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Energia e metabolismoMOOC

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ENERGIA E METABOLISMO 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
Você já parou para pensar que as moléculas e estruturas celulares que você tem 
hoje são diferentes das que você tinha na semana passada? Como a composição do 
nosso corpo está sempre sendo renovada, as moléculas sofrem modificação contínua, 
uma vez que podem estar sendo degradadas ou sintetizadas neste exato momento. Para 
isso, ocorrem milhares de reações químicas a cada instante. 
 
As reações químicas são interações entre as substâncias que compõem o nosso 
corpo. Damos o nome de metabolismo (significa mudança) ao conjunto de reações 
químicas necessárias para a renovação celular, manutenção da estrutura e função das 
células, além daquelas envolvidas diretamente com a aquisição, transformação, 
armazenamento e utilização da energia. 
 
Todos sabemos que as células e os organismos precisam de energia para 
sobreviver. Mas quais os processos celulares que precisam de energia? A energia é 
necessária principalmente para a síntese de moléculas e para a execução de 
movimento, tanto a contração muscular, movendo partes do corpo, quanto o 
movimento de substâncias através de membranas contra gradiente, ou de partes da 
célula como os cílios ou flagelos. 
Assim, todos os processos que não forem favoráveis energeticamente precisarão 
de alguma forma de energia para ocorrer. 
Mas você sabe quando um processo é favorável energeticamente, sendo 
chamado de espontâneo? 
 
Para entendermos isso, vamos começar revisando alguns conceitos importantes. 
O que é energia? 
 Energia é a capacidade de um sistema de realizar trabalho; e trabalho é o que 
acontece quando uma força é aplicada a um objeto ao longo de uma distância. 
 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
Você lembra? 
Trabalho = força x deslocamento, e é dado em Newtons x metro (Joule). 
 
Trabalho e energia são grandezas afins e às vezes se confundem, sendo que a 
energia também é medida em joules ou calorias 
 
Trabalho realizado = energia transferida 
 
Adaptando ao trabalho que ocorre nos organismos vivos, essa força necessária 
para realizar trabalho pode se apresentar como força gravitacional, elétrica, química ou 
mecânica. Em outras palavras, a força fornece energia para que uma massa realize 
trabalho. Ou seja, uma força motriz gerando trabalho. Nos sistemas biológicos, vamos 
falar principalmente de trabalho químico, mecânico ou elétrico. 
 
Trabalho e energia dependem de dois fatores: 
a intensidade, que representa a variação do potencial (a força) e 
a capacidade (quantidade), que mede a quantidade de matéria deslocada. 
 
Falando de outra forma, 
o trabalho se realiza espontaneamente quando ocorre no sentido do gradiente de 
potencial e da desordem (entropia). 
 
A entropia trata da organização ou ordem de um sistema (segunda lei da 
termodinâmica). Quanto maior a entropia maior a desordem de um sistema, menor o 
grau de organização. 
 
Os processos espontâneos convertem ordem em desordem. Por isso, para 
aumentar a organização de um sistema, precisamos adicionar energia. 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
O gradiente de potencial é a diferença entre o potencial inicial e o final. Isso 
pode se referir a uma diferença de cargas (potencial elétrico), de posição (potencial 
mecânico) ou de energia livre (potencial químico). Já a capacidade seria a quantidade, 
seja de cargas, de massa ou de matéria envolvidas. 
 
 Guarde o que significa gradiente: medida da variação de uma grandeza em uma 
determinada direção. Você vai usar esta palavra muitas vezes na fisiologia, sempre que 
estiver se referindo à diferença de uma variável entre dois pontos. 
 
 Por exemplo, uma bola colocada no alto vai sofrer a ação da gravidade, tendo o 
potencial de cair. A altura onde está a bola será proporcional à energia potencial 
gravitacional para que ela caia, que é o potencial mecânico devido à sua posição 
(diferença de posição, alto versus baixo). Já a capacidade é dada pela massa, quantidade 
de matéria da bola. O mesmo vale para um gradiente de concentração: o potencial 
químico é dado pela energia livre (ou gradiente de energia entre reagentes e produto) 
e a capacidade é a quantidade de moléculas envolvidas. Para um gradiente elétrico, 
também teremos a diferença de cargas entre um ponto e outro, determinando o 
potencial elétrico, e a capacidade é dada pela quantidade de cargas envolvidas. 
Questão para pesquisar e pensar: 
Por que se usa a palavra potencial? O que significa? 
 
Vamos abordar aqui apenas o trabalho químico e a energia envolvida nas 
reações químicas, que é o tema principal deste capítulo. 
 A energia armazenada (potencial) nas ligações das moléculas é chamada de 
energia livre. Por isso, moléculas complexas, em geral grandes e com muitas ligações 
químicas, como o glicogênio, são bons para estocar energia, pois possuem muito mais 
energia livre que as moléculas mais simples. Assim, as reações de degradação de 
macromoléculas, que ocorrem na etapa de catabolismo do metabolismo energético, 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
liberam energia. Por outro lado, sintetizar macromoléculas, nas reações anabólicas, 
requer energia (Figura 1). 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Reações de síntese, anabólicas, consomem energia e as catabólicas liberam energia. 
 
Nas reações químicas, há uma alteração nas ligações químicas entre as 
moléculas, de modo que os reagentes se transformam nos produtos. Haverá ruptura de 
algumas ligações e a formação de outras. Se elas liberam energia nesse processo, a 
reação é exergônica e se consumir energia é endergônica (Figura 2). 
 
Figura 2. A energia livre de reagentes e produtos determina se a reação é exergônica (esquerda) 
ou endergônica (direita). 
 
O que determina isso é a energia livre. Se os reagentes possuem mais energia 
livre que os produtos a reação vai liberar energia, que pode ser usada para produzir 
trabalho, ser armazenada como energia potencial (um gradiente de concentração por 
exemplo), ser captada por outra molécula e liberar calor. Se os reagentes tiverem menos 
energia livre que os produtos, vai ser necessária a adição de energia para que essa 
reação ocorra. 
 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
A variação da energia interna de um sistema é igual à soma do trabalho realizado 
com o calor liberado ou absorvido. Então, a energia liberada na reação aparece como 
calor. Assim, todas as reações químicas envolvem troca de calor. As que liberam calor 
são chamadas de exotérmicas e as que absorvem calor são endotérmicas. A variação do 
calor nas reações é descrita como variação da entalpia= ΔH (Figura 3). 
 
O calor é gerado pelo movimento aleatório molecular e é medido em calorias 
(1 cal= calor necessário para aumentar 1°C em 1 g de água). 
 
 
Figura 3. Variação da entalpia. 
 
Sabendo esses conceitos iniciais, vamos conhecer um pouco mais sobre as 
reações químicas, a formação de produtos a partir de reagentes. 
 
REAGENTES → PRODUTOS 
 
Quais fatores são importantes para determinar a velocidade dessas reações? 
 
A quantidade dos reagentes, a energia de ativação, a temperatura e a presença 
de um catalisador são fatores importantes para determinar a velocidade da reação. A 
velocidade da reação será maior se tivermos maior concentração dos reagentes, menor 
energia de ativação, temperatura mais alta e a presença de um catalisador. 
Os outros fatores todos conhecem, mas o que é energia de ativação? É a energianecessária para que a reação ocorra, para que algumas ligações químicas se rompam e 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
outras se formem. Essa energia é obtida quando as moléculas dos reagentes se chocam, 
então quando a temperatura é maior, aumenta o movimento aleatório das moléculas e 
a energia cinética aumenta. Logicamente, quando tivermos mais moléculas de reagente 
se movendo, a probabilidade de colidirem umas moléculas contra as outras também vai 
aumentar. 
A reação vai ocorrer se a energia das partículas envolvidas (reagentes) superar a 
energia de ativação. Por isso, as reações espontâneas são aquelas que exigem baixa 
energia de ativação. 
 
O catalisador é uma substância que interage com os reagentes alterando a 
distribuição de energia entre suas ligações químicas, o que acaba diminuindo a energia 
de ativação necessária, aumentando a velocidade das reações (Figura 4). Esse é o papel 
das enzimas, os catalisadores biológicos. Isso não é assim tão simples, mas já vamos ver 
com mais detalhes como isso acontece. 
 
Figura 4. Energia de ativação das reações com e sem ação de uma enzima. 
 
As enzimas são os catalisadores biológicos, que atuam para facilitar uma reação 
química, convertendo um reagente em produto. O reagente passa a se chamar de 
substrato. As enzimas não são alteradas nem consumidas na reação. Na grande maioria 
das vezes, as enzimas são proteínas, e possuem as propriedades relacionadas à ligação 
de uma proteína a um ligante. Aqui, o ligante é o substrato da reação, o reagente. A 
enzima apresenta especificidade e afinidade, em relação ao substrato. A ligação da 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
enzima com o substrato vai apresentar as propriedades que as proteínas apresentam 
em relação aos seus ligantes: saturação e competição. 
Questão para pesquisar e pensar: 
Revise o significado de especificidade, afinidade, saturação e competição 
 
O primeiro passo é a ligação do substrato no sítio ativo da enzima, formando um 
complexo enzima-substrato. Essa interação enzima-substrato é específica (do tipo 
chave-fechadura). Na verdade, a ligação do substrato no sítio ativo da enzima é bem 
mais complexa, mas vamos ficar com essa ideia de chave específica encaixando em sua 
fechadura para simplificar. A partir dessa ligação, o substrato sofre modificação de sua 
estrutura e se formam compostos intermediários ou de transição que precisam de 
menor energia de ativação, o que facilita a conversão ao produto final da reação (Figura 
5). A enzima permitiria um “atalho” que exige menor energia para ocorrer a reação, o 
que aumenta a velocidade da reação. 
 
 
 
Figura 5. O substrato (S) se une ao sítio ativo na enzima (E) e forma um composto intermediário 
(ES), o que vai facilitar a formação do produto (P). 
 
À medida que a reação continua, a concentração dos reagentes vai diminuindo e 
a dos produtos aumentando, até que se chegue a um equilíbrio químico: quando a 
reação ocorre nos dois sentidos, direto e inverso, na mesma proporção. Ou seja, 
reagentes formando produtos e produtos formando reagentes na mesma velocidade 
(Figura 6). 
A + B (reagentes) C + D (produtos) 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
A lei de ação das massas diz que a concentração dos componentes da reação vai 
determinar o sentido dessa reação. Se eu aumentar a oferta de reagentes, a reação 
ocorrerá no sentido direto (reagentes→ produtos) e se eu aumentar os produtos a 
reação tende a ocorrer no sentido inverso (produtos → reagentes). Porém, nem todas 
as reações são reversíveis; as reações em que não é possível reconstituir os reagentes a 
partir dos produtos são irreversíveis. 
 
 Figura 6. O equilíbrio químico ocorre quando a reação direta e a inversa ocorrem na 
mesma velocidade. 
 
As enzimas sofrem influências de outros fatores, podendo ser ativadas, inibidas 
ou moduladas. Vários fatores podem interferir na atividade enzimática. Algumas 
enzimas são sintetizadas na forma inativa, sendo denominadas de pró-enzimas ou 
zimogênios. Estas serão ativadas por proteólise. Outras enzimas necessitam de um 
cofator, como por exemplo o cálcio ou o magnésio, que são cofatores inorgânicos 
(Figura 7). Os principais cofatores orgânicos são chamados de coenzimas (muitas 
derivadas das vitaminas). 
 
Figura 7. Coenzimas e cofatores são necessários para a ação enzimática (Fonte: 
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=53712871) 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
Outros dois importantes fatores podem influenciar a atividade enzimática: a 
temperatura e o pH. Temperatura muito alta e pH muito baixo podem desnaturar, 
alterar a estrutura da enzima. Por isso, o ideal é que as reações ocorram em temperatura 
suficiente (ótima) para manter a taxa da reação, sem que altere a funcionalidade da 
enzima. Além disso, cada enzima funciona em um determinado intervalo de pH, e se as 
alterações no pH fugirem dessa faixa de pH ideal, isso pode dificultar a ligação da enzima 
ao substrato e prejudicar a ação da enzima. 
 
Além dos controles localizados, os responsáveis por controlar a atuação das 
enzimas são os hormônios. Eles são os gestores, enviam o sinal ordenando que as 
enzimas façam o que é necessário, pois elas são “operárias” do metabolismo. Eles 
podem alterar a síntese e a atividade das enzimas. Com isso, podem regular as taxas 
metabólicas do organismo por meio da otimização das reações bioquímicas. 
 
As enzimas estão envolvidas em muitos processos fisiológicos que garantem o 
bom funcionamento do organismo, o que chamamos de homeostase. Muitos desses 
processos precisam de energia. E o metabolismo, incluindo inúmeras reações químicas, 
administra o fluxo de energia em diferentes rotas metabólicas. 
 
Uma via ou rota metabólica é uma sequência, uma série de reações consecutivas 
que catalisam determinada conversão de substratos em produtos, com várias etapas 
intermediárias (Figura 8). 
 
Figura 8. Uma rota metabólica envolve várias reações enzimáticas em sequência. 
 
 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
Todas as reações químicas envolvem energia e matéria, por isso obedecem às 
leis da termodinâmica. A primeira lei é a mais famosa e diz que a energia é conservada, 
ou seja, não é criada nem destruída. Então, o que ocorre é a conversão de um tipo de 
energia em outro. Embora sempre se fale em consumo e produção de energia, na 
verdade ela está sendo transformada ou transferida para outra forma de energia, 
enquanto produz trabalho. 
 
Mas de onde vem a energia que precisamos usar? E como a transformamos? 
 
O ecossistema onde vivemos promove um circuito, um fluxo de energia. De 
modo simplificado, podemos dizer que a energia radiante do sol é capturada pelas 
plantas, que fazem fotossíntese e armazenam energia nas ligações químicas das 
biomoléculas que sintetizam. Essas moléculas, como a glicose, vão constituir os 
alimentos dos animais, os quais não podem obter energia diretamente do sol ou a partir 
de matéria inorgânica, como as plantas fazem. Observe na Figura 9, que também há um 
fluxo de O2 e CO2 entre animais e vegetais, sendo que o O2 que os animais precisam é 
proveniente do metabolismo vegetal e o CO2, produzido no metabolismo animal, é 
captado e usado pelos vegetais (Figura 9). 
 
 
Figura 9. Fluxo de nutrientes e energia entre animais e vegetais.ENERGIA E METABOLISMO 
Os animais vão usar essa energia obtida das biomoléculas para a manutenção 
dos seus processos celulares, liberando calor e produzindo trabalho. O excesso de 
energia é armazenado em ligações químicas, das quais pode ser resgatada quando 
necessário. O glicogênio e os lipídios são as principais formas de estoque de energia. Os 
organismos vivos são sistemas abertos, ou seja, trocam energia e matéria com o meio 
externo. Então, eles consomem nutrientes, geram trabalho e calor e liberam 
subprodutos (Figura 10). 
 
 
Figura 10. Metabolismo celular e fluxo de nutrientes para a produção de energia. (Fonte: 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Metabolismo_celula_eucarionte.png) 
 
Apesar da energia poder assumir diversas formas, como por exemplo, tomar a 
forma de calor, luz, energia elétrica, química e mecânica, todas as formas de energia 
podem se apresentar como energia cinética ou energia potencial. E ambas podem se 
converter uma na outra. 
Como vimos, a maior fonte de energia dos animais são os alimentos. As ligações 
químicas das moléculas contidas nos alimentos armazenam energia, que podemos 
chamar de energia química. 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
A energia armazenada, seja química, elétrica ou mecânica, pode ser chamada 
também de energia potencial. O exemplo mais fácil de entender é pensar na força da 
gravidade agindo sobre um objeto posicionado a uma determinada altura. O objeto tem 
energia potencial gravitacional, o que significa que tem potencial de realizar trabalho 
devido à sua posição em um campo gravitacional. Em outras palavras, ele pode cair. 
Quando cair, e se deslocar até o chão, a energia passa a ser cinética, porque agora houve 
movimento. Veja o exemplo do skatista. A lógica é a mesma. Quando ele está em 
movimento a energia é cinética e quando ele para no topo, a energia se torna potencial 
(Figura 11). 
 
Figura 11. Energia cinética e energia potencial se convertem uma na outra 
 
Quando o arqueiro puxa a flecha, ela adquire energia potencial e quando ele 
solta e a flecha se desloca em direção ao alvo, a energia passa a ser cinética. O mesmo 
acontece quando se puxa uma mola, usando sua energia potencial elástica. A energia 
potencial também pode ser elétrica, quando se refere à posição de cargas elétricas e 
suas interações. Se houver movimento das cargas, então a energia se torna cinética. 
 
É importante saber que uma energia pode ser convertida na outra em questão 
de segundos, como por exemplo: numa etapa do processo de respiração celular temos 
prótons (H+) acumulados no espaço entre as membranas da mitocôndria, ocorrendo 
uma grande concentração destes prótons, assim contendo uma grande energia 
potencial. No momento em que o H+ inicia o seu movimento para atravessar a 
membrana em razão do gradiente de concentração, a energia passa a ser cinética. 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
Temos aqui um processo no qual a energia potencial foi convertida em cinética, 
mas o contrário também acontece. Então, a energia cinética pode ser convertida em 
energia potencial, e vice-versa. Para que a energia potencial possa de fato realizar 
trabalho, ela deve primeiramente ser convertida em energia cinética. No entanto, essa 
conversão de energia nunca é 100% eficiente, e uma parte da energia se perde no 
processo de conversão, se transformando geralmente em calor. 
 
Como vimos no início deste texto, o metabolismo inclui o conjunto de reações 
químicas necessárias para a manutenção da estrutura e função das células, além 
daquelas envolvidas diretamente com a aquisição, armazenamento e utilização da 
energia. 
Automaticamente, fazemos uma associação entre energia e ATP (Figura 12). 
 
Figura 12. Molécula de ATP (Fonte: https://pixabay.com/pt/illustrations/mol%C3%A9cula-
nucleot%C3%ADdeo-atp-8601/). 
 
Já sabemos que a energia no nosso corpo vem dos alimentos, especialmente da 
glicose e lipídios. Porém, a hidrólise desses nutrientes gera uma carga de energia muito 
grande para o uso imediato pela célula e poderia causar um grande desperdício 
energético. Então, os nutrientes são metabolizados para que seja produzido ATP. Os 
nutrientes seriam o dinheiro aplicado no banco. E o ATP atua como se fosse uma moeda 
de pequeno valor, atendendo as necessidades energéticas da célula sem perda 
significativa de energia. 
 
 Imagina se você fosse carregar o celular em uma linha de alta tensão! 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
Outra vantagem do uso do ATP é a rapidez com que ele é hidrolisado e fornece 
energia para os processos celulares, agindo como “pronta entrega” de energia para 
consumo imediato, a qualquer momento da célula. 
 
O ATP é um nucleotídeo chamado de trifosfato de adenosina, que contém duas 
ligações fosfodiéster, entre os grupos fosfato (Figuras 13 e 14), as quais são chamadas 
de ligações de alta energia, porque quando ocorre a ruptura dessas ligações, devido à 
hidrólise do ATP, a energia é liberada imediatamente (Figura 15). 
 
 
Figura 13. Estrutura do ATP. Nucleotídeo formado por uma ribose, uma adenina e três fosfatos. 
Observe as ligações de alta energia entre os fosfatos. 
 
 
Figura 14. Estrutura do ATP. 
 (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ATP_chemical_structure.png) 
 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
Figura 15. O ATP libera energia ao ser convertido em ADP + Pi. (Fonte: 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Adenosin_difosfato_reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmi
ca.svg) 
 
Há outras moléculas que estocam energia, chamadas também de moléculas de 
alta energia, como a fosfocreatina e a acetil-CoA (Figura 16). 
 
 
 
 Creatina Fosfocreatina 
 
Figura 16. A creatina é fosforilada, por meio da enzima creatina cinase, formando fosfocreatina 
que libera energia quando hidrolisada, contribuindo para a ressíntese de ATP. 
 
 
A energia derivada da clivagem (“quebra”) das biomoléculas como carboidratos, 
lipídeos e proteínas é utilizada para converter a adenosina difosfato (ADP) em adenosina 
trifosfato, por meio de processos de oxidação (Figura 17). 
 
Figura 17. O ATP pode ser reconstituído com a adição de energia ao ADP + Pi. 
 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Adenosin_difosfato_reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica.svg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Adenosin_difosfato_reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica.svg
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
 
O ATP é muito versátil e participa de inúmeras reações, inclusive conectando 
reações catabólicas e anabólicas, transferindo energia entre elas. 
Estes processos metabólicos promovem a conversão de energia nas células. De 
forma simplificada, temos basicamente três grandes processos metabólicos, nos quais 
os organismos obtêm energia para realizar as mais diversas atividades: Glicólise, Ciclo 
de Krebs (ciclo do ácido cítrico) e Fosforilação Oxidativa (Figura 18). Observe na figura 
que a fosforilação oxidativa é a etapa que produz mais ATP e que todos os nutrientes, 
lipídios, proteínas e carboidratos, contribuem para as vias produtoras de energia (Figura 
19). 
 
Figura 18. Processo integrado para obtenção de energia. 
 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMOFigura 19. A acetilcoenzima A representa um elo importante entre as diferentes vias 
metabólicas (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Catabolismo.png) 
 
 
Algumas etapas do metabolismo podem ocorrer sem aporte de oxigênio, as rotas 
anaeróbias, e outras precisam de oxigênio, as aeróbias. O metabolismo anaeróbio é 
mais rápido do que o metabolismo aeróbio, porém seu rendimento na produção de 
energia é menor. A glicólise é anaeróbia e ocorre no citosol, enquanto o ciclo de Krebs 
e a fosforilação oxidativa ocorrem nas mitocôndrias e precisam de oxigênio para 
ocorrer. 
 
Os carboidratos são a fonte primordial utilizada para formação de ATP; embora 
não seja a mais poderosa, é a mais utilizada por ser mais simples e rápida sua conversão. 
A oxidação de lipídeos produz mais moléculas de ATP, porém gera produtos não 
desejáveis no organismo, como corpos cetônicos. 
 
Para liberar energia da molécula de glicose, um processo chamado de glicólise 
(lise da glicose) tem que ser iniciado, sendo que a molécula de glicose é oxidada e 
convertida em duas moléculas de piruvato ou ácido pirúvico. Também são produzidas 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Catabolismo.png
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
duas moléculas de ATP e duas de NADH+ + H+, cuja utilização será importante na 
conversão de piruvato em lactato ou etanol (citosol) e dentro da mitocôndria fazendo 
parte da cadeia de transporte de elétrons para obtenção de ATP (Figuras 20 e 21). 
 
 
Figura 20. A glicólise produz piruvato, ATP e coenzima NADH e H. 
 
Quando a condição é aeróbia o piruvato da origem à acetil coenzima A, que entra 
no ciclo de Krebs. Não havendo oxigênio, o piruvato é convertido a lactato. 
 
Figura 21. A glicólise produz piruvato, ATP e coenzima NADH e H. 
 
A segunda etapa ocorre com o ciclo de Krebs, em que duas moléculas de ácido 
pirúvico reagem com a coenzima A produzindo duas moléculas de acetil-CoA e duas 
moléculas de CO2. Os átomos de hidrogênio liberados são capturados pelas coenzimas 
NAD e FAD. A coenzima A pode ser produzida também a partir de aminoácidos e ácidos 
graxos. 
Contudo, esses processos de glicólise e ciclo de Krebs produzem pouca 
quantidade de ATP para a demanda que o organismo precisa. Grande parte do ATP é 
formado a partir da oxidação dos átomos de hidrogênio que são liberados nas etapas 
anteriores. Utilizando oxigênio, a fosforilação oxidativa termina o processo de 
respiração celular dentro das mitocôndrias. É nela que ocorre uma produção importante 
 
 
 
ENERGIA E METABOLISMO 
de energia, a maior dentre as três etapas. Aqui é realizada a transferência de elétrons a 
partir dos hidrogênios produzidos nas etapas anteriores. A água e o ATP são resultados 
das reações desta etapa. Na fosforilação, há a oxidação do NADH + H+ e do FADH2, 
transferindo seus elétrons e prótons para o último aceptor, no caso, o oxigênio. A parte 
interna da matriz mitocondrial possui uma proteína chamada de ATP sintase, que 
converte o ADP em ATP. A elevada concentração de íons hidrogênio na porção externa 
da membrana faz com que eles se movam para o lado menos concentrado que é o lado 
interno, e essa energia cinética do movimento dos elétrons é utilizada pela ATP sintase 
para converter o ADP em ATP, acoplando o ADP a um fosfato iônico livre (Figura 22). 
 
 
Figura 22. ATP sintase. (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ATP-Synthase.svg) 
 
Até a próxima aula! 
 
 
Esta foto de Autor desconocido está 
bajo licencia CC BY-SA 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Enderg%C3%B3nica
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/

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