espiração celular

2. BIOSSÍNTESE
CONSTRUÇÃO
CONSUMO DE ATP
DEGRADAÇÃO
PRODUÇÃO DE ATP
METABOLISMO: transformações químicas a nível celular

3. Metabolismo em geral

5. RESPIRAÇÃO CELULAR
Processo de conversão das ligações
químicas de moléculas ricas em energia
que poderão ser usadas nos processos
vitais.
Pode ser respiração anaeróbica
respiração aeróbica
É o processo de obtenção de energia mais
utilizado pelos seres vivos.

6. ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
I- GLICÓLISE – Quebra da glicose
III- CADEIA RESPIRATÓRIA – Produção de
moléculas de ATP
II- CICLO DE KREBS - Conjunto de
reações que formam CO2 - H2O - NADH2
- FADH2

7. LOCAIS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
2a. CICLO DE
KREBS
3a. CADEIA
RESPIRATÓRIA
1a.
GLICÓLISE
HIALOPLASMA
M I T O C Ô N D R I A S
Membrana externa

8. GLICÓLISE/ VIA GLICOLÍTICA
GLICOSE

9. Nos organismos anaeróbios (e mesmo nos aeróbios, em
certas circunstâncias), pelo contrário, a glicólise é
prosseguida por um outro processo designado por
fermentação.
GLICÓLISE/ VIA GLICOLÍTICA
Nos organismos aeróbios constitui o segmento inicial da
degradação da glicose, sendo essencialmente
prosseguida pelo processo a que, globalmente se
atribui a designação de respiração celular.

10. Quando esse processo não envolve consumo de oxigênio
molecular e por isso é chamado de fermentação
anaeróbica.
A fermentação é um processo de transformação de uma
substância em outra, produzida a partir de
microorganismos, tais como fungos, bactérias, ou até o
próprio corpo, chamados nestes casos de fermentos.
Exemplo de fermentação:
- açúcares das plantas em álcool,
- processo de fabricação da cerveja (álcool etílico e CO2)
produzidos a partir do consumo de açúcares presentes
no malte - obtido através da cevada germinada.

11. Processo usado no preparo da massa do pão/ bolo:
fermentos das leveduras/ fungos - consomem o açúcar
(amido) da massa do pão, liberando CO2 , que aumenta o
volume da massa.
Exemplos:
1. Iogurte (fermentação láctica): lactobacilos, produzem ácido
lático;
2. Pão e cerveja (fermentação alcoólica): fungos (anaeróbicos
facultativos), que produzem no final álcool;
3. Vinagre (fermentação acética): consiste numa reação química,
onde ocorre a oxidação parcial do álcool etílico, obtendo o
ácido acético.
Outro exemplo: nos músculos, a quando da atividade fisica
intensa e na ausência de oxigênio, com a formação de
lactato (ácido láctico).

12. • Nas células as reações metabólicas raramente ocorrem
de forma isolada; em geral, são organizadas em
sequências de múltiplos passos, denominadas vias,
tais com o glicólise;
• As vias, em sua maior parte, podem ser classificadas
como:
Visão Geral
Ω Catabólicas: de degradação
Ω Anabólicas: de síntese

13. Nutrientes
contendo
energia:
Carboidratos
Gorduras
Proteínas
Moléculas
precursoras:
Aminoácidos
Oses
Ácidos graxos
Bases
nitrogenadas
Moléculas
complexas:
Proteínas
Polissacarídeos
Lipídeos
Ácidos nucléicos
Produtos finais
pobres em
energia:
CO2
H2O
NH3
Energia
química
ATP
NADH
C
A
T
A
B
O
L
I
S
M
O
A
N
A
B
O
L
I
S
M
O
EXERGÔNICAS
ENDERGÔNICAS

14. Glicose - proveniente da dieta ou produção endógena é
degradada pelo organismo com o principal propósito de
liberar energia.
Glicólise aeróbica: é a degradação da glicose na presença de O2,
produto final o piruvato que é transportado para dentro da
mitocôndria para completar sua oxidação até CO2 e H2,
ativando o ciclo de krebs e a cadeia respiratória.
Glicólise anaeróbica: degradação da glicose sem a
necessidade de O2, produto final ácido lático.
Utilizada quando exercícios rigorosos são realizados.

15. É a seqüência metabólica de várias reações
enzimáticas,
na qual a glicose é oxidada produzindo:
2 moléculas de Ácido Pirúvico
2 moléculas de ATP
2 equivalentes reduzidos de NAD+,
que serão introduzidos na cadeia respiratória ou
na fermentação.
GLICÓLISE
glicose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi
2 NADH + 2 ácido pirúvico + 2 ATP + 2 H2O

16. Funções da Via Glicolítica
- Transformar glicose em piruvato.
- Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.
- Preparar a glicose para ser degradada totalmente em CO2
e H2O.
- Permitir a degradação parcial da glicose em anaerobiose.
- Alguns intermediários são utilizados em diversos
processos biossintéticos.

17. • É a sequência metabólica contendo 10 dez
reações catalisadas por enzimas livres no
citosol.
• Principal rota para geração de ATP nas células
e está presente em todos os tipos de tecidos.
• A glicose é o principal carboidrato em nossa
dieta e é o açúcar que circula no sangue para
assegurar que todas as células tenham suporte
energético contínuo.
• A sua finalização é a oxidação de glicose
a piruvato.

18. VIA DE SINALIZAÇÃO DA
GLICOSE
IRS1 – PI3K – AKT - GLUT 4

19. • FASES DE PREPARAÇÃO GLICOLÍTICA
• 1. FASE PREPARATÓRIA
Preparação, regulação e gasto de
energia
• 2. FASE DE PAGAMENTO
Produção de ATP e oxidação

21. Sequência da Glicólise
Fase 1: preparação, regulação e gasto de energia:
A célula gasta 2 moléculas de ATP e Mg2+
Processa-se em cinco reações bioquímicas.
Nenhuma energia é armazenada, pelo contrário, duas moléculas
de ATP são investidas nas reações de fosforilação.
Fosforilação é a adição de um grupo fosfato (PO4) a uma proteína/ molécula.
A fosforilação é um dos principais participantes nos mecanismos de regulação
das proteínas.
É importante nos mecanismos de reações da qual participa o ATP.
A energia obtida na respiração ou na fotossíntese é utilizada para adicionar o
grupo fosfato ao ADP ATP.
Esta molécula armazena essa energia, que fica a disposição da célula.

22. Sequência da Glicólise
Glicose
Reação 1: a glicose que entra nos tecidos é fosforilada com o
gasto energético de uma molécula de ATP, dando origem a
glicose-6-fosfato e ADP.
Enzima: Hexoquinase. Reação irreversível e um dos três passos
que regulam a glicólise.
A fosforilação da glicose na primeira reação impede que esta saia
da célula novamente.
Ao adicionar um grupo fosfato à glicose, ela torna-se um
molécula carregada negativamente e é impossível atravessar
passivamente a membrana celular.
Ao manter a glicose aprisionada dentro da célula a glicólise é
garantida.

23. Hexoquinase é a enzima que catalisa a conversão de
ATP e uma D-hexose a ADP e uma D-hexose-6-fosfato.
A hexoquinase é uma enzima reguladora.
A hexoquinase muscular é inibida alostericamente pelo seu
produto, a glicose-6-fosfato.
Sempre que a concentração de glicose-6-fosfato no interior da
célula aumenta acima do seu nível normal, a hexoquinase
é inibida de forma temporária e reversível, colocando a
velocidade de formação da glicose-6-fosfato em equilíbrio
com a sua velocidade de utilização e restabelecendo o
estado de equilíbrio estacionário.

24. Hexoquinase

25. Glicose 6P
Reação 2: - catálise: enzima fosfoglucose isomerase/
fosfohexose isomerase.
Glicose-6-fosfato é convertida num processo de isomerização
em frutose-6-fosfato, para que, assim, se possua um sítio
de entrada para a frutose da dieta na glicólise.
Esta reação irá também preparar o Carbono 3 (C3) para a
clivagem catalizada pela enzima Aldolase na reação 4.
Isomerase

26. Reação 3: a célula investe outra molécula de ATP para
fosforilar a frutose-6-fosfato e convertê-la em frutose-1,6-
bisfosfato.
É também uma reação irreversível e de controle desta via
metabólica, catalisada pela enzima fosfofrutoquinase.
Esta etapa ocorre para deixar a molécula simétrica para a reação
de clivagem na etapa seguinte.
fosfofrutoquinase

27. Frutose 1,6 bisfosfato
Reação 4: a frutose -1,6 - bisfosfato é clivada em duas trioses:
gliceraldeído-3-fosfato e dihidroxiacetona fosfato.
Enzima: aldolase.
Linha de fratura
Linha de fratura
Frutose 1-6-difosfato
Dihidroxiacetona-fosfato
Gliceraldeído-3-fosfato
4%
96%
Aldolase
Isomerase
89% 11%

28. Dihidroxicetona fosfato
Reação 5: O gliceraldeído-3-fosfato e a dihidroxiacetona fosfato
são isômeros (enzima triosefosfato isomerase).
Ocorre então a conversão da dihidroxicetona P em gliceraldeído
3P, a única triose que pode continuar sendo oxidada.
Única oxidação durante a glicólise.
Gliceraldeido-3-fosfato Ácido 1,3 difosfoglicérico
Desidrogenase

29. Portanto,
por cada uma das molécula de glicose que “entra” no
processo de glicólise, ocorrerá a oxidação de
duas moléculas de fosfogliceraldeído em ácido
difosfoglicérido.

30. Nesta etapa, a energia libertada pela hidrólise é transferida
para a síntese de ATP a partir de ADP e de fosfato
inorgânico.
Ácido 1,3 difosfoglicérico Ácido 3 fosfoglicérico

31. 1. FASE PREPARATÓRIA
Preparação, regulação e gasto de energia
hexoquinase
fosfoexose-isomerase
fosfofrutoquinase
aldolase
triosefosfato isomerase

33. Nessa etapa, ocorre adição de NAD e Pi (fosfato inorgânico).
A partir dessa etapa teremos 2 gliceraldeídos 3P.
Gliceraldeído 3P
Reação 6: cada gliceraldeído-3-fosfato é oxidado pelo NAD+
(NAD+ NADH) e fosforilado por um fosfato
inorgânico, dando origem a 1,3-Bifosfoglicerato (1,3
BPG).
Esta reação é catalisada pela enzima gliceraldeido-3-
fosfato desidrogenase.
Fase 2: Produção de ATP e oxidação

34. 1,3 bifosfoglicerato
Reação 7: catalisada pela enzima 1,3 BiP glicerato cinase.
A 1,3 BPG transfere um grupo fosfato para uma molécula
de ADP dando origem a uma molécula de ATP e a 3-
fosfoglicerato.
Primeira etapa que sintetiza ATP diretamente na via.
3 fosfoglicerato
Reação 8: a enzima fosfoglicerato mutase muda a posição do
grupo fostato, dando origem a 2-fosfoglicerato (grupo
fosfato ligado ao carbono 2).
Mutase

35. 2-Fosfoglicerato
Reação 9: é uma reação de desidratação catalizada pela enzima
enolase.
O 2-fosfoglicerato é desidratado formando
fosfoenolpiruvato (PEP), um composto altamente
energético.
Mutase Enolase
Enolae
Ác. 3-fosfoglicérico Ác. 2-fosfoglicérico Ác. fosfoenolpirúvico

36. Fosfoenolpiruvato
Reação 10: enzima piruvato cinase transfere do grupo fosfato do
fosfoenolpiruvato para uma molécula de ADP, formando-
se então uma molécula de ATP e piruvato.
Por cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato produz-se duas
moléculas de ATP, na glicólise são produzidos ao todo:
4 ATPs e gastos 2.
O saldo energético é de 2 moléculas de ATP e 2 NADH por
molécula de glicose.
Mutase Enolase
Quinase
Ác. 3-fosfoglicérico Ác. 2-fosfoglicérico Ác. fosfoenolpirúvico Ác. pirúvico

37. 2. FASE DE PAGAMENTO
Produção de ATP e oxidação
Gliceraldeído 3-fosfato desidrogen
Fosfoglicerocinase
Fosfogliceromutase
enolase
piruvato
quinase

39. GLICÓLISE
C6H12 O6
LEMBRETE
Na glicólise entra uma
molécula de GLICOSE
com 6 carbonos e sai 2
moléculas de piruvato de
3 carbonos

40. GLICOSE AC.PIRUVICO
PRIMEIRA ETAPA - GLICÓLISE
Quebra da molécula glicose
C 6H12O6
(2) C3H4O3
4H
+
NAD/FAD - Moléculas Carregadora de H+
- Cada molécula carrega 2 átomos
de H+
ÁCIDO
PIRÚVICO
- 2NAD + 2H2
= 2NADH2
-FORAM PRODUZIDOS 2 AC.
PIRÚVICOS
MITOCÔNDRIAS
CICLO KREBS – CADEIA
RESPIRATÓRIA
HIALOPLASMA
GLICÓLISE
IMPORTANTE
- SALDO DE 2 ATP NA
REAÇÃO
PRODUTOS DA
GLICÓLISE
Glicose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi -----------> 2 NADH + 2 piruvato + 2 ATP +
2 H2O

42. GLICÓLISE
I – ESTÁGIO
Preparação da glicose
Investimento de energia
para ser recuperada mais
tarde
I I– ESTÁGIO
Quebra e rearranjo da
molécula de glicose em
duas moléculas de 3
carbonos
III– ESTÁGIO
Oxidação: Geração
de energia

43. • Fosfofrutoquinase - Principal enzima no controle da
via glicolítica, altos níveis de ATP e citrato exercem
inibição. Outro agente a inibi-la é o pH (fermentação
láctica). É estimulada por frutose-6-fosfato, AMP e
ADP
(Adenilotocinase – mecanismo rápido de reparação
de ATP – ADP+ADP=ATP+AMP).
• Hexoquinase - Inibida pelo próprio produto Glicose-
6-fosfato (glicocinase-fígado).
• Piruvatoquinase - Controla o final da via que gera
ATP e piruvato. O ATP e o acetil-CoA a inibe
(acúmulo de alanina).

44. PIRUVATO ( 2 MOLÉCULAS)
Carboxilação do
piruvato a
oxalacetato
(gliconeogênese)
Metabolismo Aeróbico
Ocorre na mitocôndria
Metabolismo Anaeróbico:
cristalino, córnea do olho,
medula renal, testículos,
leucócitos, hemácias.
Acetil-CoA
CICLO DO ÁCIDO
CÍTRICO
matriz
mitocondrial
ATP
CO2
Piruvato
↓↑
Lactato
Piruvato
↓
Etanol, CO2
*Hemácias
*Músculos em exercício
↓pH, cãibras
Excedente de lactato→ fígado para
produzir glicose.
*Tecidos anóxicos
IAM/embolia pulmonar/hemorragia
*Fungos
*Algumas
bactérias
(flora
intestinal)

49. Acetil-CoA
Piruvato + CoA piruvato desidrogenase acetil-CoA +CO2
NAD+
NADH
CH3
C=O
O-
C=O

53. Ciclo de Krebs
PRODUTOS FORMADOS NO CICLO
DE KREBS POR CADA ÁCIDO
PIRÚVICO
3 NADH2
1 FADH2
1 ATP
COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE ÁCIDO
PIRÚVICO, O RESULTADO FINAL É:
6 NADH2
2 FADH2
2 ATP

54. Citrato-sintase
Aconitase
Fumaras
e Succionato-desidrogenase Tioquinase-succínica
L-malato-desidrogenase
Isocitrato-desidrogenase
Complexo da desidrogenase

57. LEMBRETE
• Alguns autores estabelecem que existe
uma etapa entre o citrato e o isocitrato.
Nesta etapa incluem a presença do
aconitrato (isômero do isocitrato).

58. CADEIA
RESPIRATÓRIA

59. ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
I- GLICÓLISE – Quebra da glicose
III- CADEIA RESPIRATÓRIA – Produção de
moléculas de ATP
II- CICLO DE KREBS - Conjunto de
reações que formam CO2 - H2O - NADH2
- FADH2

60. GLICOSE AC.PIRUVICO
PRIMEIRA ETAPA - GLICÓLISE
Quebra da molécula glicose
C 6H12O6
(2) C3H4O3
4H
+
NAD/FAD - Moléculas Carregadora de H+
- Cada molécula carrega 2 átomos
de H+
ÁCIDO
PIRÚVICO
- 2NAD + 2H2
= 2NADH2
-FORAM PRODUZIDOS 2AC.PIRÚVICOS
MITOCÔNDRIAS
CICLO KREBS – CADEIA
RESPIRATÓRIA
HIALOPLASMA
GLICÓLISE
IMPORTANTE
- SALDO DE 2 ATP NA
REAÇÃO
PRODUTOS DA
GLICÓLISE

61. Ciclo de Krebs
PRODUTOS FORMADOS NO CICLO
DE KREBS POR CADA ÁCIDO
PIRÚVICO
3 NADH2
1 FADH2
1 ATP
COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE ÁCIDO
PIRÚVICO, O RESULTADO FINAL É:
6 NADH2
2 FADH2
2 ATP

62. Cadeia Respiratória
• É uma sequência de reações através das
quais os átomos de hidrogênio originados
do ciclo de Krebs são transportados e
doados ao oxigênio.
• Como esse processo é realizado de forma
gradativa, a energia liberada pode ser
utilizada para que a célula produza ATP.

63. Produção de energia
• A cadeia respiratória pode ser chamada de cadeia
transportadora de elétrons;
• A formação de ATP é conhecida como fosforilação
oxidativa;
• A quantidade de energia liberada nesse processo é
suficiente para formar 36 moléculas de ATPs.

64. +

65. NADH NAD
Complexo
Enzimático
I
Q
Cit c
Complexo
Enzimático
II
Complexo
Enzimático
III
H+
½ O2 H2O
H+
Cadeia respiratória
Elétrons altamente
energéticos
Cadeia
transportadora
De elétrons
O2 + 4H+ + 4e-  2H2O

66. Cadeia respiratória

67. CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA DE ELÉTRONS
NADH2
FADH2
MEMBRANA DAS CRISTAS
MITOCONDRIAIS
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE
ELÉTRONS
RESULTADO
FINAL DA
RESPIRAÇÃO
CELULAR A
PARTIR DE UMA
GLICOSE
- GLICÓLISE – 2 ATP+ 2 NADH2
(2 + 2X3=8ATP
-CICLO KREBS –1ATP+3NADH2 (2X3X3+2)=20ATP
1FADH2 (2X2) = 4 ATP
- CoA –1NADH2
(2X3) = 6 ATP
- AO FINAL DA CADEIA 8 + 6 + 20 + 4 = 38 ATP’S
atualmente 32 ATPS
(2,5+1,5)
OBS - NA MITOCÔNDRIA SÃO 2 AC. PIRÚVICOS
ORIGINA 3ATP
ORIGINA 2ATP

68. GLICÓLISE
Ácido
pirúvic
o
Acetil-
CoA
CADEIA RESPIRATÓRIA
2 ATP 6 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP
2 ATP
2 ATP
2 ATP
2 NADH
2 NADH
6 NADH 2 FADH
CICLO
DE
KREBS
MITOCÔNDRIA
CITOPLASMA
BALANÇO ENERGÉTICO

71. Destinos do piruvato
• O piruvato, em condições aeróbicas é
oxidado a acetato, o qual entra no ciclo de
Krebs e é oxidado até CO2 e H2O.
• Entretanto, sob condições anaeróbicas
(como em músculos esqueléticos muito
ativos, em plantas submersas ou em
algumas bactérias) ocorre a fermentação
formando produtos como o lactato e o etanol.

72. Destinos do piruvato
Glicólise anaeróbica: É a degradação da glicose
sem a necessidade de O2, tendo como produto
final o acido lático, esta via é muito mais rápida
que a glicolise aeróbica sendo utilizada quando
exercícios rigorosos são realizados.
• Glicólise aeróbica: É a degradação da glicose na
presença de O2, tendo como produto final o
piruvato que por sua vez é transportado para
dentro da mitocôndria para completar sua
oxidação ate CO2 e H2O, ativando o ciclo de
krebs e a cadeia respiratória.

73. FERMENTAÇÃO LÁCTICA

74. FERMENTAÇÃO LÁCTICA

76. FERMENTAÇÃO LÁCTICA