Prof. Mateus Grangeiro

METABOLISMO

ENERGÉTICO

Respiração celular

O metabolismo pode ser dividido em:

Metabolismo: conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo; processos que

envolvem a síntese e degradação de moléculas, bem como sua modificação.

(do grego, metábole, “mudança”, “transformação”)

A “moeda energética” do mundo vivo

Fórmula estrutural do ATP. A adição de um fosfato na molécula de ADP origina o ATP.

As ligações químicas entre os átomos de fosfato do ATP apresentam alta energia.

A “moeda energética” do mundo vivo

Relação entre o armazenamento de energia na forma de ATP e a sua utilização no metabolismo celular.

O ATP funciona como como uma espécie de “reserva energética”, que pode ser gasta pela célula quando necessário.

RESPIRAÇÃO CELULAR

Processo de obtenção de energia pela célula através da quebra de compostos orgânicos.

Fermentação: independe do gás oxigênio, quebra parcial da glicose.

Respiração aeróbia: depende do gás oxigênio, quebra completa da glicose.

RESPIRAÇÃO CELULAR

A respiração celular aeróbia pode ser resumida na seguinte equação:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6 H2O + energia

I. Glicólise – Quebra de uma molécula de glicose em duas moléculasde ácido pirúvico.

II. Ciclo de Krebs – Conjunto de reações que formam:CO2, H2O, NADH e FADH2

III. Cadeia Respiratória – Produção de moléculas de ATP.

Etapas da respiração celular:

1º ETAPA - GLICÓLISE

Representação esquemática simplificada da glicólise.

Ocorre no citosol.

GLICÓLISE

GLICOSE (6C)

2 NAD+ 2 NADH

4 ADPs 4 ATPs2 ATPs 2 ADPs

2 ÁCIDOS PIRÚVICOS (3C)

Saldo: 4 ATPs – 2 ATPs = 2 ATPs e 2 NADH.

“Carreadores especializados em transportar elétrons e átomos de hidrogênio”

“pacote de

energia”

MITOCÔNDRIA

Representação esquemática de uma mitocôndria com uma parte removida para

visualizar seus componentes internos.

2º ETAPA - CICLO DE KREBS

Representação esquemática do ciclo de Krebs. Valores correspondentes ao ciclorealizado a partir de uma molécula de ácido pirúvico.

Ocorre na matriz mitocondrial.

Formação do Acetil

C3H4O3 (3C)

(Ácido Pirúvico)

Acetil (2C)

Acetil-CoA (2C)

1 CO2 + 1 NADH

Saldo: 1 CO2 e 1 NADH (x2).

Coenzima A (CoA)

CICLO DE KREBS

Ácido

Oxalacético (4C)

Ácido Cítrico (6C)

5C4C

1 CO2 e 1 NADH

1 NADH , 1 FADH2

Saldo: 3 NADH, 2 CO2, 1 FADH2 e 1 ATP* (x 2).

1CO2 e 1NADH

Acetil-CoA (2C)

3º ETAPA – CADEIA RESPIRATÓRIA

Esquema representativo da cadeia respiratória. O gás oxigênio é o aceptor final de

elétrons, formando água.

Ocorre nas cristas mitocondriais.

ACOPLAMENTO QUIMIOSMÓTICO

Fonte: Alberts.

Para produzir ATP, a ATP sintase

utiliza o potencial de difusão dos

íons H+ que haviam sido

forçados a se acumular no

espaço entre as membranas

mitocondriais durante a Cadeia

Respiratória.

O acomplamento quimiosmótico

explica a produção de ATP.

Peter Mitchell.Nobel de Química em 1978.

ESTIMATIVA DO RENDIMENTO DE ATP

GLICÓLISE:

4 ATP’s – 2 ATP’s 2 ATP’s

2 NADH (x 1,5* ATP’s) 3 ATP’s

FORMAÇÃO DO ACETIL:

1 NADH (x 2) (x 2,5 ATP’s) 5 ATP’s

CICLO DE KREBS:

1 ATP (x 2) 2 ATP’s

3 NADH (x 2) (x 2,5 ATP’s) 15 ATP’s

1 FADH2 (x 2) (x 1,5 ATP’s) 3 ATPs

Total: 30 ATP’s

Essas razões de 1,5 e 2,5 para a oxidação mitocondrial de NADH e FADH2 são “valores consensuais”.Considerando que essas razões podem mudar dependendo das condições metabólicas, tais estimativas dorendimento de ATP são aproximadas.

PROCESSOS FERMENTATIVOS

O processo de fermentação é uma via anaeróbia de síntese de ATP, ou seja, ocorre sem a presença de oxigênio.

Leveduras

Bactérias e células musculares

Destinos anaeróbicos do Ácido Pirúvico: