Metabolismo energético II

Metabolismo
energético
Respiração
Fermentação
Prof. JM
Metabolismo
Conjunto de reações químicas que
ocorrem no organismo.
Ex.: biossíntese de nucleotídeos e
aminoácidos, degradação de ácidos
graxos.
Seres Produtores
Também chamados de AUTÓTROFOS.
São capazes de produzir o próprio
“alimento”, através do processo da
FOTOSSÍNTESE
Fotossíntese
CO2 + H2O
C6H12O6 + O2
Seres Consumidores
Também chamados HETERÓTROFOS.
Não produzem seu próprio alimento e
precisam se alimentar de autótrofos ou
outros heterótrofos para obter energia
necessária à sua sobrevivência.
Como a energia é armazenada na
célula?
Nas ligações fosfato da molécula de
ATP.
ATP
ATP = Adenosina tri-fosfato
Armazena nas suas ligações fosfatos a
energia liberada na quebra da glicose.
Quando a célula precisa de energia para
realizar alguma reação química, as
ligações entre os fosfatos são quebradas,
energia é liberada e utilizada no
metabolismo celular.
ATP
Essa molécula é formada pela união de
uma adenina e uma ribose aderida a três
radicais fosfato
Aceptores intermediários de H
NAD e FAD
são aceptores intermediários de
hidrogênio, ligando-se a prótons H+
“produzidos” durante as etapas da
respiração e cedendo-os para o oxigênio,
que é p aceptor final de hidrogênios
NAD
FAD
Processos de liberação de energia:
Aeróbios: ocorre com a participação do
oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons
e hidrogênios.
Anaeróbios: Também chamado de
FERMENTAÇÃO. Acontece sem a
utilização de oxigênio. Os aceptores finais
dependem do tipo de fermentação.
3. RESPIRAÇÃO CELULAR
Quebra de cadeias de carbono em energia
química.
Oxidação
forma substâncias de pouco
valor energético
libera energia.
Equação:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia
Vegetais: atividade fotossintetizante (dia)
supera a atividade respiratória
Energia química convertida em calor 
endotermia
Obs: ectotermia = energia solar
ATP – armazena e distribui energia
* Quando uma célula sintetiza
proteínas, a energia química do ATP é
transferida para essas moléculas em
forma de energia química.
Tipos de transformação energética
 Química em mecânica=
piscar de olhos
 Química em elétrica=
impulsos nervosos
 Química em luminosa=
luz do vaga-lume
Respiração aeróbica
Utiliza oxigênio
Produz 38 ATPs
Ocorre na
mitocôndria
Desmonta
moléculas de
glicose
 Substâncias que afetam:
* Monóxido de carbono
(hemoglobina)
* Ácido cianídrico
(impede transporte de
elétrons)
* Ácido sulfídrico
(atinge o citocromo)
* Arsênico
(bloqueia ciclo de Krebs)
Respiração Aeróbica
processo pelo qual a glicose é degradada
em CO2 e H2O na presença de oxigênio.
Rendimento  é maior do que na
fermentação  38 ATPs por molécula de
glicose quebrada.
ETAPAS :
1ª GLICÓLISE
Ocorre no citosol
Glicose
 ácido pirúvico
C6H12O6

C3H4O3
Obs: H12 perde H4 pela desidrogenase
Retira H = NAD  NADH2
Respiração Aeróbica
 Fases:
1. Anaeróbia (glicólise): não necessita de
oxigênio para ocorrer e é realizada no
citoplasma.
2. Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira
transportadora de elétrons): requer e
presença de oxigênio e ocorre dentro
das mitocôndrias
Respiração Aeróbica
Equação geral:
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 38 ATP
Mitocôndria
 Formada por 2 membranas.
 Membrana externa é lisa e controla a
entrada/saída de substancias da organela.
 Membrana interna contém inúmeras pregas
chamadas cristas mitocondriais, onde
ocorre a cadeia transportadora de elétrons.
 Cavidade interna é preenchida por uma
matriz viscosa, onde podemos encontrar
várias enzimas envolvidas com a respiração
celular, DNA, RNA e pequenos ribossomos.
É nessa matriz mitocondrial que ocorre o
ciclo de Krebs.
Mitocôndria
Glicólise
Quebra da glicose em duas moléculas
de piruvato + NADH + ATP
• Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na mitocôndria, sendo
atacados então por desidrogenases e descarboxilases.
• Logo, são liberados CO2, que são liberados pela célula e hidrogênios que são
capturados pelo NAD.
• O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula
(Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs
Coenzima A
2ª CICLO DE KREBS:
Ocorre na matriz mitocondrial
C3H4O3  mitocôndria  perde CO2 (descarboxilase)
 aldeído acético  COA  acetil COA  ácido
oxalacético  ácido cítrico.
Ciclo de Krebs
Ocorre na matriz mitocondrial.
Todo carbono responsável pela formação
do acetil é degradado em CO2 que é
então liberado pela célula, caindo na
corrente sanguínea.
Ciclo de Krebs
São liberados vários hidrogênios, que são
então capturados pelos NAD e FAD,
transformando-se em NADH2 e FADH2.
Ocorre também liberação de energia
resultando na formação de ATP
Ciclo de Krebs
3ª CADEIA RESPIRATÓRIA:
Ocorre nas cristas mitocondriais
H retirados da glicose (FADH2 ou NADH2)
transportadores de hidrogênio
 Origina oxigênio  H2O
Cadeia Transportadora de Elétrons
ocorre nas cristas mitocondriais.
Também chamado de Fosforilação
Oxidativa.
É um sistema de transferência de elétrons
provenientes do NADH2 e FADH2 até a
molécula de oxigênio.
Cadeia Transportadora de Elétrons
Os elétrons são passados de molécula
para molécula presente nas cristas
mitocondriais chamados CITOCROMOS.
Quando o elétron “pula” de um citocromo
para outro até chegar no aceptor final (o
oxigênio), ocorre liberação de energia que
é convertida em ATP.
Cadeia Transportadora de Elétrons
Resumindo...
Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH
Formação do Acetil-CoA: 2 NADH + 2 CO2
Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2FADH + 2
ATPs + 2 CO2
Cadeia Transportadora de Eletrons:
1NAD = 3ATPs
1FAD = 2ATPs
Respiração anaeróbica
Anaeróbicos restritos:
* Clostridium
Anaeróbicos facultativos:
* Saccharomyces
Produz 2 ATPs
 FERMENTAÇÃO
Láctica:
* ácido pirúvico em ácido lático
* bactérias e protozoários (coalhadas,iogurtes,queijos)
Alcoólica:
* ácido pirúvico em álcool etílico
* bactérias e leveduras (cerveja,pães,bolos)
Acética:
* ácido pirúvico em ácido acético
* acetobactérias (vinagre, ,vinhos,sucos)
Fermentação
É o processo de degradação incompleta de
substancias orgânicas com liberação de
energia e realizada principalmente por
fungos e bactérias.
Existem diversos tipos de fermentação, que
variam quanto ao produto final. No
processo de fermentação o aceptor final de
hidrogênios é o produto final.
Fermentação
Pode ser de dois tipos:
Fermentação Alcóolica
Fermentação Láctica
Fermentação Alcóolica
Produtos Finais: etanol, CO2 e 2 ATPs
Realizada por leveduras que é utilizada na
produção pouco eficaz no que diz respeito
à liberação de energia, pois uma molécula
de glicose só rende 2 ATPs
Fermentação Alcóolica
Utilização pelo
homem:
Produção de Bebidas alcóolicas
Fermentação Alcóolica
• Utilização pelo
homem:
Produção de pães e bolos - fermento
biológico
Fermentação Alcóolica
Fermentação Láctica
Realizada por bactérias do leite que é
empregada na preparação de iogurtes e
queijos.
Também ocorre em nossos músculos em
situações de grande esforço físico.
Também rende 2 ATPs por molécula de
glicose.
Fermentação Láctica
• Utilização pelo
homem:
Produção queijos e
iogurtes
Fermentação Láctica