Bioenergética: Estudo da Energia nos Organismos

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Bioenergética
Estudo quantitativo das transduções de Energia nos 
organismos e também dos processos químicos 
relacionados a essas transduções
Organismos necessitam de Energia para:
� Realizar trabalho
� Transdução de Energia (conversão de uma forma 
de Energia em outra
Reações químicas podem ser analisadas por:
� Termodinâmica (variação da Energia)
� Cinética (velocidade da reação)
Leis da Termodinâmica
1ª Lei: Princípio da Conservação de Energia
“Em qualquer transformação física ou química, a 
quantidade total de Energia no universo permanece 
constante, embora possa mudar a forma de Energia”
2ª Lei: Aumento do grau 
de desordem no 
Universo
“Em todos os processos 
naturais, a entropia do 
universo aumenta”
Alimentos 
ingeridos
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Cabeça da
MIOSINA
Filamento de ACTINA 
A quebra do ATP em ADP + Pi
fornece energia para a contração 
muscular
Ribose - Adenina
ATP
Variação da Energia 
Livre (∆∆∆∆G):
Espontaneidade
A B
Se A B (∆∆∆∆G=negativo)
Se B A (∆∆∆∆G=positivo)
Quando Keq << 1 Energia do Produto 
>> Energia do 
Substrato 
∆∆∆∆G0’ > 0
(reação não acontece 
espontaneamente)
Quando Keq >> 1 Energia do Produto 
<< Energia do 
Substrato
∆∆∆∆G0’ < 0
(reação espontânea)
∆G 0’ = - 2,3 R.T. log Keq
R = 8,31 J/mol.K e T = 298 K
Na reação: A ⇔⇔⇔⇔ B
]A[
]B[Keq =
TRABALHO MECÂNICO:
(exemplos de ∆∆∆∆G positivo e ∆∆∆∆G negativo)
exergônicaendergônica
Reações com ∆∆∆∆G positivo ou negativo 
Glicose + Pi →→→→ Glicose 
6-fosfato
ATP →→→→ ADP + Pi 
Glicose + ATP →→→→
Glicose 6-fosfato + ADP
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Reações ACOPLADAS permitem fazer
acontecer reações antes não espontâneas 
Reações ACOPLADAS 
� Reações com ∆∆∆∆G0’ positivos são acopladas a 
reações com ∆∆∆∆G0’ negativos;
� Pelo menos um dos produtos da 1ª reação é usado 
como reagente da 2ª reação. 
A B + C ∆G0’ = + 13 KJ/mol
C + D E ∆G0’ = - 22 KJ/mol 
A + D B + E ∆G0’ = - 9 KJ/mol
Compostos RICOS em Energia
� Utilizados em reações ACOPLADAS;
� Possuem ∆∆∆∆G0’ da reação de hidrólise negativo e 
com valor > 25 KJ/mol;
� Apresentam alta capacidade de transferir grupos 
fosfato.
Compostos Ricos em Energia ∆∆∆∆G0’ (KJ/mol)
Fosfoenolpiruvato (PEP) - 62
1,3 Bifosfoglicerato - 49
Fosfocreatina (PC) - 43
ATP - 31
FONTES DE ATP PARA O TRABALHO MUSCULAR
FONTES DE ATP PARA 
O TRABALHO MUSCULAR
1. Produção de ATP a partir de um composto rico em 
energia: FOSFOCREATINA
(Pc está presente no músculo, reação não usa oxigênio)
� Glicogênio está presente no músculo;
� Reações (11) não usam oxigênio;
� Formam-se COMPOSTOS RICOS EM ENERGIA
para produção de ATP.
FONTES DE ATP PARA 
O TRABALHO MUSCULAR
2. Produção de ATP a partir da reserva muscular de 
glicogênio: GLICÓLISE ANAERÓBICA
FONTES DE ATP PARA 
O TRABALHO MUSCULAR
2. Produção de ATP a partir de glicogênio ou lipídios: 
METABOLISMO AERÓBICO
� Reações requerem presença de oxigênio;
� Reações de ÓXIDO-REDUÇÃO produzem ATP.
Oxidação: perda de e-
Redução: ganho de e-
Reações de Óxido-Redução
� Par redox (Aox/Ared): quando um composto se oxida 
outro se reduz. 
� Potencial de óxido-redução padrão (E0): tendência 
de um par redox ganhar ou perder e-;
� Reações se processam do menor para o maior ∆E0’.
∆Eo’ = Eo’ oxidante - Eo’ redutor
∆G0’ = - n. F. ∆E0’
F = constante de Faraday = 69,5 kJ/V.mol; n = nº elétrons transferidos