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Bioquímica – Medicina Veterinária – ANCLIVEPA - @cyndigstudy 1 | P á g i n a Respiração Celular DEFINIÇÃO É um processo de oxidação – o gás oxigênio é um agente oxidante de moléculas orgânicas, fazendo com que ácidos graxos e glicídios (principalmente glicose) sejam degradados, formando CO² e H²O. Na respiração celular, a energia das moléculas orgânicas é liberada aos poucos, de forma controlada e com reações químicas ordenadas, armazenando parte dessa energia em ATP. Nosso organismo utiliza a energia armazenada nas ligações do ATP (adenosina trifosfato) para realizar processos celulares e reações químicas, em sequência, através das vias metabólicas. Essas reações podem ser classificadas como: • Metabolismo – é o conjunto de transformações sofridas por substâncias químicas (sínteses e degradação de nutrientes) no interior dos organismos vivos. • Anabolismo - síntese de compostos complexos que parte de moléculas simples, com gasto energético. • Catabolismo - quebra de macromoléculas em compostos menores, com liberação enérgica. Imagem: conhecimentocientifico.r7.com/metabolismo/ ADENOSINA-TRIFOSTATO (ATP) É formado por três fosfatos (trifosfato) e uma adenina, está ligada a uma ribose (formando adenosina) sendo que os dois últimos fosfatos dessa cadeia são de alta energia. quando hidrolisadas, ocorre a liberação de um fosfato inorgânico (Pi) para o meio ou um grupo fosfato podendo ser transferido para algum composto, formando ADP ou energia livre - assim conhecido como “moeda de troca”. Imagem: brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e- atp.htm Para que as moléculas de ATP sejam formadas, é necessário ter a união de Pi e um ADP por meio da energia gerada pela quebra de macromoléculas. Monossacaridos são convertidos (maioritariamente) no fígado, e posteriormente seguem pela via glicolítica: • Galactose em glicose-6-fosfato; • Frutose em di-hidroxiacetona fosfato e gliceraldeído 3-fosfato. É uma sequência de dez reações químicas, dividida em duas etapas (1- gasto de ATP; 2- produção de ATP) e que são catalisadas por enzimas livres no citosol - uma molécula de glicose é quebrada – catalisada por enzimas - formando duas moléculas de ácido pirúvico. FASE PRODUÇÃO Se inicia com a ativação da molécula de glicose: adição de dois fosfatos do ADP, essenciais para o processo, fazendo-a ficar instável a ponto de se quebrar em duas moléculas menores, de ácido pirúvico. O ATP gasto será recuperado durante o processo de glicólise, pois a quebra da glicose (em dois ácidos pirúvicos) é capaz de produzir quatro moléculas de ATP. Imagem retirada do livro: Biologia As etapas da glicólise são divididas em: • Fase de preparação (etapa de gasto de ATP) – ao custo de 2 moléculas de ATP, há fosforilação da glicose, sendo convertida em gliceraldeído- 3-fosfato • Fase de pagamento (etapa de produção de ATP) – ocorre a conversão (através da oxidação) do gliceraldeído-3-fosfato em piruvato, formando 4ATPs e 2NADH. Imagem:www.biomedicinaemacao.com.br/2012/04/via- glicolitica-ou-glicolise.html FASE PÓS-PRODUÇÃO Após a produção de piruvato, esta pode ter diferentes destinos no metabolismo celular: • Tecidos com disponibilidade de oxigênio – a glicólise é a primeira etapa da oxidação, sendo assim o piruvato sofrerá uma descarboxilação (perderá um carbono) originando o acetil-CoA – esse processo ocorre na mitocôndria, direcionando o acetil-CoA para o ciclo de Krebs. • Tecidos com hipoxia (restrição de oxigênio) – o piruvato se reduzirá a lactato por meio da fermentação láctica (o NDAH que foi Bioquímica – Medicina Veterinária – ANCLIVEPA - @cyndigstudy 3 | P á g i n a produzido durante a glicólise pode sofrer reoxidação, tornando-se NAD+) fazendo com que a célula consiga continuar realizando glicólise – é um processo pouco eficiente, tendo um rendimento energético inferior ao que pode ser obtido pela oxidação do piruvato completa – passando também pelo ciclo de Krebs. • Microorganismos – como leveduras, o piruvato, em condições de hipoxia, é convertido em etanol, um processo também conhecido como fermentação alcoólica. Pode ser descrito como um processo que transforma glicose em glicogênio (síntese), que ocorre no espaço virtual de todos os tecidos animais, mas é proeminente no fígado e nos músculos. As principais moléculas para síntese de novas moléculas de glicose são: • Lactato – produzido pela glicólise (nos eritrócitos ou músculos em exercício vigoroso), é transportado pela corrente sanguínea até o fígado → no citoplasma dos hepatócitos, é convertido em lactato por ação da lactato-desidrogenase; • Glicerol – produto da quebra de triacilglicerol nos adipócitos → utilizado pelo fígado para produzir glicose; • Aminoácidos – são convertidos pelo fígado em piruvato → outros intermediários da gliconeogênese também são convertidos, como a alanina e glutamina. O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os músculos quando há hipoglicemia (diminuição de açúcar no sangue), utilizando essa energia quando necessário (durante o exercício) – o armazenamento é apenas para consumo próprio. Permanece disponível no fígado até seu consumo completo em um período de 24h após a última refeição. Imagem:farmaciadiabetes2016.wordpress.com/2016/05/31 /glicogenese/ A formação do glicogênio permite que a glicose se acumule nas células, sem ocasionar o aumento da pressão osmótica dentro delas. Imagem:www.biologianet.com/biologia- celular/glicogenio.htm É o processo que faz a quebra do glicogênio (degradação), sem gasto enérgico. É armazenado no fígado – realiza a quebra quando necessário e libera na corrente sanguínea - e nos músculos – possui armazenamento próprio e realiza quebra quando entra em atividade. • Fígado – o glicogênio hepatico produz glicose e exporta pelo sangue par amanter o nível de glicemia entre as refeições e no período de jejum notirno. • Musuclos – o glicogênio muscular produz energia exclusivamente para uso da fibra muscular – sua demanda de energia ultrapassa o aporte de oxigênio. Livro: princípios de bioquímica de lehninger A quebra do glicogênio ocorre devido a entrada de um fosfato (fosforolise). apesar da glicogenólise ocorrer no citosol, a retirada do fosfato (pelo fígado) é realizada no reticulo endoplasmático liso. O fígado é capas de controlar a glicemia por possuir a glicose-6- fosfatase – já o musculo não possui essa enzima portanto não realiza esse processo. REFERENCIAS Material utilizado em aula; Livro NELSON, David. L.; COX, Michael. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Grupo A, 2018. Ferrier, D. R. Bioquímica Ilustrada (7th edição). Grupo A.
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