Introdução ao Metabolismo

Celular

Nutrição

Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto

Energética básica

Energia é a capacidade de realizar

trabalho, que ocorre quando uma força

age sobre um objeto pela distância.

Energética básica

• Mudanças de energia estão relacionadas

a mudanças na matéria.

►Energia cinética: é a energia de movimento.

Esse tipo de energia realiza trabalho.

►Energia potencial: é a energia de estado ou

posição, isto é, energia armazenada.

Energética básica

Energética básica

Energética básica

• Em todas as células de todos os organismos ocorrem dois tipos de reações metabólicas:

►Reações anabólica: ligam moléculas simples, formando moléculas mais complexas.

►Reações catabólicas (catabolismo): decompõem moléculas complexas em moléculas mais simples.

Energética básica

Energética básica

• Metabolismo de um organismo transforma a matéria

e a energia, sujeita às leis da termodinâmica.

►A totalidade das reações químicas do organismo é chamado de

metabolismo;

►Metabolismo é uma propriedade emergente da vida que surge a

partir das interações entre as moléculas no ambiente ordeiro da

célula.

Energética básica

• A química da vida é organizada em vias metabólicas. ► Uma via metabólica começa com uma molécula específica, que é

modificada por uma série de passos definidos para formar um produto específico.

► Uma enzima específica catalisa cada passo do caminho.

► Vias catabólicas liberam energia através da quebra de moléculas complexas em compostos mais simples.

A principal via de catabolismo é a respiração celular, na qual a glicose é

decomposto em presença de oxigênio para dióxido de carbono e água.

A energia liberada por vias catabólicas torna-se disponível para fazer o trabalho da célula, como o batimento ciliar ou transporte da membrana.

Energética básica

Energética básica

Energética básica

• Vias anabolizantes, também chamadas de vias biossintéticas, consomem energia para construir moléculas complexas a partir de compostos mais simples.

A síntese de proteínas a partir de aminoácidos é um exemplo de

anabolismo.

► A energia liberada a partir de reações declive de vias catabólicas pode ser armazenada e então usada para acionar as reações subida de vias anabólicas;

► A energia é fundamental para todos os processos metabólicos, e, portanto, uma compreensão da energia é a chave para entender como funciona célula viva;

► A bioenergética é o estudo de como a energia flui através de organismos vivos.

Bioenergética

• Organismos transformam energia.

►Energia é a capacidade de causar mudanças.

Na vida cotidiana, algumas formas de energia pode ser

usada para fazer o trabalho, ou seja, a mover a matéria

contra as forças opostas, como a gravidade e a fricção.

Bioenergética

Bioenergética • A energia existe sob diversas formas, e as células transformam a

energia de um tipo para outro.

► A energia cinética é a energia associada ao movimento relativo dos

objetos.

Objetos em movimento podem executar o trabalho de transmissão de

movimento para outro;

O calor ou energia térmica é a energia cinética associada ao movimento aleatório dos átomos ou moléculas;

Fóton de luz pode ser capturado e sua energia aproveitada para a fotossíntese nas plantas de energia verde.

► Energia potencial é a energia que a matéria possui devido à sua localização ou estrutura. Água atrás de uma represa possui energia por causa de sua altitude acima do

nível do mar;

As moléculas possuem energia por causa do arranjo de seus átomos;

A energia química é uma forma de energia potencial armazenada nas moléculas por causa do arranjo de seus átomos.

Bioenergética

• A energia pode ser convertida de uma forma para outra.

► Por exemplo, como um garoto sobe as escadas para uma plataforma

de mergulho, ele está liberando a energia química armazenada em suas células a partir dos alimentos que comeu no almoço;

A energia cinética do seu movimento muscular é convertida em energia

potencial que ele sobe;

Como o menino mergulha, a energia potencial é convertida novamente em energia cinética;

A energia cinética é transferida para a água como o menino entra nela;

Parte da energia é convertida em calor devido ao atrito.

Bioenergética

• As transformações de energia de vida estão sujeitas a duas leis da termodinâmica.

►Termodinâmica é o estudo das transformações de

energia que ocorrem em uma coleção da matéria;

►Um sistema isolado fechado, por exemplo: o líquido em uma garrafa térmica, não é capaz de trocar energia ou matéria com o ambiente;

►Em um sistema aberto, energia e matéria podem ser transferidos entre o sistema e seus arredores.

Bioenergética

Bioenergética

• Os organismos são sistemas abertos: Eles absorvem energia de luz ou energia química na forma de moléculas orgânicas e libertação de calor e produtos metabólicos, como a uréia ou CO2, para o seu entorno. ►A primeira lei da termodinâmica declara que a energia do

universo é constante: A primeira lei também é conhecida como o princípio da

conservação da energia;

A energia pode ser transferido e transformado, mas não pode ser

criada ou destruída.

Plantas não produzem energia, elas transformam a energia luminosa

em energia química;

Durante a qualquer cessão ou transformação de energia, alguma energia é convertida em calor, que é a energia associada ao movimento aleatório de átomos e moléculas.

Bioenergética

• A segunda lei da termodinâmica:

► Todos os aumentos de transferência de energia ou a transformação da entropia do universo. Embora a ordem pode aumentar localmente, há uma tendência inevitável para

a aleatorização do universo.

Grande parte do aumento da entropia do universo tem a forma de calor aumentando a energia do movimento molecular ao acaso.

Automóveis convertem apenas 25% da energia da gasolina para o movimento, o resto é perdido como calor.

Bioenergética

• Reações químicas liberam e absorvem

energia

A quantidade de energia liberada ou captada

está diretamente relacionada à tendência que

uma reação tem em se completar.

Bioenergética

►Reação espontânea: Quando uma reação

passa da metade de sua trajetória para se

completar sem entrada de energia.

►Reação não-espontânea: Necessita de

energia para iniciar.

Bioenergética

►Reação exergônica: reação que desprende

energia livre.

►Reação endergônica: exigem energia livre

do ambiente.

Bioenergética

Bioenergética

• ATP: Transferindo Energia nas Células

►Todas as células vivas precisam de ATP;

►Responsável pela capitação, transferência, e armazenamento da energia livre;

►Pode ser hidrolisado e pode doar um grupo fosfato a muitas moléculas diferentes.

Bioenergética

Bioenergética

• Uma molécula de ATP consiste de uma

base nitrogenada adenina ligada à ribose

(açúcar), que é unida a uma seqüência de

três grupos fosfato.

• A hidrólise do ATP forma ADP e íons

fosfato inorgânico, além de energia livre.

Bioenergética

Bioenergética

ATP + H2O ADP + Pi + energia livre

Bioenergética

• Esta reação é exergônica, desprendendo

energia livre;

• O equilíbrio para essa reação tende para

a direita, para produção de ADP.

Bioenergética

Bioenergética

• Enzimas

►São Catalisadores biológicos

►Um catalisador é toda a substancia que

acelera uma reação química sem ser utilizada

nela.

Bioenergética

ESTUDEM!!!