Meu nome é Claude. Eu fui criado pela Anthropic para ser útil, inofensivo e honesto.

1. Bioquímica I.
Tema VII. Respiração celular.
Introdução ao metabolismo celular.

2. Sumário
• Introdução ao metabolismo celular.
• A respiração celular.
• Mitocondrias.
Bibliografia: Bioquímica Médica Tomo. III.
Cáp. 36 Pág. 619-628 e Cáp. 37 Pág.
629-645.

3. Objectivos
• Expor os aspectos fundamentais do plano
geral do metabolismo celular destacando os
vínculos, entre o anabolismo e o catabolismo.
• Descrever a estrutura das mitocôndrias e a
ubicação dos processos respiratórios.

4. Metabolismo celular. Introducção
• O metabolismo é este contínuo intercâmbio de matéria com o meio,
e compreende as reacções que transformam as substâncias
provenientes do entorno em outros compostos e energia, que são
utilizáveis pela célula, ao mesmo tempo que se realiza a eliminação
ao meio de substâncias não aproveitáveis e energia em forma de
calor.
• Estas reacções enzimáticas que intervêm no metabolismo se
encontram altamente reguladas e organizadas, e apresentam certas
regularidades, por isso sobre a base delas podemos estabelecer os
princípios e as leis que o regem.
• Para garantir suas funções, as células devem intercambiar com seu
entorno as substâncias necessárias para a construção de seus
componentes e as fontes de energia.

5. Classificação das células
Fonte de carbono: Fonte de energia:
Autótrofa:organismo que pode
sintetizar suas próprias
moléculas a partir de fontes de
carbono e nitrogênio muito
singelas (como por exemplo o
dióxido de carbono e a amônia).
Heterótrofa:organismo que
requer de moléculas complexas
de nutrientes como fonte de
carbono e energia (como por
exemplo a glucose).
Fotótrofa: organismo que pode
utilizar a energia da luz para
sintetizar seus próprios
combustíveis a partir de
moléculas singelas(como dióxido
de carbono, oxigênio e água).
Quimiótrofas: organismo que
obtém sua energia utilizando
compostos orgânicos produzidos
por outros organismos.

6. Metabolismo. Conceito
• Pode definir-se como o conjunto de todas
as reacções químicas que têm lugar na
célula, a quase totalidade das quais são
reacções enzimáticas,estreitamente
vinculadas e reguladas.
• Ao intercâmbio de substância, energia e
informação que constitui a essência da
vida é o que chamamos metabolismo.

7. Funções do Metabolismo
1.Incorporação de nutrientes.
2.Obtenção de energia a partir da
degradação de substâncias.
3.Síntese e degradação das
distintas biomoléculas das células.
4.Eliminação de substâncias de
refugos.

8. Vertentes do Metabolismo
O metabolismo compreende dois
conjuntos generais de reacções:
Anabolismo ou metabolismo de
síntese:implica a biosíntese de
moléculas complexas a partir de
outras mais simples, o que
requer o consumo de energia
química e equivalente de redução.
Catabolismo ou metabolismo de
degradação:implica a
transformação de moléculas
complexas a outras mais simples.
Prepondera a oxidação e a
liberação de energia química.
O anabolismo e o catabolismo são um par de
contrários dialéticos: pressupõem-se um a outro, não
podem existir aisladamente.

9. Relação entre
Anabolismo e Catabolismo
• O anabolismo:
- Utiliza moléculas singelas provenientes das vias
catabólicas.
- Utiliza energia química proveniente das vias catabólicas
(consome ATP e cofactores reduzidos).
• O catabolismo:
- Utiliza moléculas complexas provenientes das vias
anabólicas.
- Libera energia, parte da qual se utiliza para a síntese do
ATP.
- Formam-se cofactores reduzidos.

10. MOLÉCULA COMPLEXA
MOLÉCULA SINGELA
ADP + Pi
ATP
COFACTOR
COFACTOR H2
ANABOLISMO CATABOLISMO

11. Anabolismo Catabolismo
Conjunto de todas ás seqüências
anabólicas dá célula.
Conjunto de todas ás seqüências
catabólicas.
Fase construtiva ou biosintética
do metabolismo.
Fase degradativa do
metabolismo.
Ocorre um incremento
progressivo da complexidade
estrutural dos metabolitos
implicados.
Ocorre uma progressiva
diminuição da complexidade
estrutural dos metabolitos
implicados.
Consome energia
metabolitamente útil (ATP).
Libera energia. Uma parte desta é
conservada pela célula em forma
do ATP.
Emprega cofactores reduzidos Forma cofactores reduzidos.

12. Função respiratória do organismo
1. Intercâmbio de gases entre o ambiente e o
organismo pelo aparelho respiratório (respiração
pulmonar).
2. Transporte de gases pelo sangue, que leva
oxigénio aos tecidos e dióxido de carbono aos
pulmões.
3. A utilização de oxigénio pela célula (respiração
celular).

13. Características do Metabolismo
1. As transformações metabólicas quase sempre ocorrem
como sequências de reacções que se acontecem umas
a outras, desde umas poucas até dezenas, e as
transformações que nelas ocorrem se levam a cabo de
forma gradual. Começando com uma substância inicial,
esta se vai transformando passo a passo, e
gradualmente forma o produto final.
2. Deste modo nos encontramos com, ao menos, um
substrato inicial e um produto final.Entre ambos
encontraremos uma série de compostos intermédios: os
metabolitos intermediários.O substrato inicial ou
precursor,na primeira reacção se transforma em produto,
mas a sua vez este será o substrato da segunda reacção,
o qual sucederá produto, e assim sucessivamente.

14. 3.Cada via cumpre com determinadas funções; a obtenção
de energia química ou a reposição de determinada
molécula.
4. As sucessivas reacções estão catalisadas por enzimas.
5. A via se encontra regulada, e esta regulação recai quase
sempre nas reacções iniciais da via.
6. Geralmente, ao menos uma das reacções que a formam
é irreversível.
7. As vias têm uma determinada localização celular.
8. Além disso do composto inicial e final, nela participam
outra série de compostos, os cofactores.
9. Por suas características, a via pode ser anabólica ou
catabólica.

15. Tipos de sequencias ou rotas metabólicas
Fechadas
Abertas
Vías Ciclos
Vías Ciclos

16. A B C D E
VÍAS METABÓLICAS
ATP ADP
E1 E2 E3 E4
(-)
NADH.H+
NAD
+

17. CICLOS METABÓLICOS
B
C
D
E
A
ATP
ADP
E1
E2
E3
E4
E5
FAD FADH2

18. Formas de organização das enzimas.
• As enzimas são os verdadeiros móveis do
metabolismo, são os elementos geradores do
fluxo de substância e de energia.
Distinguem-se 3 formas básicas de existência
das enzimas nas células:
• As enzimas livres, solúveis ou simples.
• Os sistemas ou complexos multienzimáticos.
• As enzimas multifuncionais.

19. A respiração celular
• Apesar de sua grande complexidade, o
metabolismo tem um esquema de organização
relativamente singelo, que pode dividir-se em
três fases:
Catabolismo:
Fase I:
as macromoléculas
são degradadas a
seus precursores
Fase II:
os precursores se
degradam
convergindo em
uns poucos
produtos.
Fase III:
formação final de
CO2 e H2O. Etapa
comum a processo.
Para o anabolismo são as mesmas fases mas em
sentido contrário, e é obvio através de vias
diferentes.

20. Esquema general del catabolismo
Glúcidos Proteínas Lipídios
Monossacáridos
(glucose)
Aminoácidos
Àcidos
gordurosos
Acetil CoA
CK
2CO2
3NADH.H+
1FADH2
Gradiente
electroquímico de
prótones (H + )
CTE
FO
ATP

21. Respiração Celular
É o processo mediante o qual a energia química contida
nos nutrientes é convertida no CO2 , H2O, ATP e calor com
consumo de O2 .
Processos que a integram:
1. Ciclo do Krebs (CK).
2. Cadeia trasportadora de elétrones (CTE).
3. Fosforilação oxidativa (FO).
No conjunto de processos da respiração celular ocorre a
oxidação do grupo acetilo que é transportado pela CoA
(acetil-CoA) até CO2 e H2O.
Depende absolutamente da presença de oxigénio.

22. Fase I : degradação
de biomoléculas
complexas ou
compostas até
seus precursores
ou componentes.
Fase II: degradação
dos precursores ou
dos componentes
até uns poucos
produtos. ( Acetil-
CoA).
Fase III:
formação de CO2 e
H2O.
Etapa comum ao
processo:
Respiração Celular

23. Mitocondrias
• Embora os processos respiratórios não são exclusivos
das células eucariontes, usualmente se associam a um
de seus orgánulos que contém todos os sistemas
enzimáticos necessários para desenvolvê-los em sua
forma mais completa: a mitocondria.
• As mitocondrias estão presentes em virtualmente todas
as células eucariontes. Sua quantidade se relaciona
com a actividade metabólica da célula.
• Exemplo: Hepatocitos: 2500/ cel. E dentro da célula se
concentra nas regiões de maior actividade.
• Perto das fibrillas contráteis das células musculares.

24. Mitocondrias
• Ao redor dos flagelos que movem o
espermatozóide.
• Agrupadas perto do retículo endoplasmático
rugoso em células secretoras.
• O tamanho varia muito segundo o tipo celular.
• Sua forma é quase sempre cilíndrica, mas pode
aparecer esférica ou alongada.

25. Estrutura Interna das Mitocondrias
Seu ultraestructura interna pôde reconhecer-se facilmente
com a ajuda do microscópio eletrônico:
-Membrana externa.
-Membrana interna com seus cristas.
-Espaço intermembranoso.
-Matriz mitocondrial.
A membrana interna aparece recubierta de umas
estruturas pequenas em forma de caule e cabeças para
o espaço da matriz.
Há diferenças de permeabilidade entre as membranas
externas e internas.Externa é muito permeável, a
interna se comporta impermeável a um grande número
de metabolitos, que requerem de sistemas de
transportadores específicos: por exemplo: os
nucleótidos, acetil CoA, NADH, etc. (a membrana
interna tem maior composição em proteínas).

26. Crestas
mitocondriales
Matriz
Espacio
intermembranoso
Matriz
Citosol
Matriz
mitocondrial
Membrana externa
Membrana interna
Membrana interna
Estrutura Interna das Mitocondrias

28. As mitocondrias possuem semiautonomía
• Movem-se dentro das células.
• Reproduzem-se por bipartição.
• Possuem seu próprio DNA (circular e Duplex).
• Possuem ribossomos(semelhantes a
procariontes).
• Sintetizam DNA e proteínas por mecanismos
similares a procariontes.
• São sensíveis a quão antibióticos atacam aos
procariontes.

30. Conclusões
• Metabolismo é o conjunto de reacções químicas que
tem lugar na célula, catalisadas por enzimas,
estreitamente vinculadas e estritamente reguladas.
Compreende dois conjuntos generais de reacções:
anabólicas e catabólicas.
• O metabolismo ocorre por transformações graduais
que funcionam de forma consecutivas, como vias ou
rotas metabólicas. De tal maneira que o metabolismo é
um conjunto de vias ou rotas anabólicas e catabólicas
muito vinculadas e reguladas. As enzimas que
participam se apresentam principalmente como
sistemas ou complexos multienzimáticos ou enzimas
multifuncionales, assim como podem agrupar-se
temporalmente.

31. Conclusões
• Apesar de sua grande complexidade o metabolismo
tem um esquema de organização relativamente singelo,
distinguem-se três fases para o catabolismo e três para
o anabolismo. As vias catabólicas são convergentes
enquanto que as anabólicas são divergentes.
• A respiração é a fase final do catabolismo e compreende
três processos: o Ciclo do Krebs, a Cadeia Respiratória:
o Transporte de Electrões e a Fosforilação Oxidante.
• As mitocondrias contêm todos os sistemas enzimáticos
para levar a cabo estes processos respiratórios.

32. Estudo Independente
1. Sobre o metabolismo responda:
a) Conceito
b) Explique seus características.
2. Compare o anabolismo e o catabolismo tendo em conta os
seguintes aspectos:
a) Complexidade estructural das sustâncias substrato(s) e
produto(s) da via.
b) Tipo de reacção que predomina.
c) Modificação que experimentam os cofactores de oxido
redução.
d) Se consumir ou contribui com energia.
3. Da Respiração Celular (RC) responda:
a)Conceito.
b) Localização celular.
c) Processos que a integram
d) Importância.

33. Estudo Independente
Bibliografia: Bioquímica Médica. Cardellá. Tomo III. Cáp. 36 Pág.
619-628 e Cáp. 37 Pág. 629-630; 634-636; 642-645.
1. Sobre o metabolismo responda:
a) Conceito b) Explique seus características.
2. Compare o anabolismo e o catabolismo tendo em conta os
seguintes aspectos:
a) Complexidades estructural das sustancias substrato(s) e
produto(s) da via.
b) Tipo de reação que predomina.
c) Modificação que experimentam os cofactores de oxido
redução.
d) Se consumir ou contribui com energia.
3. Da Respiração Celular (RC) responda:
a)Conceito. b) Processos que a integram.
c) Localização celular. d) Importância.