Respiração celular em animais e vegetais • Zoologia X Botânica

Oi, biologuínhos! Tudo bem com vocês? Esperamos muito que sim! O post de hoje será naquele estilo dois em um, pois será sobre um tema muito legal de ser comparado: a respiração celular.

Bom, começando pelo começo, temos que saber o que é essa respiração celular. Nós crescemos chamando de respiração o processo de inspiração e expiração que nossos órgãos respiratórios fazem né? Mas na verdade, o nome disso é ventilação! O nome respiração só vale para o processo que ocorre dentro das nossas células, que é o que vamos falar hoje.

A respiração celular é um processo importantíssimo tanto para os animais quanto para as plantas, já que é ele quem mantém os organismos vivos. É através desse processo que os organismos conseguem energia e cada célula dentro do nosso corpo e do das plantas precisa de energia para desempenhar sua função.

Vocês lembram qual é a organela responsável pela produção de energia. Esse processo inteirinho ocorre dentro da mitocôndria, nos animais e nas plantas. Mas para chegar nele é preciso passar por outros processos, como o famoso e temido ciclo de Krebs. Mas a respiração em si ocorre em um processo chamado de fosforilação oxidativa, que se dá no finalzinho da cadeia respiratória ou cadeia transportadora de elétrons.

Mesmo sempre sendo esquecidas, as plantas também realizam a respiração celular e mais do que nos animais, ele se mostra relacionado com outros processos, em especial com a fotossíntese. Temos que a fotossíntese é um processo redutivo (produz coenzimas reduzidas, transferência de elétrons, síntese), e a respiração, oxidativo (produz coenzimas oxidadas, quebra de ligações de carbono e transferência de energia para o ATP).

Basicamente, a fotossíntese fornece as unidades orgânicas básicas para as plantas, inclusive o O2 que é direcionado, muitas vezes, para a respiração celular na mitocôndria da célula vegetal. Cerca de 55% dos produtos que são produzidos na fotossíntese são utilizados na própria respiração celular daquele vegetal.

Parece difícil, não é? Mas vocês vão ver que não é tão complicado assim.

As diferenças entre animais e vegetais são bem pontuais, então vamos explicando tudo de maneira geral e quando houver algo que difere vamos avisar e comparar.

Indo pela via metabólica principal e mais conhecida, a glicólise, que é a quebra da molécula de glicose com o objetivo de gerar energia (ATP). Os seres vegetais utilizam como substrato da respiração celular a sacarose, glucose, frutose, amido, frutana, triacilglicerol, proteínas, malato e ácido glicólico, diferente dos animais que apresentam uma preferência por glicose.

Mesmo com essas diferenças, a via acontece da mesma forma: nós temos apenas dois ATPs de saldo e também algumas coenzimas, que são moléculas que carregam elétrons consigo, além do piruvato, que é a substância que segue para o ciclo de Krebs, depois de convertido em acetilcoenzima-a. O ciclo de Krebs não produz ATP nenhum, mas produz MUITAS coenzimas.

Mas pra que será que precisa tanto produzir essas coenzimas?

Essas moléculas têm a capacidade de doar ou receber elétrons. Em animais e vegetais elas são chamadas de NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e FAD e nas plantas de NADP (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato) e FADP. Elas são importantíssimas na cadeia transportadora de elétrons e acho que pelo nome já dá para adivinhar o por quê.

A cadeia transportadora de elétrons é formada por um conjunto de quatro complexos proteicos que ficam na membrana interna da mitocôndria, algumas ficam completamente atravessadas pela membrana, já outras de um lado só, como podemos ver na imagem abaixo. O último complexo proteico forma um poro, capaz de bombear elétrons. É importante ressaltar que tudo isso ocorre na membrana interna da mitocôndria.

As coenzimas vão doar seus elétrons para os complexos I e II e estes vão saltando de um em um e ocasionando em uma liberação de energia, que faz com que uma molécula de H+ seja liberada no espaço intermembranas (entre a membrana externa e interna). Quando chega no complexo IV, os elétrons são transferidos para uma molécula de gás oxigênio (O2), ou seja, o oxigênio que respiramos. Esse oxigênio é transformado em 2H2O.

Ok, mas e a fosforilação oxidativa que falamos? Não sei se vocês notaram, mas só falamos de quatro complexos e na imagem ali temos 5 deles. O quinto é chamado de ATP sintase, já que ele faz a síntese de ATP (jura? hahah). O espaço intermembranas fica muito ácido com o bombeamento de prótons H+ (mais positivo do que o lado de dentro). A ATP sintase possui um canal iônico que conduz o H+ de volta para dentro, a favor do gradiente eletroquímico, tentando equilibrar a situação. Porém a passagem deste pelo canal faz com que a ATP sintase mude sua conformação e gire, ligando um ADP (adenosina difosfato) a um P (fosfato), originando um ATP (adenosina trifosfato). Isso é a fosforilação oxidativa!

A diferença entre os animais e vegetais está principalmente na inibição desse processo. Os animais possuem substâncias capazes de parar cada um dos complexos e, portanto, parar a cadeia toda. Essas substâncias são venenos respiratórios e podem ser mortais para nós. Um exemplo é o cianeto, que foi uma das substâncias utilizadas nas câmaras de gás durante o holocausto e também uma das substâncias liberadas durante o incêndio da Boate Kiss no Rio Grande do Sul no ano de 2013.

Além de inibidores, também há desacopladores, capazes de dissipar os H+ que foram bombeados para o espaço intermembranas e assim desassociar a cadeia transportadora de elétrons da fosforilação oxidativa.

Já em plantas, temos que diferentemente dos animais, elas apresentam uma cadeia transportadora de elétrons resistente a venenos respiratórios, isto é, apresentam enzimas transportadoras de elétrons adicionais que não permitem que o processo seja parado, incrível né?!

Bom, basicamente são essas as principais diferenças do processo em ambos grupos e, apesar de tanta gente querer afastar e diferenciar tanto os vegetais e os animais, temos muitas coisas que ocorrem de forma muito parecida! Enfim, é isso, nos vemos daqui 15 dias, CONTINUEM SE CUIDANDO <3

Isabella Aparecida Fonseca Bertoleti Estudante de Ciências Biológicas (Licenciatura) Colunista de Botânica (ZOOLOGIA X BOTÂNICA)

Barbara Mariah Chagas Teberga Estudante de Ciências Biológicas (Licenciatura) Colunista de Zoologia (ZOOLOGIA X BOTÂNICA)

Referências:

Taiz, L.; Zeiger, E. Fisiologia vegetal. 5. ed., Artmed, 2013. 918 p.