Respiracao

As Quatro Fases da Respiração: Glicólise,

Formação do Acetil CoA, Ciclo de Krebs,

Cadeia Transportadora de Electrões e

Fosforilação Oxidativa.

O Balanço Energético da Respiração

Aeróbia e da Fermentação.

A Glicólise

A Fermentação Alcoólica e a Fermentação Láctica

A Respiração Aeróbia

A respiração aeróbia ocorre em condições de aerobiose, havendo

uma degradação completa dos compostos orgânicos e,

consequentemente, um rendimento energético elevado (36 ou 38

ATP).

A respiração aeróbia pode dividir-se em quatro fases:

Glicólise (comum à fermentação);

Formação de Acetil-CoA;

Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico;

Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa.

A Estrutura da Mitocôndria

A Estrutura da Mitocôndria

A mitocôndria é um organelo de estrutura esférica ou em forma de bastonete,

apresenta duas membranas:

Uma externa, lisa;

E outra interna que forma invaginações para o interior, designadas cristas

mitocondriais.

É na membrana interna das mitocôndrias que se localiza a cadeia respiratória.

O interior das mitocôndrias é ocupado pela matriz mitocondrial, onde se

encontram enzimas, ribossomas e DNA.

É na matriz das mitocôndrias que ocorrem duas etapas da respiração aeróbia, a

formação de acetil-coenzima A e o ciclo de Krebs.

As mitocôndrias são responsáveis pelo processo de respiração celular e são

consideradas as centrais enérgicas da célula, produzindo a energia (ATP) necessária

para o metabolismo celular.



As mitocôndrias são organelos especializados capazes de realizar a

oxidação completa do ácido pirúvico obtido na glicólise.

A respiração aeróbia ocorre na presença de oxigénio e origina compostos

muito simples: água e dióxido de carbono.

A fermentação só permite obter cerca de 2% da energia que pode ser

retirada por oxidação completa, de uma molécula de glicose.

Na respiração aeróbia as células consomem oxigénio e libertam dióxido de

carbono.

A respiração aeróbia pode dividir-se em quatro etapas:

1ª Etapa: Glicólise (comum à fermentação, ocorre no hialoplasma da célula);

2ª Etapa: Formação de Acetil-CoA (ocorre na matriz mitocôndrial);

3ª Etapa: Ciclo de Krebs ou Ciclo do ácido cítrico (ocorre na matriz mitocôndrial);

4ª Etapa: Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa (ocorre na

membrana interna da mitocôndria).


1ª ETAPA: GLICÓLISE

Etapa comum à fermentação e à respiração aeróbia.

Ocorre no hialoplasma e conduz à formação de: * 2 moléculas de ATP.

* 2 moléculas de NADH + H+

* 2 moléculas de ácido pirúvico

2ª ETAPA: FORMAÇÃO DE ACETIL – CoA

Na presença de oxigénio, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é

descarboxilado (perde uma molécula de dióxido de carbono) e oxidado

(perde um hidrogénio, que vai reduzir o NAD+ a NADH).

O acetil-CoA vai entrar nas reacções do Ciclo de Krebs.

3ª Etapa: Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico


3ª ETAPA: CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO

Conjunto de reacções metabólicas que conduz à oxidação completa da glicose.

Ocorre na matriz da mitocôndria e é catalisado por um conjunto de enzimas,

destacando-se as descarboxilases e as desidrogenases.

Cada molécula de glicose conduz à formação de duas moléculas de ácido pirúvico, as

quais originam duas moléculas de Acetil-CoA que iniciam dois ciclos de Krebs.

Da combinação do grupo Acetil (2C) da CoA com o ácido oxaloacético (4C) forma-se

ácido cítrico (6C).

Por cada molécula de glicose degradada, formam-se nos dois ciclos de Krebs:

6 moléculas de NADH;

2 moléculas de FADH2;

2 moléculas de ATP;

4 moléculas de CO2.

4ª Etapa: Cadeia Transportadora de

Electrões e Fosforilação Oxidativa


4ª ETAPA: CADEIA TRANSPORTADORA DE ELECTRÕES E

FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

As moléculas de NADH e de FADH2 transportam electrões que vão percorrer

uma série de proteínas até serem captadas por um aceptor final – o oxigénio.

As proteínas aceptoras de electrões constituem a cadeia transportadora

de electrões ou cadeia respiratória e encontram-se ordenadas na

membrana interna das mitocôndrias, de acordo com a sua afinidade para os

electrões.

Os electrões transportados pelo NADH e pelo FADH2 são cedidos aos

aceptores, iniciando um fluxo unidireccional, ao longo do qual estas

moléculas vão sendo sucessivamente reduzidas e oxidadas.

O oxigénio, depois de receber os electrões capta os protões (H+), formando

água.


4ª ETAPA: CADEIA TRANSPORTADORA DE ELECTRÕES E

FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

À medida que os electrões passam de transportador em transportador,

liberta-se energia.

A energia é utilizada para fosforilar o ADP, formando ATP – fosforilação

oxidativa.

A respiração aeróbia pode ser traduzida numa equação geral:

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H20 + 36 ou 38

ATP.

Balanço Energético da Fermentação e da Respiração

Partindo da mesma quantidade de glicose, liberta-se mais energia

na presença de oxigénio (condições aeróbias) do que na sua ausência

(condições anaeróbias).

Em condições de anaerobiose, a degradação da glicose é incompleta,

formando-se, por exemplo:

Álcool Etílico e Dióxido de Carbono – Fermentação Alcoólica.

Ácido Láctico – Fermentação Láctica.

Em condições de aerobiose, a degradação da glicose é completa,

formando-se compostos simples, água e dióxido de carbono.

A fermentação e a respiração aeróbia são duas vias possíveis de

degradação dos compostos orgânicos – vias catabólicas – que permitem

às células retirar diferentes quantidades de energia química desses

compostos.

Balanço Energético da Fermentação e da

Respiração

Balanço Energético da Fermentação e da Respiração

ETAPA ATP PRODUZID

O

NADH PRODUZID

O

FADH2

PRODUZIDO

ATPCONSUMID

O

Glicólise 4 2 - 2

Oxidação do Piruvato

- 2 - -

Ciclo de Krebs 2 6 2 -

TOTAL 6 10 2 2

Cadeia Respiratória:

3 ATP por cada NADH

10 X 3 = 30 - - -

2 ATP por cada FADH2

2 X 2 = 4 - - -

TOTAL 40 2

Localização das Diferentes Vias Metabólicas

EUCARIONTES PROCARIONTES

Citoplasma:

• Glicólise.

• Fermentação.

Citoplasma:

• Glicólise.

• Fermentação.

• Ciclo de Krebs.

Mitocôndria:

• Formação do Acetil-CoA

(matriz).

• Ciclo de Krebs (matriz).

• Cadeia Transportadora de

Electrões e Fosforilação

Oxidativa (membrana interna).

Face Interna da

Membrana Plasmática:

• Formação do Acetil-CoA.

• Cadeia Transportadora

de Electrões e Fosforilação

Oxidativa.

O Rendimento Energético das Vias

CatabólicasA fermentação e a respiração aeróbia permitem às células retirar

diferentes quantidades de energia química da glicose.

Na presença de oxigénio, a partir de uma molécula de glicose podem

obter-se 38 moléculas de ATP: 40% da energia total contida na

molécula de glicose.

Na ausência de oxigénio, a partir de uma molécula de glicose podem

obter-se 2 moléculas de ATP: 2% da energia total contida na

molécula de glicose.

Da energia restante:

Parte fica retida nos produtos finais;

Parte é libertada na forma de calor (manutenção da temperatura corporal).Energia

potencial de uma molécula

de glicose (kcal)

Energia armazenada

numa molécula de ATP (kcal)

Energia transferida para moléculas de ATP

(kcal)

Percentagem de energia aproveitada

Respiração (36 ATP)

Fermentação (2 ATP)

Respiração Fermentação

686 7,3 263(36 X 7,3)

14,6(2 X 7,3)

38%(263 X

100/686)

2%(14,6 X

100/686)

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