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Podemos definir metabolismo como o conjunto das atividades metabólicas da célula relacionadas com a transformação de energia. A fotossíntese e a respiração são os processos mais importantes de transformação de energia dos seres vivos, mas a fermentação e a quimiossíntese também são processos celulares desse tipo importantes para alguns seres vivos.
→ Seres autotróficos e heterotróficos
Todos os seres vivos gastam energia para manter suas diversas atividades celulares, e a fonte de energia mais importante para os seres vivos é a luz solar. Luz solar, água e gás carbônico são os ingredientes necessários para os seres clorofilados realizarem a fotossíntese e produzirem moléculas orgânicas, como a glicose. Esses seres, chamados de autótrofos(que produzem o próprio alimento), servem de alimento a diversos outros, os heterótrofos(que não são capazes de produzir o próprio alimento). Quando se alimentam dos autótrofos, os seres heterótrofos introduzem em seus corpos a matéria orgânica, que é degradada dentro das células, liberando a energia necessária para a execução das funções vitais.
Essa cadeia formada entre os seres vivos pode ser facilmente observada na natureza. Os vegetais servem de alimento para os animais herbívoros, que, por sua vez, servem de alimento para animais carnívoros. Nessa sequência chamada de cadeia alimentar, ocorre a transferência de matéria e de energia para os seres vivos, pois, como diz a Primeira Lei Física da Termodinâmica: “nos processos físicos e químicos, a energia pode ser ganha ou perdida, transferindo-se de um sistema para outro, mas não pode ser criada nem destruída”.
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→ Reações de síntese e degradação
Geralmente, as reações metabólicas são classificadas em dois tipos: as reações de síntese e as reações de degradação.
Nas reações de síntese, moléculas mais simples são unidas para formar outras de maior complexidade, como ocorre com a união de aminoácidos para formar as proteínas. Já nas reações de degradação, ocorre o contrário: as moléculas mais complexas são quebradas, transformando-se em moléculas mais simples, como ocorre na quebra do glicogênio em glicose.
Todas as reações de síntese – por meio das quais os organismos vivos constroem as complexas moléculas orgânicas que formam o seu corpo – são chamadas de anabolismo,e as reações de degradação de moléculas constituem o catabolismo. Dessa forma, podemos concluir que é pelas reações anabólicas que o ser vivo constrói seu corpo e é pelas reações catabólicas que os seres vivos conseguem a matéria-prima e a energia necessárias à vida.
Por Paula Louredo
Graduada em Biologia
Metabolismo é o conjunto de reações químicas que se processam em um organismo. Essa definição pode parecer simples, mas envolve um conjunto de conhecimentos que se abrem como se fosse um leque. As transformações energéticas processadas em um organismo indicam que estas aconteceram inicialmente dentro de cada célula, individualizada.
O conjunto de reações que permitem a formação de moléculas de maior complexidade é denominado reações de síntese ou anabolismo. Quando as reações se processam na decomposição das estruturas mais complexas em novas mais simples são conhecidas como reações de degradação ou catabolismo.
Temos como exemplo de catabolismo o processo da digestão, quando as moléculas são degradadas em substâncias menores absorvíveis; e como exemplo de anabolismo a união de aminoácidos para a formação de proteínas, como a melanina.
Mas como disse Lavoisier: “Na natureza nada se perde nada se cria. Tudo se transforma!”. Sabendo que a célula é uma unidade complexa e organizada, que demanda de energia continuamente para realizar as inúmeras reações que a mantém viva, devemos nos questionar sobre o destino da energia produzida e sua origem.
Na célula, inúmeras reações químicas acontecem com um gasto de energia superior àquele produzido ao final do processo, esse déficit de energia é compensado com a absorção de energia externa para a promoção da reação. Assim, temos a reação endergônica ou endotérmica – reações onde há absorção de energia do meio externo.
Um exemplo deste tipo de reação seria a produção de glicose a partir de moléculas de água e gás carbônico durante o processo da fotossíntese. Existe nesse processo a necessidade da energia luminosa para promover esta síntese.
Em contrapartida, outras reações acontecem de forma totalmente oposta às reações endergônicas, uma vez que ocorre com liberação de energia para o ambiente, dissipando calor ao meio externo. Esse tipo de reação é conhecido como reação exergônia ou exotérmica. Um exemplo desse processo é a liberação da energia contida na molécula da glicose no processo de combustão, onde é produzida energia excedente ao sistema.
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A liberação da energia presente em moléculas orgânicas, como a glicose, por exemplo, acontece por meio da oxidação aeróbica. Nesse processo de degradação se formam água e gás carbônico, liberando energia para as atividades celulares. Durante esse processo ocorrem transferências de elétrons entre as substâncias participantes, através de reações de oxirredução. Assim, enquanto uma substância ganha elétrons durante a reação (redução), outra substância ganha elétrons (oxidação) durante a mesma reação.
Essa geração de energia permite a existência e o funcionamento de nosso organismo.
Mas se nossas reações produzem e consomem energia, como organizar essa equação para que não haja falta ou como permitir que nosso organismo aproveite ao máximo a energia presente disponível?
Toda reação química exige um gasto de energia para iniciar, isto é o que chamamos de energia de ativação. A estratégia desenvolvida por nosso organismo para minimizar a perda de energia e diminuir a quantidade necessária para ativar os reagentes em uma reação química é a utilização de enzimas.
Se não fosse pelas enzimas, nosso organismo necessitaria dispor de grande quantidade de energia e de realizar um aquecimento geral do organismo para promover as reações, entretanto, isso não seria possível, uma vez que as proteínas desnaturam em altas temperaturas e inviabilizariam a vida.
Fabrício Alves Ferreira
Graduado em Biologia
Equipe Mundo Educação