Respiração celular

RKA3JV - Alô, moçada! Tudo bem com vocês? Na aula de hoje, aqui na Khan Academy Brasil, iremos aprender sobre respiração celular, um processo bioquímico importantíssimo. Você já parou para pensar em como aquele pão gostoso vira energia no seu corpo? A respiração celular é responsável por aproveitar as fontes energéticas que os alimentos possuem. Essas fontes são transformadas em energia para que o nosso corpo utilize, então, para nos manter vivos, como controlar a temperatura corporal e muito mais. Comecemos pela equação geral da respiração celular. Nada mais é do que uma série de reações químicas. Temos aqui a glicose, eu vou colocar uma imagem dela aqui, veja. Utilizando, então, o oxigênio, aquele mesmo que a gente respira, sabe? Produzindo, então, dióxido de carbono, que é aquele gás que exalamos na respiração. Produzindo também um pouco de água e, claro, energia na forma de ATP. Opa, parou! ATP, como assim? Aqui está o tal do ATP. Bom, você não precisa decorar as estruturas químicas, tudo bem? Mas é importante saber o que elas significam, a importância delas nesse processo. Repare que a molécula de glicose é feita por vários átomos ligados entre eles. Estas ligações químicas, quando rompidas, geram energia. O ATP, por sua vez, é a abreviação de adenosina trifosfato. É composto por uma base nitrogenada, uma molécula de ribose e três átomos de fósforo, todos ligados entre si. Geralmente, o ATP se encontra na forma de ADP (adenosina difosfato), ou seja, com dois fósforos. Quando as ligações químicas da molécula de glicose se rompem, a energia é liberada e capturada pelo ADP, tornando-se o ATP agora com três grupos fosfato. E qual é a vantagem de se utilizar a energia na forma de ATP? À medida que você vai avançando os seus estudos na Biologia, você verá que o ATP, igual a este que eu coloquei aqui para você, pode perder este fosfato, liberando energia para que processos custosos possam acontecer, como, por exemplo, fornecer energia para os músculos funcionarem. O ATP funciona como uma moeda energética que paga para algumas reações acontecerem. Vamos entender um pouco melhor como esse processo de respiração celular funciona. Primeiro, eu vou te situar. Aqui nós temos uma célula eucariótica, aqui o citosol desta célula e esta célula possui uma organela especial chamada de mitocôndria. A primeira etapa do processo de respiração celular acontece no citosol e é chamado de glicólise. "Glico" de glicose e "lise" de quebra, literalmente, a quebra da glicose. A glicose, após sofrer glicólise, é quebrada ao meio produzindo duas moléculas chamadas de piruvato. Nós aprofundaremos este processo com mais detalhes em vídeos futuros. Mas para que você saiba, só neste processo de quebrar a glicose ao meio e produzindo 2 piruvatos, nós já produzimos a energia na forma de ATP e NADH. Ok, eu sei que está parecendo muito complexo, porque são vários termos novos e reações químicas, mas fique tranquilo. O NAD+ é esta molécula aqui que você vê na tela. NAD significa nicotinamida adenina dinucleotídeo, ela é uma molécula capaz de capturar prótons de hidrogênio que são produzidos na reação de quebra da glicose, transformando o NAD+ em NADH, ou seja, sua forma reduzida. Repare, na aula de hoje, que a Química dá a mão com a Biologia, não é mesmo? Bom, uma vez formado o NADH, ele é capaz de fornecer muita energia, contribuindo para a formação de mais moléculas de ATP. Vamos recapitular até aqui? Temos a glicose sofrendo uma reação chamada de glicólise, que é a quebra da glicose em duas moléculas de piruvato. Este processo acontece no citosol da célula, que produz algumas moléculas de ATP e NADH. Seguindo, então. A próxima etapa, acontece na mitocôndria. Os piruvatos produzidos no citosol viajam até a matriz mitocondrial. Agora, acontecerá uma etapa chamada de ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico. É chamado ciclo, porque é uma reação em cadeia que quando chega ao seu final volta para onde a reação começou. E não que seja importante saber todos os detalhes agora, mas a reação só começa utilizando uma molécula chamada de acetilcolina e uma série de reações químicas acontecem agora. Aliás, esta etapa também é conhecida como o ciclo do ácido cítrico, porque uma das moléculas intermediárias é o citrato. Esta etapa, o ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico, produz ATP, NADH, e FADH₂, também chamada de flavina adenina dinucleotídeo, FAD, mais dois prótons de hidrogênio formando FADH₂ É mais uma molécula que é capaz de guardar energia para utilizar depois na formação de mais ATP. Então, uma vez que você tenha alguns ATP e um monte de NADH e NADH₂, agora inicia a última etapa da respiração celular chamada de cadeia transportadora de elétrons ou fosforilação oxidativa. Nesta etapa, os NADH e FADH₂ produzidos vão para a crista mitocondrial e doam sua energia para formar mais ATP. Os elétrons contidos nessas duas moléculas, NADH e FADH₂, vão passando pelas membranas da crista mitocondrial, especificamente por proteínas, e vão doando sua energia para que os prótons de hidrogênio fornecidos por essas moléculas, possam se acumular nesta região aqui chamada de espaço intermembranar da mitocôndria. Este gradiente de concentração de prótons de hidrogênios atravessam uma outra proteína que, por fim, forma ainda mais moléculas de ATP. Eu sei que pode estar parecendo muito complexo nesta altura do campeonato, mas eu prometo que em vídeos futuros você verá mais detalhes, tudo bem? Eu apenas estou dando uma visão geral do processo para você. Mas o importante aqui hoje é notar que a glicose armazena energia e ela está presente nos alimentos que ingerimos. Mas nós não usamos essa energia diretamente, percebeu? Nós temos que realizar a etapa de respiração celular para converter esta glicose em ATP, a moeda energética da célula, que é muito mais facilmente utilizada pelas células para fazerem seus processos químicos. Eu mostrei no início a foto de um pão, os carboidratos são apenas um tipo de composto energético, o mais utilizado. Proteínas e gorduras também são fontes de energia, mas são secundárias. O nosso corpo dá preferência para utilizar os carboidratos, depois os lipídeos, só depois as proteínas. Em algumas situações específicas, essas outras fontes de energia podem ser utilizadas adaptando os processos químicos para funcionarem durante a respiração celular. Lembra do oxigênio aqui na equação global? Ele é um aceptor de elétrons e é importantíssimo na etapa de cadeia transportadora de elétrons. Durante esta etapa, também são produzidas moléculas de água. E o gás carbônico produzido? Bom, ele é produzido durante o ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico, e é liberado na nossa expiração. Terminamos por hoje. Bons estudos e até a próxima!