Como ocorre a obtenção e o transporte de nutrientes nos organismos heterótrofos e autótrofos.
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Resposta:
Todos os seres vivos necessitam de energia para a manutenção, crescimento e reprodução. Os organismos autótrofos produzem o seu próprio alimento pela fotossíntese ou quimiossíntese e são chamados de produtores. Os organismos heterótrofos cuja fonte de energia provem da alimentação de outros seres vivos são chamados consumidores.
Tanto os produtores como consumidores, quando precisam gastar a energia obtida fazem isso de duas maneiras: respiração celular e fermentação.
Respiração celular
A disciplina da Fisiologia Animal, refere-se ao termo "respiração" como o conjunto de mecanismos que os organismos utilizam para obter O2 do ambiente externo e eliminar CO2. Do ponto de vista da Biologia Celular e da Bioquímica, "respiração" refere-se ao processo de extração de energia das moléculas orgânicas (carboidratos, lipídios) por meio da transformação progressiva em moléculas menores. Essa energia é utilizada pela célula para realização de vários trabalhos fundamentais para o seu funcionamento e manutenção.
Na respiração celular as moléculas orgânicas (p.e. glicose) sofrem degradações químicas e formam compostos menores (CO2 e H2O) quando há presença de O2. O resultado dessa reação bioquímica é a produção de 38 moléculas de ATP prontinhas para serem utilizadas. Essa reação bioquímica ocorre, na verdade, em várias etapas sucessivas mas podemos resumi-la em dois grandes momentos: fase anaeróbia (ou glicolítica) que ocorre no citoplasma e dispensando o O2 e a fase aeróbica que ocorre dentro das mitocôndrias, na presença de O2. No citoplasma a glicose é degradada em duas moléculas de piruvato e NADH2. Em seguida, o piruvato entra na mitocôndria e sofre a sua degradação completa para CO2 e H2O. Esse tipo de respiração celular é realizada por praticamente todos os seres vivos, inclusive algumas bactérias cuja oxidação completa ocorre na membrana citoplasmática.
Na falta de oxigênio, há uma forma alternativa de respiração celular cuja degradação da matéria orgânica pode ser feita usando nitrito, nitratos, sulfetos ou carbonatos. No solo há várias bactérias desnitrificantes que usam essa forma de produção de energia e participam do ciclo da matéria no Planeta.
Fermentação
Quando a produção de energia pode ser feita sem oxigênio ou sem os sais (nitrato, nitrito, sulfato,etc.) dizemos que é por meio de fermentação. A fermentação não possui uma fase aeróbica e, portanto, a degradação da molécula orgânica é parcial. Há duas formas mais comuns de fermentação: alcoólica (bactérias) e a lática (algumas bactérias, protozoários, fungos e no tecido muscular de vertebrados) como ilustrados abaixo. Note que o saldo de moléculas de ATP produzidos é muito baixo: apenas 2 moléculas de ATP contra 38 moléculas resultante da respiração aeróbica.
Para que serve o ATP?
A energia que os seres vivos necessitam para a realização das atividades biológicas essenciais estão armazenadas nas ligações químicas de várias moléculas, entre as quais a adenosina trifosfato ou ATP. Quando é hidrolisada (ou "quebrada") por uma enzima especifica, a ATPase, a energia química é liberada podendo ser prontamente utilizada no transporte ativo de partículas através das membranas biológicas, na contração muscular, nos bioluminescência, etc.). Os seres vivos possuem mecanismos não só para gastar (catabolismo) como também para armazenar energia (anabolismo). No organismo todo o processo bioquímico que produz e gasta energia está acoplado entre si e constituem o metabolismo celular.
Os animais que respiram oxigênio também podem fazer a fermentação!
Você sabia que nas provas de corridas para 100m que dura uns 9 segundos, o atleta não respira? É isso mesmo! E você sabia que as baleias e os golfinhos, precisam prender a respiração para o mergulho? Então vem pergunta? Além da respiração celular, podemos simultaneamente, usar a fermentação? Muito bem! Acertou! De fato, o atleta de velocidade (da prova de 100m) realiza toda atividade muscular durante os 9 segundos usando energia proveniente da fermentação lática. Mas se o exercício prolongar, precisará de oxigênio para as células. Em outras palavras, as fibras musculares esqueléticas podem fazer a respiração celular aeróbica e a fermentativa (erroneamente chamado de metabolismo anaeróbico). Por outro lado, as células nervosas e as fibras musculares cardíacas, só podem realizar respiração celular aeróbica e portanto, a falta de oxigênio pode ser fatal. A falta de oxigenação e de glicose nesses tecidos, por um período de tempo critico, certamente causará morte celular, o tão temido infarto.