do organismo.

- No tecido nervoso, as numerosas ramificações (dendritos e telodendros) das células nervosas realizam a recepção de estímulos e a transmissão de impulsos nervosos, muitas vezes com grande velocidade.

- O formato do espermatozóide, constituído por uma cabeça, uma peça intermediária e uma cauda, permite sua maior mobilidade.

Fatores externos podem influenciar no comportamento anatômico de uma célula. A pressão exercida pelo aglomerado celular em um tecido pode remodelar a estruturação de cada unidade, visto a maleabilidade conferida pela membrana plasmática.

Mitocôndrias

Mitocôndria: Organela que realiza respiração celular.

As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas com formas variáveis: ovóides, esféricas ou de bastonetes, medindo aproximadamente de 02μm a 1μm de diâmetro e 2μm a 10μm de comprimento.

São constituídas por duas membranas: a mais externa lisa e a interna pregueada, formando as cristas mitocondriais (septos), que delimitam a matriz mitocondrial (solução viscosa semelhante ao citosol), onde ficam dispersas estruturas ribossomais, enzimas e um filamento de DNA circular.

As enzimas catalisam a importante função dessas organelas, no que diz respeito à respiração celular, fornecendo energia metabólica liberada na forma de ATP (Adenosina Trifosfato), despendida em todas as atividades desenvolvidas por uma célula. Portanto, durante o processo de respiração aeróbia ocorrem reações determinantes nas mitocôndrias: o Ciclo de Krebs na matriz mitocôndrial e a Cadeia Respiratória nas cristas mitocondriais.

O fato de esta organela possuir material genético próprio permite a ela capacidade de se autoduplicar, principalmente em tecidos orgânicos que requerem uma compensação fisiológica maior quanto à demanda energética, percebido pela concentração de mitocôndrias em células de órgãos como o fígado (células hepáticas) e a musculatura (fibra muscular).

Existem teorias (endossimbiótica) a cerca da origem das mitocôndrias, que demonstram o surgimento dessas organelas nas células eucariontes durante a evolução a partir de análise comparativa e evidências como:

- a dupla membrana, sendo a interna semelhante aos mesossomos (dobras membranosas de bactérias, ricas em enzimas respiratórias);
- o pequeno tamanho dos ribossomos, semelhantes aos de procariotos, e diferenciados aos encontrados no hialoplasma da mesma célula eucarionte;
- e a presença de DNA circular.

Portanto, supõe-se que por volta de 2,5 bilhões de anos, células procarióticas teriam fagocitado, sem digestão, arqueobactérias capazes de realizar respiração aeróbia, disponibilizando energia para a célula hospedeira, garantindo alimento e proteção (uma relação harmônica de dependência).