Tipos de respirações

A respiração celular é um fenômeno que consiste basicamente no processo de extração de energia química acumulada nas moléculas de substâncias orgânicas. Nesse processo, verifica-se a oxidação de compostos orgânicos de alto teor energético, como proteínas e lípidos, para que possam ocorrer as diversas formas de trabalho celular. A organela responsável por essa respiração é a mitocôndria em paralelo com o sistema golgiense.

Ela pode ser de dois tipos, respiração anaeróbica (sem utilização de oxigênio também chamada de fermentação) e respiração aeróbica (com utilização de oxigênio).

Nos organismos aeróbicos, a equação é simplificada da respiração celular pode ser assim representada:

C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energia (ATP)

Respiração traqueal

Muitos artrópodes têm, como sistema respiratório, um sistema de túbulos, as traqueias que, abrindo para o exterior, levam o ar até aos órgãos onde circula a hemolinfa, permitindo assim as trocas gasosas.

As filotraquéias ou pulmões foliáceos são estruturas exclusivas dos aracnídeos, sempre existindo aos pares.

Cada pulmão foliáceo é uma invaginação (reentrância) da parede abdominal ventral, formando uma bolsa onde várias lamelas paralelas (lembrando as folhas de um livro entreaberto), altamente vascularizadas, realizam as trocas gasosas diretamente com o ar que entra por uma abertura do exoesqueleto.

A organização das filotraquéias lembra a das brânquias, com a diferença de que estão adaptadas à respiração aérea.

Algumas aranhas pequenas e os carrapatos têm, apenas, respiração traqueal.

Respiração branquial

A respiração branquial é mais complexa que os outros tipos de respiração porque o oxigênio encontra-se dissolvido no meio aquático.

Os peixes não fazem movimentos de inspiração e expiração como nos animais pulmonados. Ocorre um fluxo constante e unidirecional de água que penetra pela boca, atinge os órgãos respiratórios e sai imediatamente pelo opérculo.

A cada filamento chega uma artéria com sangue venoso que se ramifica pelas lamelas branquiais. A partir daí o sangue é oxigenado e deixa a estrutura por uma veia.

As trocas gasosas entre o sangue e a água são facilitadas pela presença de um sistema contracorrente: fluxo de água e sangue em sentidos contrários. O sangue que deixa as lamelas branquiais contém o máximo de oxigênio e o mínimo de gás carbônico.

Respiração pulmonar

A respiração pulmonar é o processo pelo qual o ar entra nos pulmões e sai em seguida, num processo conhecido por ventilação pulmonar. É um acontecimento repetitivo que envolve todo o conjunto de órgãos do sistema respiratório.

A complexidade dos pulmões aumenta conforme a independência de água no ciclo de vida do animal aumenta. Nos mamíferos, os pulmões são grandes e ramificados internamente e formam pequenas bolsas: os alvéolos.

Entretanto, nas aves, os pulmões são pequenos, compactos, não-alvelares e deles partem os sacos aéreos. Os sacos aéreos atingem todas as regiões importantes do corpo, havendo inclusive vias que partem desses sacos e penetram no esqueleto (ossos pneumáticos).

Os répteis também apresentam pulmões alveolares porém menos complexos que os dos mamíferos. Os alvéolos ampliam a área de superfície das trocas gasosas.

Anfíbios: surgem após a fase larval. Apresentam alvéolos muito simples, o que é compensado, parcialmente, pela respiração cutânea.

Peixes Pulmonados: utilizam a bexiga natatória como pulmão, o que lhes permite resistir a curtos períodos de seca permanecendo enterrados no lodo.

Respiração cutânea

Os animais de respiração cutânea precisam ter o tegumento (epiderme ou pele) constantemente humedecido, uma vez que o oxigénio e o dióxido de carbono só atravessam membranas quando dissolvidos. Portanto, esses organismos só podem viver em ambientes aquáticos e em ambientes terrestres muito úmidos. Entre as células que formam a sua epiderme, há algumas especializadas na produção de um muco. Esse muco espalha-se sobre o tegumento, mantendo-o húmido e possibilitando as trocas gasosas.

Respiração Celular Aeróbia

Respiração celular é o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia que poderão ser usada nos processos vitais. Ela pode ser de dois tipos, Respiração Anaeróbia (sem utilização de oxigênio também chamada de fermentação) e Respiração Aeróbia (com utilização de oxigênio). A respiração celular é o processo de obtenção de energia mais utilizado pelos seres vivos. Na respiração, ocorre a libertação de dióxido de carbono e energia e o consumo de oxigénio e glicose, ou outra substância orgânica. A organela responsável por essa respiração é a mitocondria.

Do ponto de vista da fisiologia, o processo pelo qual um organismo vivo troca oxigênio e dióxido de carbono com o seu meio ambiente é chamado de ventilação, respiração ocorre apenas na célula, operação executada pela mitocondria.

Do ponto de vista da bioquímica, respiração celular é o processo de conversão das ligações químicas de moléculas ricas em energia que possa ser usada nos processos vitais. A respiração celular processa-se nas seguintes etapas: Glicólise

Ciclo de Krebs

Cadeia respiratória

Fosforilação oxidativa

O processo básico da respiração celular é a quebra da glicose ou Glicólise, que se pode expressar pela seguinte equação química:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia

Nutrientes (energia química) + O2 → CO2 + H2O + Energia(alguma que se perde sob a forma de calor e outra parte armazena-se sob a forma de ATP)

Este artigo centra-se nos fenómenos da respiração celular, que se processa segundo duas sequências básicas:

Glicose e Oxidação do piruvato através de um de dois processos: Respiração aeróbia ou Respiração anaeróbia


* 1 Oxidação do piruvato
o 1.1 Respiração aeróbia
o 1.2 Respiração anaeróbia
* 2 Artigos relacionados

Oxidação do piruvato

De acordo com o tipo de metabolismo, existem duas sequências possíveis para a oxidação do piruvato proveniente da glicólise:

1. Neste primeiro processo, a oxidação do píruvato ocorre em uma respiração aeróbia, produzindo em seguida Acetilcoenzima A, iniciando assim o Ciclo de Krebs, como é demonstrado a baixo: Piruvato --> Acetil-Coa

Nesta etapa ocorre a entrada de NAD e CoA-SH.

O piruvato gerado na glicólise sofre desidrogenação e descarboxilação catalizado pelo complexo piruvato-desidrogenase, durante essas reações é adicionada a coenzima A, desta forma a partir de cada piruvato produz-se um acetil-CoA, iniciando logo em seguida o Ciclo de Krebs

Durante a glicólise pode ocorrer a falta de O2 gerando outras reações:

2.Nesta etapa a oxidação do piruvato ocorre em uma reação anaeróbia Oxidação Incompleta da Glicose: Glicose --> Piruvato --> Ácido láctico

Na ausência de O2 ou em situação de hipóxia, a cadeia respiratória fica bloqueada ou parcialmente bloqueada, por isso os NADH e FADH2 gerados nas reações de oxiredução não podem ser oxidados. Assim fica faltando NAD e FAD para as reações de desidrogenação. Com isso, o ciclo de Krebs não pode ocorrer ficando totalmente bloqueado, na falta de O2. Se houvesse uma forma de repor NAD e FAD sem o envolvimento da cadeia respiratória o ciclo poderia continuar ocorrendo. Na oxidação da glicose na ausência de O2, o NADH produzido não irá para a cadeia respiratória; da mesma forma, o piruvato não dara origem ao acetil-CoA. Assim fica acumulado NADH e piruvato. Para que a glicólise mantenha-se, o NADH acumulado transfere seus elétrons e P+ para o piruvato, originando ácido láctico e renegerando o NAD. Isto representa uma via alternativa de oxidação do NADH. Na oxidação incompleta o rendimento de ATP cai para apenas dois.
[editar] Respiração aeróbia

A respiração aeróbia requer oxigênio. Na glicólise, é formado o piruvato (também chamado de ácido pirúvico) bem como 2 ATP. Cada piruvato que entra na mitocôndria e é oxidado a um composto com 2 carbonos (acetato) que depois é combinado com a Coenzima-A, com a produção de NADH e libertação de CO2. De seguida, inicia-se o Ciclo de Krebs. Neste processo, o grupo acetil é combinado com compostos com 4 carbonos formando o citrato (6C). Por cada ciclo que ocorre liberta-se 2CO2, NADH e FADH2. No ciclo de Krebs obtém-se 2 ATPs. Numa última fase - cadeia transportadora de elétrons (ou fosforilação oxidativa) os elétrons removidos da glicose são transportados ao longo de uma cadeia transportadora, criando um gradiente protónico que permite a fosforilação do ADP. O aceptor final de elétrons é o O2, que, depois de se combinar com os elétrons e o hidrogênio, forma água. Nesta fase da respiração aeróbia a célula ganha 32 moléculas de ATP. Isso faz um total ganho de 30 ATP durante a respiração celular em que intervém o oxigênio.
[editar] Respiração anaeróbia

A respiração anaeróbia envolve um receptor de eléctrons diferente do oxigênio e existem vários tipos de bactérias capazes de usar uma grande variedade de compostos como receptores de eléctrons na respiração: compostos nitrogenados, tais como nitratos e nitritos, compostos de enxofre, tais como sulfatos, sulfitos, dióxido de enxofre e mesmo enxofre elementar, dióxido de carbono, compostos de ferro, de manganês, de cobalto e até de urânio.

No entanto, para todos estes , a respiração anaeróbia só ocorre em ambientes onde o oxigénio é escasso, como nos sedimentos marinhos e lacustres ou próximo de nascentes hidrotermais submarinas.

Uma das sequências alternativas à respiração anaeróbia é a fermentação, um processo em que o piruvato é apenas parcialmente oxidado, não se segue o ciclo de Krebs e não há produção de ATP numa cadeia de transporte de eléctrons. No entanto, a fermentação é útil para a célula porque regenera o dinucleótido de nicotinamida e adenina (NAD), que é consumido durante a glicólise.

Os diferentes tipos da fermentação produzem vários compostos diferentes, como o etanol (o álcool das bebidas alcoólicas, produzido por vários tipos de leveduras e bactérias) ou o ácido láctico do iogurte.

Outras moléculas, como NO2, SO2 são os aceptores finais na cadeia de transporte de elétrons.