O SOL

Processo fotossintético energia sintetizada e movimento muscular

O sol é o principal fator da existência da vida na terra. A luz solar é irradiada por todas as dimensões. A Terra é atingida por uma pequena parte, na proporção de um a cada 2 bilhões. Desta pequena quantidade, um centésimo é capturado pelas plantas. A energia da luz solar transforma-se em vida por intermédio das células vegetais e animais e o processo principal ocorre na transformação de uma energia em outra, principalmente na transformação da energia radiante do Sol, em energia química. Todas as células precisam de energia para desempenhar suas atividades.

Quando as plantas recebem a luz solar e utiliza dela para transformar o dióxido de carbono e a água em substâncias químicas, esse processo é chamado de fotossíntese.   

 O raio de luz solar incide sobre a planta, atravessa suas paredes até chegar no cloroplasto e dentro dele existem moléculas verdes chamadas de clorofila. Na clorofila existem átomos rodeados de elétrons com cargas negativas, ou de baixa energia. Quando a luz solar é absorvida pela clorofila ocorre um processo denominado fóton, pois os elétrons absorvem essa energia luminosa e elevam a sua carga. Neste momento quando ocorre a elevação de carga do elétron, ou seja, o fóton, o elétron se afasta temporariamente da molécula de clorofila passando essa energia para um elemento vizinho – uma molécula receptora-, tudo ocorre com muita rapidez. Já capturado o elétron é transferido para uma série de quatro outras moléculas receptoras que absorvem um pouco de energia do elétron excitado e a ultima etapa do elétron é o seu retorno à molécula de clorofila, este ciclo ocorre em todo processo fotossintético enquanto houver luz.Essa movimentação dos elétrons de distribuição de energia constitui uma certa eletricidade. Mas o objetivo da fotossíntese não é produzir energia elétrica, mas sim substância rica em energia química e isso ocorre na transformação de energia elétrica, juntamente com a água e o dióxido de carbono que a planta extraiu da natureza. Durante o período do qual o elétron do cloroplasto esta perdendo seu excesso de energia nas cadeias transportadoras, surge a ATP (Trifosfato de Adenosina) desse processo de dupla troca de energia, ou seja, a energia que era necessária para ligar esse terceiro grupo fosfático, encerrou-se agora na molécula de ATP, pelo menos enquanto esse terceiro grupo fosfático ainda estiver ligado.

Enquanto essas moléculas estão sendo carregadas de ATP, outra reação está acontecendo no interior do cloroplasto. Elétrons quebram a água que o vegetal absorveu da natureza, em componentes de hidrogênio e  oxigênio.O hidrogênio é utilizado no NADP, formando o NADPH2 e o oxigênio é liberado na atmosfera para uso da nossa respiração.

A segunda fase pode ser chamada de fase escura. Ela consiste numa série de reações químicas interligadas. A energia necessária provém da ATP e o NADPH2 libera o hidrogênio para a diminuição do CO2. O produto importantíssimo gerado dessa segunda fase é a Glicose. Ela conserva sua energia até o momento em que se torne necessária.

As reações químicas que ocorrem, seriam processos extremamente lentos se não fosse a existência de um composto chamado enzimas. Elas têm a função de acelerar as reações químicas para que o processo seja realizado com a rapidez necessária para o perfeito funcionamento do ciclo.

Curiosamente o processo da fotossíntese é tão extraordinário, que segundo pesquisas, ela é capaz de converter 75% da energia luminosa recebida pelo vegetal, em energia química. Já as máquinas construídas pelo homem, como a vapor, geralmente não tem rendimento maior do que 30%.

Com as transformações concluídas e a fotossíntese completada, iniciamos os nossos objetivos que é extrair a energia que se encontra na glicose, para que ela possa ser utilizada no nosso organismo. Quando nos alimentamos desses vegetais diretamente, ou quando ingerimos leite, ou comemos a carne de um animal que também se alimentou de vegetais, a glicose que a planta sintetizou anteriormente é transportada pela nossa corrente sanguínea atingindo as diferentes células, do qual as membranas absorvem. È no citoplasma que começa então a nossa captação de energia da glicose, já que não podemos obtê-la da energia solar. O primeiro processo é a glicólise. Numa série de reações, contando com o recebimento de 2 grupos fosfatos e com a aceleração das enzimas apropriadas, ocorre a degradação da glicose (lise = quebra) em duas moléculas de piruvato. O rendimento líquido energético é de 2 moléculas de ATP para cada molécula de glicose.

O processo de obtenção de energia caracteriza-se pela degradação da glicose ou de outro combustível orgânico em moléculas simples, CO2 e H2O e energia suficiente para preencher 38 moléculas de ligação de ATP por molécula de glicose. Além da glicólise, há também o ciclo de Krebs que ocorre na matriz da mitocôndria, e é uma série de reações que liberam CO2 e produzem NADH2 e FADH2 moléculas transportadoras de elétrons, hidrogênio e energia. E a ultima fase da respiração celular aeróbica é a Fosforilação oxidativa onde toda energia dos elétrons que foi transferida para o NADH2 e FADH2 será utilizada para a síntese de ATP. Diferentemente da fotossíntese que o produto final da reação química é oxigênio, aqui o produto final é a água, que deriva da combinação de elétrons livres para constituir átomos de oxigênio que forma água.

Todos esses trabalhos da célula são feitos de maneira perfeita, devido ao que a natureza projetou em seus próprios dispositivos. O fluxo de elétrons que se movem ao longo das cadeias transportadoras são importantes, pois de acordo com o aumento de atividades no nosso organismo as correntes se intensificam. Num homem em repouso, podem circular três elétrons por segundo em uma única cadeia transportadora, enquanto que, numa atividade essa mesma cadeia pode transportar até 30 elétrons por segundo e considerando que existem cerca de 15000 cadeias numa única mitocôndria, 50 a 5000 mitocôndrias por célula e milhares dela no corpo humano, esse fluxo de elétrons pode ser enorme. E para completar nossa perfeição, caso houver grande disponibilidade de energia, alguns compostos de oxidação deixam o ciclo de Krebs e aderem a outras linhas de montagem, transformando-se em gorduras armazenadas na célula que podem ser utilizadas durante um período de falta de alimentação.

Todo esse harmonioso funcionamento do organismo desencadeia em várias outras funções como, por exemplo, o movimento humano que ocorre graças à liberação de energia. As tarefas são desempenhadas de forma organizada e hierárquica, apesar da importância de cada detalhe. De acordo com a pesquisa, identificamos duas classes relacionadas com o movimento. Sistemas de organização e sistemas efetores.

Sistemas de organização: São encarregados de organizar a atividade de diferentes tarefas e são subdivido em:

Sistema de organização do comportamento: É onde ocorrem as motivações, necessidades e impulsos para o movimento. Está relacionado com a atividade cerebral;

Sistema de organização do movimento: É responsável pela elaboração do padrão de descargas neurais que resultam em relaxamento e contrações musculares e está relacionado com o sistema nervoso;

Sistema de organização de resposta vegetativa: Tem a função de organizar os ajustes necessários, já que a atividademuscular implica no alimento da demanda metabólica do organismo.

Sistemas Efetores: Este se encarrega de concretizar as tarefas coordenadas pelo sistema de organização e são subdivididas em:

Efetores do movimento: Compreendem as estruturas representadas pelos ossos, articulações, músculos, tornando-se sistemas de alavancas que estão sobre controle do sistema de organização;

Efetores Vegetativos: Compreendem as estruturas que sobre o controle do sistema de organização de respostas vegetativas altera as condições do meio interno que de um modo geral são tarefas desempenhadas por tecido e órgãos que atendem as demais células. São denominados sistemas de apoio tais como o sistema endócrino, ventilatório, digestivo, entre outros.

Além disso, há o sistema de transporte, que promove as ligações físicas entre os diferentes órgãos e tecidos do corpo representados principalmente pelo sistema cardiovascular e sangue.

O movimento que fazemos, resulta de contração muscular que é realizado a custa de conversão de energia química liberada no desdobramento de ATP em ADP, em energia mecânica. Mas como a reserva de ATP muscular é limitada faz-se necessários mecanismos que promovam sua ressíntese:

Quando ocorre o desenvolvimento de tensões musculares elevadas, a ressíntese imediata ocorre a partir do desdobramento da fosfocreatina que possibilitam exercícios de curtíssima duração. Cerca de três segundos; . Já em contrações de cerca de um minuto, a ressíntese ocorre pela vias oxidativa, produzindo energia a partir da degradação do glicogênio em glicose e deste em ácido lático (glicose anaeróbica);

Já nas vias oxidativas são inter-relacionadas diversas vias metabólicas que precisam de oxigênio, glicogênio, gorduras, proteínas armazenadas nos músculos e em outros tecidos do organismo, permitindo exercícios de baixa tensão e duração prolongada.

As células musculares por necessitarem de muito mais energia que a demais, contêm as fibras musculares, geralmente em números bem maior de mitocôndrias que sintetizam ATP.

Em atividades de maior intensidade, predomina-se substratos intramusculares, enquanto que nas de menor densidade e maior duração, utiliza-se de reservas extramusculares representadas principalmente pela glicose produzidas pelo fígado e gorduras do tecido adiposo.

ReferênciasBibliograficas:

Livros:

Pfeiffer, John e Redatores da biblioteca científica Life. A célula. Editora: Livraria José Olympio Editora, Rio de Janeiro, 1969.

Guyton, Arthur C. – Fisiologia Humana e mecanismos das doenças. Tradução: Charles Alfred Esbérand – Editora: Guanabara Koogan – 3º edição, Rio de Janeiro, 1986.

McArdle, William D. – Fisiologia do exercício: Energia, nutrição e desempenho humano. Tradução: Giuseppe Taranto – Editora: Guanabara Koogan, 6º edição, Rio de Janeiro, 2008.

Caderno de estudos do grupo Etapa – Citologia

Site: www.22.fct.unesp.br/…/Organismo%20como%20sistema%20Abordagem%20fisiologica.doc