aula 2 introdução ao metabolismo (1)

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Bioquímica
Introdução ao metabolismo: aerobiose e 
anaerobiose, anabolismo e catabolismo
Agente regulador do metabolismo: controle 
hormonal
Professora Claudia
Conceitos
• Moléculas: união de 2 ou mais átomos. (ex: O2, H2O)
• Substância química simples: Uma substância é classificada
como simples quando sua molécula é formada por um
único tipo de elemento, independentemente do número de
átomos que possui. ( ex: O2 – gás oxigênio).
• Substâncias compostas: cujas moléculas são formadas por
dois ou mais elementos químicos. (ex: H2SO4 – ácido sulfúrico).
• Substâncias puras: formadas por moléculas de apenas 1
tipo. (ex: H2O – água).
• Misturas: Composta por moléculas de substâncias
diferentes. Ex: ar atmosférico ( O2 – gás oxigênio, N2 – gás
nitrogênio, H2O – vapor de água, CO2 – gás carbônico, He -
hélio , Ne -neônio , Ar - Argônio, Kr – criptônio , Xe xenônio
e outros.
Composição Química
• Os organismos vivos são em cerca de 98% compostos
por alguns elementos químicos principais:
• Carbono (C)
• Hidrogênio (H)
• Oxigênio (O)
• Nitrogênio (N)
• Fosforo (P)
• Enxofre (S)
• Os compostos químicos podem ser representados
quimicamente por fórmulas químicas e fórmulas
estruturais.
• Reações químicas: São processos que provocam mudanças na
estrutura da matéria, ou seja, transformam uma ou mais substâncias
(reagentes) em outras (produtos).
• As reações químicas quase sempre estão envolvidas com ganho ou
perda de energia. A forma de energia mais conhecida é o calor. Estas
reações podem ser classificadas em:
• Reações endotérmicas: que absorvem calor. Ex: fotossíntese,
cozimento.
• Reações exotérmicas: que liberam calor. Ex: combustão.
Conceitos Básicos
C = carbono
O = oxigênio
CO2= gás 
carbônico
Representação química - exemplo
Glicose : 
A) Fórmula molecular: C6H12O6
B) Fórmula estrutural plana
(também conhecida como fórmula de Fisher)
c) Fórmula
estrutural 
cíclica
(C6H12O6)
(C6H12O6)
(também conhecida 
como fórmula de Haworth)
• Homeostase: manutenção do equilíbrio fisiológico.
• Metabolismo: Conjunto de transformações que as
sustâncias químicas sofrem no interior dos organismos
vivos.
• Vias metabólicas: sequência de reações mediadas por
enzimas e cofatores, que asseguram a manutenção do
metabolismo. Divididas em vias anabólicas (construção) e
vias catabólicas (quebra).
• Enzimas: são proteínas específicas que catalisam
(aceleram) uma reação.
• ATP: Adenosina trifosfato – principal substrato energético
do organismo.
• Biomoléculas: moléculas provenientes de seres vivos e
utilizadas no processo de manutenção da vida: Ex:
carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas.
Conceitos Básicos
Características dos seres vivos
• Metabolismo
• Sensibilidade
• Composição 
Química
• Crescimento
• Reprodução
Características dos seres vivos
• Para poder sobreviver os organismos vivos necessitam
de abastecer-se de substâncias com as quais obtêm
energia e materiais para o reparo de seu desgaste e
suprimento de suas diversas necessidades
(crescimento, reprodução, reposição celular, produção
hormonal, manutenção de atividades orgânicas, etc...).
• Para suprir as necessidades orgânicas, os organismos
realizam o metabolismo energético.
• Os organismos obtém energia de nutrientes,
armazenam energia em forma de ATP (adenosina
trifosfato).
Metabolismo
• Metabolismo palavra de origem grega (metabole) que
significa: mudança, transformação.
• Metabolismo: Conjunto de transformações que as
sustâncias químicas sofrem no interior dos organismos
vivos.
• Metabolismo celular: Conjunto de todas as reações
químicas que ocorrem dentro das células.
• Estas reações são responsáveis pelos processos de
síntese e degradação de nutrientes dentro das células,
o que irá assegurar seu crescimento, manutenção e
divisão.
• As reações químicas que ocorrem dentro dos
organismos são aceleradas por enzimas. Enzimas são
proteínas específicas que catalisam as reações.
Processos aeróbicos e anaeróbicos
• Anaeróbicos: organismos vivos que realizam os
processos de obtenção de energia sem a utilização de
oxigênio (O2). Ex: fermentação.
• O processo de fermentação pode ser: alcóolica com
moléculas de álcool + energia (ATP) como produto
final, e láctica com moléculas de ácido láctico + energia
(ATP) como produto final.
• Aeróbicos: organismos vivos que realizam os processos
de obtenção de energia com gasto de oxigênio (O2). Ex:
respiração.
• O processo de respiração aeróbica tem como produto
final o gás carbônico (CO2)+ água (H2O) + energia (ATP).
• A respiração aeróbica envolve algumas etapas como:
glicólise, ciclo de krebs e cadeia respiratória.
Anabolismo e Catabolismo
• Anabolismo: vias de síntese, construção de
novas moléculas e produtos de armazenamento.
Para que estas reações ocorram é necessário
energia.
• Catabolismo: Vias de degradação, “quebra” de
substâncias complexas em substâncias mais
simples, estas reações liberam grande
quantidade de energia livre (em forma de ATP =
adenosina trifosfato).
• As vias de catabolismo e anabolismo muitas vezes
estão interligadas para o aproveitamento da
energia utilizada pela célula. A energia liberada
pelo catabolismo pode ser utilizada nas vias
anabólicas.
• Tanto as reações anabólicas como as catabólicas
ocorrem na presença de enzimas. As enzimas não
se alteram com o processo, são reutilizadas.
Anabolismo e Catabolismo
• Catabolismo maior que 
anabolismo = perda de 
peso
• (uso das reservas 
orgânicas)
• Anabolismo maior que
catabolismo = ganho de
peso
• (armazenamento –
formação de reservas
orgânicas)
HOMEOSTASE: taxa de catabolismo = taxa de anabolismo
Mapa metabólico
• Mapa metabólico: São sequências de reações
químicas divididas em vias de síntese (anabólicas) ou
vias de degradação (catabólicas).
Alimentos fornecedores
de energia:
. Carboidratos (açucares)
. Lipídios (gorduras)
. Proteínas (aminoácidos)
catabolismo
Energia 
(ATP)
Produtos de excreção:
CO2, H2O, Uréia
Moléculas 
precursoras:
. Açucares (glicose)
. Aminoácidos
anabolismo
Produtos de armazenamento, 
substratos energéticos:
Glicogênio, proteínas
Estágios do catabolismo
Estágio I: alimentos dentro do
organismo, são digeridos e
degradados em macromoléculas
Estágio II: As macromoléculas
são levadas para dentro das
células e degradadas em produtos
ainda menores (exemplo:
acetil-CoA)
Estágio III: Dentro das
mitocôndrias, o ciclo de Krebs
(processo bioquímico de oxidação)
forma produtos finais de
degradação (CO2 e H2O), formação
de ATP.
Energia (ATP)
CO2
H2O
Necessidades metabólicas
• Para manter as atividades normais do
organismo é necessário energia (ATP),
provenientes da alimentação (carboidratos,
lipídios, aminoácidos).
• O principal substrato energético para o
organismo é a glicose. E o organismo possui
estratégias para manter o fornecimento de
glicose adequado para o seu metabolismo.
Estratégias para o controle da 
glicemia 
• Glicogênese: Processo onde as células armazenam
glicose em forma de glicogênio.
• Glicogenólise: Processo onde a célula degrada o
glicogênio para usar a glicose armazenada.
• Gliconeogênese: Processo feito apenas pelo
fígado e medula renal onde na falta de glicose livre
ou armazenada, ocorre conversão de outros
substratos (lipídios e aminoácidos) em glicose.
Pâncreas e a taxa de metabolismo
• O Pâncreas secreta 2 importantes hormônios que
são fundamentais na regulação normal do
metabolismo energético.
• Estes hormônios são a INSULINA e o GLUCAGON.
• Estes hormônios controlam a taxa de glicose no
sangue.
• A Insulina diminui a taxa de glicose do sangue
(hormônio hipoglicemiante)
• O glucagon aumenta a taxa de glicose no sangue
(hormônio hiperglicemiante)
Conclusões
• Metabolismo: Conjunto de transformações que as
sustâncias químicas sofrem no interior dos organismos,
através de processos de anabolismo e catabolismo, por
vias aeróbicas e anaeróbicas. gerando energia (ATP) e
que são catalisadas por enzimas específicas.
• O principal substrato metabólico do organismo é a
glicose. E para assegurarseu aporte, o organismo
possui estratégias de manutenção como: glicogênese,
glicólise e gliconeogênese.
• Dois hormônios são importantes para assegurar estes
processos: a insulina e o glucagon.
Questões
1) Porque os organismos realizam processos
metabólicos?
2) Qual o principal substrato energético dos
organismos vivos?
3) Como é armazenada a energia obtida através
do metabolismo celular?
4) Por que a maioria dos microrganismos
realizam a fermentação para obter energia?