Conceitos
Osmose, em biologia e química, passagem de uma solução através de uma membrana que impede a passagem de parte de seus componentes. Recebe o nome de pressão osmótica a diferença entre as pressões hidrostáticas em ambos os lados da membrana. É um fenômeno muito comum no metabolismo de animais e plantas.
Soluções, em química, misturas homogêneas de duas ou mais substâncias. Geralmente, a substância presente em maior quantidade recebe o nome de solvente, e a de menor quantidade se chama soluto. As soluções coloidais não são verdadeiras soluções.
Ao se aumentar a quantidade de soluto em uma solução, sobe o ponto de ebulição e desce o ponto de solidificação. A solubilidade de um composto, em condições dadas, define-se como a quantidade máxima desse composto que pode ser dissolvida na solução.
Outra propriedade importante de uma solução é sua capacidade para exercer uma pressão osmótica. Ver Osmose.
Metabolismo, conjunto de reações químicas que acontecem dentro das células dos organismos vivos, para que estes transformem energia, conservem sua identidade e se reproduzam. Todas as formas de vida, desde as algas unicelulares até os mamíferos, dependem da realização simultânea de centenas de reações metabólicas, reguladas com absoluta precisão, desde o nascimento e a maturação até a morte.
Anabolismo e Catabolismo
Existem dois grandes processos metabólicos: anabolismo ou biossíntese e catabolismo. Chama-se anabolismo, ou metabolismo construtivo, o conjunto das reações de síntese necessárias para o crescimento de novas células e a manutenção de todos os tecidos. O catabolismo, ou metabolismo destrutivo, é um processo contínuo, centrado na produção da energia necessária para a realização de todas as atividades físicas externas e internas. O catabolismo engloba também a manutenção da temperatura corporal e implica a quebra das moléculas químicas complexas em substâncias mais simples, que constituem os produtos excretados pelo corpo, através dos rins, do intestino, dos pulmões e da pele.
Fontes de energia metabólica
Os carboidratos, gorduras e proteínas são produtos de alto conteúdo energético ingerido pelos animais, para os quais constituem a única fonte energética e de compostos químicos para a construção de células. Estes compostos seguem rotas metabólicas diferentes, que têm como finalidade produzir compostos finais específicos e essenciais para a vida.
Proteínas:
São absorvidas no aparelho digestivo e decompostas em cerca de vinte aminoácidos, necessários para o anabolismo celular, que os transforma em compostos de secreção interna, como hormônios e enzimas digestivas. Os aminoácidos que não fazem falta para repôr as células e fluidos orgânicos são catabolizados em dois passos. O primeiro é a desaminação, isto é, a separação da porção de molécula que contém nitrogênio, que em seguida se combina com carbono e oxigênio para formar uréia, amoníaco e ácido úrico. Depois da desaminação, os aminoácidos passam por novas degradações químicas, para decompor-se em dióxido de carbono e água.
Carboidratos:
São absorvidos no aparelho digestivo em forma de açúcares simples, principalmente glicose, que se cataboliza em compostos de carbono, que se oxidam em dióxido de carbono e água e em seguida são excretados (ver Metabolismo dos glucídios).
Gorduras:
Na digestão, as gorduras são hidrolisadas ou decompostas em glicerina e ácidos graxos. Em seguida, estes se transformam, através de síntese, em gorduras neutras, compostos de colesterol e fosfolipídeos, que são gorduras combinadas com fósforo que circulam no sangue. As gorduras podem ser sintetizadas nas estruturas do organismo ou armazenadas nos tecidos, que irão usá-las quando for necessário. Da mesma forma que a glicose, seu catabolismo gera compostos carbonados que se decompõem em dióxido de carbono e água.
ATP. Ver Trifosfato de adenosina; Glicólise.
Trifosfato de adenosina, (ATP), molécula encontrada em todos os seres vivos, que constitui a fonte principal de energia utilizável pelas células para realizar suas atividades.
O ATP origina-se do metabolismo dos alimentos em orgânulos especiais da célula, chamados mitocôndrias. As plantas produzem ATP utilizando diretamente a energia da luz do sol. Ver fotossíntese.
Fotossíntese, processo pelo qual os organismos com clorofila, como as plantas verdes, as algas e algumas bactérias, capturam energia em forma de luz e a transformam em energia química. Esse processo tem lugar dentro das células, em órgãos chamados cloroplastos. É realizado em duas etapas: uma série de reações que dependem da luz e são independentes da temperatura, e outra série que depende da temperatura e é independente da luz.
A primeira etapa é a absorção de luz pelos pigmentos, em especial pela clorofila, e a transformação em energia química mediante uma série de reações. A reação fotoquímica termina com o armazenamento da energia produzida em forma de ATP e NADPH2.
Na reação na escuridão, a energia armazenada é usada para reduzir o dióxido de carbono a carbono orgânico. Essa função é executada mediante uma série de reações chamadas ciclo de Calvin, ativadas pela energia do ATP e do NADPH2.
Glicólise, rota bioquímica principal para a decomposição da glicose em seus componentes mais simples dentro das células do organismo. A glicólise caracteriza-se por poder utilizar oxigênio (rota aeróbica) se este estiver disponível, ou poder continuar o processo na ausência deste (rota anaeróbica), se for necessário, embora ao custo de produzir menos energia. A glicólise é a principal rota para o metabolismo da glicose e leva à produção do composto intermediário acetil-CoA. Este oxida-se no ciclo do ácido cítrico, produzindo energia sob a forma de ATP. É também a via principal para o metabolismo dos outros açúcares simples da dieta, frutose e galactose.