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METABOLISMO Prof.ª CRISTIANE A. M. NASSIF CONCEITO DE METABOLISMO Conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior de organismos vivos; PARA QUE SERVE O METABOLISMO Permite uma célula ou sistema transformar os alimentos em energia, que será utilizada pelas células para que as mesmas se multipliquem, cresçam, movimentem-se. Necessário para realizarmos nossas atividades diárias Funções do Metabolismo • Obter energia a partir da oxidação de compostos orgânicos (carboidratos, lipídios e proteínas) • Converter moléculas dos nutrientes e da célula em precursores de macromoléculas • Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com necessidade celular • Síntese de moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas mais simples. Função do metabolismo Obter energia a partir da oxidação de compostos orgânicos (carboidratos, lipídios e proteínas) Síntese de moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas mais simples. POR QUE PRECISAMOS DE REAÇÕES QIUÍMICAS? • Energia • Crescimento • Manutenção de estrutura • Reprodução • ...... TODOS ESSES PROCESSOS REQUEREM REAÇÕES METABÓLICAS! METABOLISMO • Em última análise, nada mais é do que uma maneira de transformar as substâncias obtidas do meio nas substâncias que o organismo necessita para a sua sobrevivência, conforme as necessidades do mesmo. • No entanto transformar uma coisa em outra nem sempre é simples! Conjunto de vias metabólicas foram agrupadas em um esquema onde se pode ver as sequencias e as interações entre as diversas vias que ocorrem nas células MAPA METABÓLICO O QUE É UMA VIA METABÓLICA? Uma sequência de reações químicas que transforma um substrato em um produto final O QUE É UMA VIA METABÓLICA? Uma sequência de reações químicas que transforma um substrato em um produto final O QUE É UMA VIA METABÓLICA? Glicose Piruvato ORGANIZAÇÃO EM VIAS METABÓLICAS As vias consistem numa sequência de passos catalisados por enzimas Enzimas podem encontrar-se separadas ou formar complexos multienzimáticos ou formar sistema associados a membranas. TIPOS DE VIAS METABÓLICAS TIPOS DE VIAS METABÓLICAS • Processo pelo qual a glicose é oxidada à CO2 e H2O na presença de oxigênio. Degradação total da glicose. • Rendimento 30 ou 32 ATPs por molécula de glicose oxidada. Equação Geral da Respiração celular: RESPIRAÇÃO CELULAR PRINCIPAIS ENZIMAS DIGESTIVAS HUMANAS SUCO DIGESTÓRIO ENZIMAS pH ótimo Substrato Produtos Saliva Quimiotripsina Alcalino Proteínas e peptonas Oligopeptídios Suco gástrico Pepsina Ácido Proteínas Peptonas Renina Ácido Caseína solúvel Caseína insolúvel Suco pancreático Quimotripsina Alcalino Proteínas e peptonas Oligopeptídios Amilopsina Alcalino Polissacarídeos Maltose e glicose Rnase (ribonuclease) Alcalino RNA Nucleotídeos Dnase (desoxirribonuclease) Alcalino DNA Nucleotídeos Lipase Alcalino Lipídios Ácidos graxos e glicerol Suco entérico Carboxipeptidase Alcalino Oligopeptídios Aminoácidos Aminopeptidase Alcalino Oligopeptídios Aminoácidos Dipeptidase Alcalino Dipeptídios Aminoácidos Maltase Alcalino Maltose Glicose Sacarase Alcalino Sacarose Glicose e frutose Lactase Alcalino Lactose Glicose e galactose Metabolismo também é: O processo através dos quais as células capturam energia de outras células (vizinhas) e convertem nutrientes em blocos construtores para a síntese de macromoléculas. Ex.: Polissacarídeos É simplificado por 2 fatores: • Exibe somente variações dentro de células de uma mesma espécie • Os processo metabólicos são acoplados apo longo de reações essenciais que podem ser organizadas em vias. Ex.: Glicólise • Assim como o comércio é facilitado pela utilização de uma moeda corrente (dinheiro), também o comércio da célula – metabolismo – é facilitado pelo uso de uma moeda corrente de energia, adenosina trifosfato ATP • Parte da energia da degradação (oxidação) dos compostos orgânicos (glicose, ácidos graxos, aminoácidos) é armazenada na molécula de ATP. METABOLISMO ATP • A ligação entre os fosfatos é uma ligação que armazena grande quantidade de energia • Quando essa ligação é desfeita, a energia que está nessa ligação é usada para impulsionar processos biológicos que requerem energia. Exemplo: Bomba de sódio e potássio, contração muscular. E a síntese de ATP? Como ocorre? Precisa de energia? • A reação de síntese de ATP é uma reação química de Fosforilação, que consiste em ligar um grupo fosfato ao ADP, produzindo ATP. • A energia para fosforilar o ADP vem da oxidação de substratos energéticos. Fosforilar: ligar um grupo fosfato nessa molécula. Produzir ATP é uma reação de fosforilação Divisão do Metabolismo Podemos dividir as vias metabólicas em duas classes amplas: 1) As que convertem energia para formas biologicamente utilizáveis (Catabolismo) 2) E as que necessitam de energia para ocorrer (Anabolismo) Nutrientes Ricos em Energia Macromoléculas Nutrientes Ricos em energia Catabolismo Macromoléculas Anabolismo Moléculas Precursoras Produtos Pobres em Energia ADP NAD FAD ATP NADH FADH2 Energia Química RELAÇÃO CATABOLISMO / ANABOLISMO • Quando o catabolismo supera o anabolismo perda de massa (jejum / doença) • Quando o anabolismo supera o catabolismo ganho de massa Catabolismo = anabolismo HOMEOSTASE CATABOLISMO: • Degradação de compostos orgânicos de alto peso molecular em moléculas + simples • Produção de Energia na forma de ATP • Reações de oxidação de compostos orgânicos perda de elétrons (átomos de hidrogênio) Conjunto de reações de DEGRADAÇÃO de biomacromoléculas RESPIRAÇÃO CELULAR • A respiração pode ser dividida em quatro fases: • Glicólise anaeróbica ocorre no citoplasma • Oxidação do piruvato (formação de acetil-CoA matriz mitocondrial • Ciclo de Krebs matriz mitocondrial • Cadeia Respiratória membrana mitocondrial interna RESPIRAÇÃO CELULAR