Aeróbico vs. Processos anaeróbicos

Todos os seres vivos precisam de um suprimento contínuo de energia para manter suas células funcionando normalmente e permanecer saudáveis. Alguns organismos, chamados autotróficos, podem produzir sua própria energia usando a luz solar ou outras fontes de energia através de processos comofotossíntese. Outros, como os humanos, precisam comer alimentos para produzir energia.

No entanto, esse não é o tipo de energia que as células usam para funcionar. Em vez disso, eles usam uma molécula chamada trifosfato de adenosina (ATP) para se manterem em atividade. As células, portanto, devem ter uma maneira de pegar a energia química armazenada nos alimentos e transformá-la no ATP de que precisam para funcionar. O processo que as células sofrem para fazer essa alteração é chamado de respiração celular.

A respiração celular pode ser aeróbica (significando "com oxigênio") ou anaeróbica ("sem oxigênio"). O caminho que as células seguem para criar o ATP depende apenas da presença ou não de oxigênio suficiente para a respiração aeróbica. Se não houver oxigênio suficiente para a respiração aeróbica, alguns organismos recorrerão ao uso da respiração anaeróbica ou de outros processos anaeróbicos, como

Para maximizar a quantidade de ATP produzida no processo de respiração celular, o oxigênio deve estar presente. À medida que as espécies eucarióticas evoluíram ao longo do tempo, elas se tornaram mais complexas com mais órgãos e partes do corpo. Tornou-se necessário que as células pudessem criar o máximo de ATP possível para manter essas novas adaptações funcionando corretamente.

A atmosfera da Terra primitiva tinha muito pouco oxigênio. Não foi até depois que os autótrofos se tornaram abundantes e liberaram grandes quantidades quantidades de oxigênio como subproduto da fotossíntese que a respiração aeróbica poderia evoluir. O oxigênio permitiu que cada célula produzisse muito mais ATP do que seus ancestrais, que dependiam de respiração anaeróbica. Esse processo ocorre na organela celular chamada de mitocôndria.

Mais primitivos são os processos pelos quais muitos organismos passam quando não há oxigênio suficiente. Os processos anaeróbicos mais conhecidos são conhecidos como fermentação. A maioria dos processos anaeróbicos começa da mesma maneira que a respiração aeróbica, mas eles param no meio do caminho porque o oxigênio não é disponível para concluir o processo de respiração aeróbica, ou eles se juntam a outra molécula que não é oxigênio como elétron final aceitador. A fermentação produz muito menos ATP e também libera subprodutos de ácido lático ou álcool, na maioria dos casos. Processos anaeróbicos podem ocorrer nas mitocôndrias ou no citoplasma da célula.

A fermentação com ácido láctico é o tipo de processo anaeróbico que os humanos sofrem se houver falta de oxigênio. Por exemplo, os corredores de longa distância experimentam um acúmulo de ácido lático em seus músculos porque não estão absorvendo oxigênio suficiente para atender à demanda de energia necessária para o exercício. O ácido láctico pode até causar cãibras e dores nos músculos com o passar do tempo.

A fermentação alcoólica não ocorre em humanos. O fermento é um bom exemplo de um organismo que sofre fermentação alcoólica. O mesmo processo que ocorre nas mitocôndrias durante a fermentação com ácido láctico também ocorre na fermentação alcoólica. A única diferença é que o subproduto da fermentação alcoólica é Álcool etílico.

A fermentação alcoólica é importante para a indústria da cerveja. Os fabricantes de cerveja adicionam leveduras que serão submetidas a fermentação alcoólica para adicionar álcool à bebida. A fermentação do vinho também é semelhante e fornece o álcool para o vinho.

A respiração aeróbica é muito mais eficiente na produção de ATP do que processos anaeróbicos como a fermentação. Sem oxigênio, o Ciclo de Krebs e a Cadeia de transporte de elétrons na respiração celular são copiados e não funcionam mais. Isso força a célula a passar por uma fermentação muito menos eficiente. Enquanto a respiração aeróbica pode produzir até 36 ATP, os diferentes tipos de fermentação só podem ter um ganho líquido de 2 ATP.

Pensa-se que o tipo mais antigo de respiração é anaeróbico. Como havia pouco ou nenhum oxigênio presente quando o primeiro células eucarióticas evoluiu através endossimbiose, eles só poderiam sofrer respiração anaeróbica ou algo semelhante à fermentação. Isso não foi um problema, no entanto, uma vez que essas primeiras células eram unicelulares. Produzir apenas 2 ATP de cada vez foi suficiente para manter a célula em funcionamento.

Quando os organismos eucarióticos multicelulares começaram a aparecer na Terra, os organismos maiores e mais complexos precisavam produzir mais energia. Através seleção natural, organismos com mais mitocôndrias que poderiam sofrer respiração aeróbica sobreviveram e se reproduziram, transmitindo essas adaptações favoráveis ​​à sua prole. As versões mais antigas não conseguiam mais atender à demanda de ATP no organismo mais complexo e foram extintas.