Como a fermentação é diferente da respiração celular?

Toda vida precisa de energia para realizar as funções vitais. Até sentar e ler consome energia. Crescimento, digestão, locomoção: tudo requer um gasto de energia. Correr uma maratona exige muita energia. Então, de onde vem toda essa energia?

A energia necessária para realizar as funções da vida vem da quebra do açúcar. A fotossíntese usa a energia do sol para combinar dióxido de carbono e água para formar glicose (açúcar), liberando oxigênio como produto residual. As plantas armazenam essa glicose como açúcar ou amido. Animais, fungos, bactérias e - às vezes - outras plantas se alimentam desses recursos vegetais, quebrando o amido ou açúcar para liberar a energia armazenada.

A fermentação e a respiração celular diferem em um fator crítico: oxigênio. A respiração celular usa oxigênio na reação química que libera energia dos alimentos. A fermentação ocorre em um ambiente anaeróbico ou pobre em oxigênio. Como a fermentação não usa oxigênio, a molécula de açúcar não se decompõe completamente e, portanto, libera menos energia. O processo de fermentação nas células libera cerca de duas unidades de energia, enquanto a respiração celular libera um total de cerca de 38 unidades de energia.

Na respiração celular, o oxigênio se combina com os açúcares para liberar energia. Esse processo começa no citoplasma e se completa na mitocôndria. No citoplasma, um açúcar é quebrado em duas moléculas de ácido pirúvico, liberando duas unidades de energia de trifosfato de adenosina ou ATP. As duas moléculas de ácido pirúvico se movem para a mitocôndria, onde cada molécula é convertida em uma molécula chamada acetil CoA. Os átomos de hidrogênio da acetil CoA são removidos na presença de oxigênio, liberando um elétron a cada vez, até que não haja mais hidrogênio. Neste ponto, o acetil CoA foi decomposto, e apenas o dióxido de carbono e a água permanecem. Este processo libera quatro unidades de energia ATP. Agora os elétrons passam pela cadeia de transporte de elétrons, liberando cerca de 32 unidades de ATP. Assim, o processo de respiração celular libera cerca de 38 unidades de energia ATP de cada molécula de glicose.

E se a célula não tiver oxigênio suficiente para a respiração celular? A frase "sinta a queimadura" resulta dessa via anaeróbia. Se o nível de oxigênio da célula estiver muito baixo para a respiração celular, geralmente porque os pulmões não conseguem atender à necessidade de oxigênio da célula, ocorre a fermentação da respiração celular. Nesse caso, a molécula de açúcar só se quebra no citoplasma da célula, liberando cerca de duas unidades de energia ATP. O processo de decomposição não continua na mitocôndria. Essa quebra parcial da glicose libera um pouco de energia para que a célula possa continuar trabalhando, mas a reação incompleta produz ácido láctico que se acumula na célula. Esta fermentação de ácido láctico causa a sensação de queimação quando os músculos não recebem oxigênio suficiente para a respiração celular.