METABOLISMO
ENERGÉTICO
Respiração celular e fermentação (cap-9)
ENERGIA PARA A VIDA
 A energia dos alimentos.
1ºLei -Energia pode ser ganha ou perdida.
2ºLei – Energia é dissipada em calor.
Todo ser vivo necessita continuamente de energia, que é
obtida de substâncias orgânicas constituintes dos
alimentos.
O valor energético dos alimentos, expresso em
quilocalorias (Kcal*), refere-se a parcela de energia
disponível presentes nas ligações químicas de suas
moléculas.
ONDE A ENERGIA FICA ARMAZENADA?
 Nas ligações químicas entre os fosfatos da
molécula de ATP.
Adenina
Pentose
ANABOLISMO
E CATABOLISMO
 Anabolismo = síntese
(construção)
 Catabolismo = degradação
(quebra)
REAÇÕES ENDERGÔNICAS
E EXERGÔNICAS
 Endergônica = Absorve energia
(endotérmica)
 Exergônica = Libera energia
(exotérmica)
ENERGIA DE ATIVAÇÃO E ENZIMAS
Energia de ativação: Toda reação química
demanda um investimento inicial de energia para
ocorrer.
Obs.: a maioria das proteína se desnatura em temp.
acima de 45ºC.
Enzimas: proteínas catalisadoras (conduzem)
-
energia
núcleo
Onda eletromagnética
(I)
-
(II)
TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA ENTRE COMPOSTOS
Perdeu um elétron 
oxidou-se
Ganhou um elétron 
reduziu-se
-
energia
ATP
A “MOEDA ENERGÉTICA” DO MUNDO VIVO
 Estrutura química do ATP:
Trifosfato de adenosina, captura e armazena energia
liberada nas reações celulares exergônicas, transferindo-
a. posteriormente, para os processos celulares
endergônicos.
Obs.: o estoque de ATP em uma única célula é da ordem
de um bilhão de moléculas, que são usadas e repostas a
cada dois ou três minutos.
 ADP difosfato de adenosina
 A síntese de ATP ocorre pela adição de um grupo
fosfato (demanda 7,3 kcal/mol)
 A quebra do ATP fornece 7,3 kcal/mol para as
atividades celulares
RESPIRAÇÃO CELULAR
 A oxidação biológica da glicose
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Esta reação é capaz de liberar cerca de 686Kcal/mol, que é
armazena liberada ao poucos e parte é armazenada na
forma de ATP.
Que resulta no máximo em 30 ATP
Logo, um rendimento de 31,9%
Equação geral da respiração:
C6H12O6 + 6O2 + 30 ADP + 30 Pi 6CO2 + 6H2O + 30 ATP
ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
Glicose: etapa anaeróbica
 É uma sequencia de 10 reações no
citosol.
 A glicose é quebrada em duas
moléculas de ácido pirúvico.
 Inicia-se com 2 ATP (investimento)
 Produz 4 ATP,
 Saldo energético de 2 ATP
 Além de 2 C3H4O3, libera 4 elétrons e
4 íons H+
 Dois H+ permanecem no citosol
 Dois H+ e os 4 e- são capturados por
2 NAD (oxidada) que passa a ser
NADH (reduzida)
NAD+ → aceptor de elétrons ou de hidrogênio
Captura elétrons de alta energia e fornece para a sítese do ATP.
O QUE OCORRE SE AO FINAL DA GLICÓLISE
NÃO HOUVER GÁS OXIGÊNIO SUFICIENTE?
O ácido pirúvico é fermentado transformando-se em
ácido lático ou etanol
Consequências do acúmulo de ác. lático nos
músculos:
 Dor muscular aguda e imediata.
 Uma das principais causas da cãibra é a
acumulação de ácido lático no tecido, devido a
degradação da glicose na ausência de oxigênio
(glicólise).
ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico
 O ácido pirúvico é transportado através da membrana mit. e
chega a matriz onde reage com a coenzima A (CoA),
produzindo acetil-CoA e CO2,
 Na formação da acetil-CoA um NAD passa a NADH (captura
1H+ e 2 elétrons)
Ác. Pirúvico + CoA + NAD+ → Acetil-CoA + NADH + CO2 + H+
Ao entrar na
mitocondria
CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
(OCORRE NA MATRIZ MITOCONDRIAL)
 O ciclo de krebs inicia-se com uma reação
entre a acetil-CoA e o ác. Oxalacético, que
forma o ácido cítrico, e liberada a CoA.
 8 reações subsequentes, vão liberar o ác.
Oxalacético intacto, 2CO2, H+ e elétrons
 Acetil-CoA é oxidada liberando 2CO2 e a
CoA
 Os elétrons e os íons H+ são capturados por
moléculas de NAD e por FADm que
transformam-se em NADH e FADH ( final
3NADH e 1 FADH)
CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
 Em uma das etapas forma-se GTP ou ATP
 Em resumo, no ciclo de Krebs são formados:
2CO2 + 3NADH + 1FADH + GTP (ou ATP)
2NADH + H+ +O2 → 2NAD+ 2H2O
2 FADH + O2 → 2FAD + 2H2O
 A energia liberada é usada na produção de ATP
 A adição de fosfato ao ADP para formar ATP é uma
fosforilação.
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
 Proteínas que conduzem os elétrons do NADH e
FADH até o Oxigênio.
 Também chamadas cadeia respiratória
 Citocromos: proteínas que formam a cadeia
respiratória, possuem ferro em sua composição
RENDIMENTO ENERGÉTICO NA RESPIRAÇÃO
CELULAR
 Cada molécula de ácido pirúvico forma até 15 ATP.
Assim 2 moléculas de ácido pirúvico formadas a
partir da glicólise formam 30 ATP.
 A teoria que explica a produção de ATP: pg 271 V1
P I cap9
FONTES DE ENERGIA PARA A RESPIRAÇÃO
CELULAR: GLICÍDIOS E ÁCIDOS GRAXOS
 Células do sistema nervoso e hemácias utilizam
glicídios.
 A maior parte da energia é provenientes de
lipídios.
 Degradação de lipídios gera cerca de 6 vezes mais
ATP que a degradação de glicídios.
FERMENTAÇÃO
 É o processo de degradação incompleta
 Rendimento energético bem inferior ao da
respiração aeróbica.
 Comum em fungos, bactérias e nos nossos
músculos
 O ác. Pirúvico rebebe elétrons e H+ do NADH
transformando-se em ác. lático ( fermentação
lática) ou em álcool etílico – etanol ( fermentação
alcoólica.
 Receptores finais são molécula orgânicas (ác. Lat.
ou etanol).
FERMENTAÇÃO

Respiração Celular

  • 1.
  • 2.
    ENERGIA PARA AVIDA  A energia dos alimentos. 1ºLei -Energia pode ser ganha ou perdida. 2ºLei – Energia é dissipada em calor. Todo ser vivo necessita continuamente de energia, que é obtida de substâncias orgânicas constituintes dos alimentos. O valor energético dos alimentos, expresso em quilocalorias (Kcal*), refere-se a parcela de energia disponível presentes nas ligações químicas de suas moléculas.
  • 3.
    ONDE A ENERGIAFICA ARMAZENADA?  Nas ligações químicas entre os fosfatos da molécula de ATP. Adenina Pentose
  • 4.
    ANABOLISMO E CATABOLISMO  Anabolismo= síntese (construção)  Catabolismo = degradação (quebra) REAÇÕES ENDERGÔNICAS E EXERGÔNICAS  Endergônica = Absorve energia (endotérmica)  Exergônica = Libera energia (exotérmica)
  • 5.
    ENERGIA DE ATIVAÇÃOE ENZIMAS Energia de ativação: Toda reação química demanda um investimento inicial de energia para ocorrer. Obs.: a maioria das proteína se desnatura em temp. acima de 45ºC. Enzimas: proteínas catalisadoras (conduzem)
  • 6.
    - energia núcleo Onda eletromagnética (I) - (II) TRANSFERÊNCIA DEENERGIA ENTRE COMPOSTOS Perdeu um elétron  oxidou-se Ganhou um elétron  reduziu-se - energia
  • 7.
    ATP A “MOEDA ENERGÉTICA”DO MUNDO VIVO  Estrutura química do ATP: Trifosfato de adenosina, captura e armazena energia liberada nas reações celulares exergônicas, transferindo- a. posteriormente, para os processos celulares endergônicos. Obs.: o estoque de ATP em uma única célula é da ordem de um bilhão de moléculas, que são usadas e repostas a cada dois ou três minutos.  ADP difosfato de adenosina  A síntese de ATP ocorre pela adição de um grupo fosfato (demanda 7,3 kcal/mol)  A quebra do ATP fornece 7,3 kcal/mol para as atividades celulares
  • 9.
    RESPIRAÇÃO CELULAR  Aoxidação biológica da glicose C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O Esta reação é capaz de liberar cerca de 686Kcal/mol, que é armazena liberada ao poucos e parte é armazenada na forma de ATP. Que resulta no máximo em 30 ATP Logo, um rendimento de 31,9% Equação geral da respiração: C6H12O6 + 6O2 + 30 ADP + 30 Pi 6CO2 + 6H2O + 30 ATP
  • 10.
    ETAPAS DA RESPIRAÇÃOCELULAR Glicose: etapa anaeróbica  É uma sequencia de 10 reações no citosol.  A glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico.  Inicia-se com 2 ATP (investimento)  Produz 4 ATP,  Saldo energético de 2 ATP  Além de 2 C3H4O3, libera 4 elétrons e 4 íons H+  Dois H+ permanecem no citosol  Dois H+ e os 4 e- são capturados por 2 NAD (oxidada) que passa a ser NADH (reduzida) NAD+ → aceptor de elétrons ou de hidrogênio Captura elétrons de alta energia e fornece para a sítese do ATP.
  • 11.
    O QUE OCORRESE AO FINAL DA GLICÓLISE NÃO HOUVER GÁS OXIGÊNIO SUFICIENTE? O ácido pirúvico é fermentado transformando-se em ácido lático ou etanol Consequências do acúmulo de ác. lático nos músculos:  Dor muscular aguda e imediata.  Uma das principais causas da cãibra é a acumulação de ácido lático no tecido, devido a degradação da glicose na ausência de oxigênio (glicólise).
  • 12.
    ETAPAS DA RESPIRAÇÃOCELULAR Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico  O ácido pirúvico é transportado através da membrana mit. e chega a matriz onde reage com a coenzima A (CoA), produzindo acetil-CoA e CO2,  Na formação da acetil-CoA um NAD passa a NADH (captura 1H+ e 2 elétrons) Ác. Pirúvico + CoA + NAD+ → Acetil-CoA + NADH + CO2 + H+ Ao entrar na mitocondria
  • 13.
    CICLO DE KREBSOU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO (OCORRE NA MATRIZ MITOCONDRIAL)  O ciclo de krebs inicia-se com uma reação entre a acetil-CoA e o ác. Oxalacético, que forma o ácido cítrico, e liberada a CoA.  8 reações subsequentes, vão liberar o ác. Oxalacético intacto, 2CO2, H+ e elétrons  Acetil-CoA é oxidada liberando 2CO2 e a CoA  Os elétrons e os íons H+ são capturados por moléculas de NAD e por FADm que transformam-se em NADH e FADH ( final 3NADH e 1 FADH)
  • 14.
    CICLO DE KREBSOU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO  Em uma das etapas forma-se GTP ou ATP  Em resumo, no ciclo de Krebs são formados: 2CO2 + 3NADH + 1FADH + GTP (ou ATP)
  • 15.
    2NADH + H++O2 → 2NAD+ 2H2O 2 FADH + O2 → 2FAD + 2H2O  A energia liberada é usada na produção de ATP  A adição de fosfato ao ADP para formar ATP é uma fosforilação. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
  • 16.
    CADEIA TRANSPORTADORA DEELÉTRONS  Proteínas que conduzem os elétrons do NADH e FADH até o Oxigênio.  Também chamadas cadeia respiratória  Citocromos: proteínas que formam a cadeia respiratória, possuem ferro em sua composição
  • 17.
    RENDIMENTO ENERGÉTICO NARESPIRAÇÃO CELULAR  Cada molécula de ácido pirúvico forma até 15 ATP. Assim 2 moléculas de ácido pirúvico formadas a partir da glicólise formam 30 ATP.  A teoria que explica a produção de ATP: pg 271 V1 P I cap9
  • 18.
    FONTES DE ENERGIAPARA A RESPIRAÇÃO CELULAR: GLICÍDIOS E ÁCIDOS GRAXOS  Células do sistema nervoso e hemácias utilizam glicídios.  A maior parte da energia é provenientes de lipídios.  Degradação de lipídios gera cerca de 6 vezes mais ATP que a degradação de glicídios.
  • 19.
    FERMENTAÇÃO  É oprocesso de degradação incompleta  Rendimento energético bem inferior ao da respiração aeróbica.  Comum em fungos, bactérias e nos nossos músculos  O ác. Pirúvico rebebe elétrons e H+ do NADH transformando-se em ác. lático ( fermentação lática) ou em álcool etílico – etanol ( fermentação alcoólica.  Receptores finais são molécula orgânicas (ác. Lat. ou etanol).
  • 20.