(PUC-SP-2003) - Respiração Celular

Quando observamos um carro em movimento ou uma pessoa em atividade física, estamos presenciando transformações de energia para realização de trabalho. Nos dois casos, a energia é fornecida pela oxidação de moléculas orgânicas presentes no combustível e no alimento, respectivamente. A glicose é o principal combustível do corpo humano, fornecendo energia necessária para os diversos tipos de trabalhos biológicos, inclusive o trabalho muscular. Entretanto, a energia liberada no processo de combustão da glicose não é imediatamente aproveitada; ela é inicialmente transferida e armazenada em moléculas de ATP (trifosfato de adenosina) que funcionam como “moedas energéticas” que as células utilizam para “pagar” os custos envolvidos na realização de trabalho. As reações de combustão também são classificadas como reações de óxido-redução, sendo o O2, o agente oxidante. A combustão completa de combustíveis como a gasolina, o álcool etílico e a glicose formam o gás carbônico (CO2), a água (H2O) e liberam uma certa quantidade de energia. No entanto, caso não haja disponibilidade adequada de gás oxigênio, poderá ocorrer a formação de outros subprodutos com liberação de menor quantidade de energia. Um músculo em intensa atividade necessita de uma grande quantidade de energia, consumindo rapidamente o seu estoque de ATP. Para a produção em larga escala dessas moléculas, as células musculares utilizam carboidratos como combustível, observando-se um aumento tanto no consumo de O2 quanto na eliminação de CO2 (situação1). Quando o esforço muscular é muito intenso, verifica-se um acúmulo de ácido lático (situação2), o que pode provocar fadiga muscular, isto é, dor e enrijecimento da musculatura Com base em seus conhecimentos de Biologia responda às questões:

a) Explique os fenômenos envolvidos nas situações 1 e 2 apresentadas no texto, relacionando-os com a disponibilidade de O2 para as células musculares.
b) Considerando que as células musculares apresentam um alto consumo de energia, indique qual é a organela encontrada em abundância nessas células. Justifique sua resposta.

Resolução:

a) Na situação 1, as células musculares utilizam carboidratos para a obtenção de energia por meio da respiração celular, processo aeróbio que consome oxigênio e glicose e produz gás carbônico e água. Na situação 2, sendo o esforço muscular muito intenso, o oxigênio disponível é insuficiente para a obtenção de toda a energia necessária ao trabalho muscular; nesse caso, além da respiração celular, que continua ocorrendo, acontece também, como coadjuvante, o processo de fermentação lática, no qual a glicose é degradada sem a presença do oxigênio - processo anaeróbio - com produção de ácido lático residual. Tanto a respiração como a fermentação transferem energia para moléculas de ADP, formando ATP, que será, posteriormente, utilizado para o trabalho celular.A respiração, no entanto, libera maior quantidade de energia por mol de glicose do que a fermentação, motivo pelo qual ela é o processo preferencial das células. 
b) As organelas encontradas em abundância nas células musculares são as mitocôndrias. Isso porque grande parte do processo de respiração celular, liberador de energia, ocorre nessas organelas.