São as reações químicas que ocorrem no organismo e produzem energia para o corpo
Metabolismo energético são todas as alterações químicas que produzem a energia necessária para que organismo dos seres vivos funcionem da maneira adequada.
As primeiras pesquisas sobre o tema surgiram há quatro séculos, com análise da constituição orgânica dos animais. Com a evolução da ciência e o surgimento da Bioquímica, já é possível compreender, por exemplo, que todos os seres vivos necessitam de alimentos para que ocorra o processo metabólico e, consequentemente, a liberação de energia para o corpo.
Isso vale para todos os organismos vivos, tanto os autotróficos, que produzem seu próprio alimento, como os heterotróficos, que não são capazes de produzir o próprio alimento.
É possível observar que na cadeia alimentar os vegetais servem de alimento para os herbívoros e estes servem de alimento para os animais carnívoros. Por meio desse processo acontece a transferência de matéria e energia.
Divisões do metabolismo energético
O metabolismo energético pode ser dividido em dois grupos:
Anabolismo: são as atividades químicas que permitem a formação de moléculas complexas (reações de síntese). Um exemplo desse tipo de metabolismo energético ocorre com as pessoas que buscam ganhar massa muscular. Por meio de exercícios físicos e alimentos energéticos, o organismo recebe uma grande quantidade de energia suficiente para realizar os processos anabólicos, e assim, adquirir um aumento muscular.
Catabolismo: nesse tipo de metabolismo energético as reações de degradação da molécula, ou seja, todas as reações em que os compostos orgânicos complexos são transformados em moléculas simples, como acontece no processo de digestão. Os alimentos são degradados e transformados em substâncias simples e, consequentemente, há produção de energia.
Vale frisar que a glicose (C6H12O6) é a principal fonte de energia das células. Após o catabolismo, a glicose libera energia de suas ligações químicas e resíduos o que gera energia que possibilita o funcionamento das reações metabólicas.
Compostos importantes
O ATP – Adenosina Trifostado é o elemento mais importante das células. Ele é responsável pela captação e armazenamento da energia liberada no processo de quebra da glicose. Sua constituição é a adenosina, um nucleotídeo, associada a três radicais fosfato interligados em cadeia.
É importante destacar também os compostos NAD + (Nicotinamida Adenina Dinucleótido) e FAD (Dinucleotídeo de Adenina Flavina), fundamentais para as funções do metabolismo energético por transportarem o hidrogênio liberado nas reações químicas.
ATP é o elemento mais importante das células por captar e liberar energia.
Metabolismo energético nos seres autotróficos e heterotróficos
A fotossíntese e a respiração celular são os principais processos de obtenção de energia:
Fotossíntese
A fotossíntese é o processo em que ocorre a síntese da glicose a partir de gás carbônico (CO2) e água (H2O) na presença de luz. É um mecanismo autotrófico (realizado por seres que produzem seu próprio alimento), como as plantas, bactérias e cianobactérias.
Respiração celular
Na respiração celular ocorre o processo de degradação da molécula de glicose para que seja possível a liberação da energia armazenada. Acontece na maioria dos seres vivos e pode ser realizado na forma aeróbica ou anaeróbica.
Na respiração aeróbica há a presença de gás oxigênio do ambiente. Ela acontece em três fases: Glicólise, Ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa.
A primeira fase é a Glicólise, quando ocorre um processo bioquímico em que a molécula de glicose (C6H12O6) é dividida em duas menores de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3) e assim libera energia.
Na sequência acontece o Ciclo de Krebs por meio de oito reações que tem a função de promover a degradação dos produtos finais do metabolismo dos lipídios, carboidratos e aminoácidos, que são convertidos em acetil-CoA, com a liberação de CO2, H2O e síntese de ATP.
Encerrando o processo, ocorre a Fosforilação Oxidativa ou Cadeia Respiratória, fase em que acontece a maior parte da produção de energia. Parte da energia produzida na quebra de compostos nas fases anteriores é armazenada em moléculas intermediárias, como NAD+ e o FAD. Estas liberam elétrons energizados e os íons H+ que passarão por diversas proteínas, constituindo assim a cadeia respiratória.
Dessa forma, o balanço energético da cadeira respiratória pode ser demonstrado da seguinte maneira:
Glicólise: 4 ATP + 2 NADH – 2 ATP = 2 ATP + 2 NADH
Ciclo de Krebs: Como são duas moléculas de piruvato, a equação deve ser multiplicada por 2: 2 x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) = 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP
Fosforilação Oxidativa:
2 NADH da glicólise = 6 ATP
8 NADH do ciclo de Krebs = 24 ATP
2 FADH2 do ciclo de Krebs = 4 ATP.
No total são produzidos 38 ATP’s durante a respiração aeróbica.
Ao contrário da aeróbica, a respiração anaeróbica acontece sem a presença de oxigênio, como na fermentação, quando ocorre a degradação das substâncias simples. Ela pode acontecer de duas formas, a depender do produto formado pela degradação da glicose.
Fermentação alcoólica: nesse processo duas moléculas de piruvatos (composto orgânico que contém três átomos de carbono, originado ao fim da glicólise) são convertidas em álcool etílico, com a liberação das moléculas de CO2 e a formação de duas moléculas de ATP. É produzida por algumas bactérias e leveduras e utilizada na produção de bebidas alcoólicas, como vinho e cerveja, pão, entre outros alimentos.
Fermentação lática: cada molécula de piruvato se transforma em ácido lático que formam duas moléculas de ATP. Realizado por protozoários, fungos, bactérias, hemácias e células do tecido muscular. A fadiga muscular causada pelo exercício físico, por exemplo, é decorrente da liberação do ácido lático pelas células ao realizarem a fermentação, por conta da ausência de oxigênio.