ARA0009 FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA_REVISADO

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Revisão dos conteúdos para a sua avaliação – AV.
Prof. | VídeoJoão Raphael Maia
Fundamentos de Bioquímica
Os conteúdos que 
iremos abordar.
1. Bioenergética e Metabolismo de Carboidratos
Como transformar carboidratos em energia
2. Metabolismo de lipídeos
A energia vinda dos lipídeos
3. Metabolismo de aminoácidos
A integração entre os aminoácidos e as demais vias energéticas
4. Integração metabólica
Como o organismo se adapta às diferentes condições
BIOENERGÉTICA
ALIMENTAÇÃO ENERGIA
SUBSTRATOS PRODUTOS
METABOLISMO
O metabolismo é um conjunto de reações químicas que ocorrem no interior das células, que 
pode ser dividido em:
monossacarídeos polissacarídeo
aminoácidos proteínas
▪ Anabolismo: relacionado à 
construção a partir de moléculas 
simples. Também pode ser associado 
à síntese ou união. 
▪ Catabolismo: relacionado à quebra 
de macromoléculas em moléculas 
menores. 
METABOLISMO
O metabolismo é um conjunto de reações químicas que ocorrem no interior das células, que 
pode ser dividido em:
monossacarídeospolissacarídeo
aminoácidosproteínas
▪ Anabolismo: relacionado à 
construção a partir de moléculas 
simples. Também pode ser associado 
à síntese ou união. 
▪ Catabolismo: relacionado à quebra 
de macromoléculas em moléculas 
menores. 
METABOLISMO
PERGUNTA NORTEADORA: De onde vem a energia que favorece a realização destas atividades?
RESPOSTA:
Bioenergética
METABOLISMO
ATP – ADENOSINA TRIFOSFATO
Nossa molécula energética. Sua quebra 
promove a liberação de energia. 
3 fosfatos Adenina
Ribose
FUNÇÕES DO ATP PARA AS CÉLULAS
Armazenamento de energia 
para ser consumida 
imediatamente. 
Forma de pagamento para 
que as reações que 
demandam energia 
ocorram
METABOLISMO
ATP – Adenosina trifosfato
Nossa molécula energética. Sua quebra 
promove a liberação de energia. 
H2O (hidrólise)
3 fosfatos Adenina
ADP (adenosina difosfato) Fosfato
+
Ribose
Energia
+
BIOENERGÉTICA
Existem dois tipos principais de reações químicas:
ENDERGÔNICAS: reações que absorvem energia para ocorrer, produzindo uma molécula de ATP. 
EXERGÔNICAS: reações que liberam energia para ocorrer, mediante hidrólise do ATP. 
ADP
(adenosina difosfato)
Fosfato
+
ATP
(adenosina trifosfato)
hidrólise
Energia
+
BIOENERGÉTICA
Existem dois tipos principais de reações químicas:
ENDERGÔNICAS: reações que absorvem energia para ocorrer, produzindo uma molécula de ATP. 
EXERGÔNICAS: reações que liberam energia para ocorrer, mediante hidrólise do ATP. 
ADP
(adenosina difosfato)
Fosfato
+
ATP
(adenosina trifosfato)
fosforilação
BIOENERGÉTICA
A bioenergética também pode se dar pelo transporte de elétrons, por OXIRREDUÇÃO
REDUÇÃO: em linhas gerais, quando uma molécula ganha elétrons.
OXIDAÇÃO: em linhas gerais, quando uma molécula perde elétrons.
Energia
O transporte de elétrons nas células está relacionado à produção de energia. 
Transportadores de elétrons
BIOENERGÉTICA
Os transportadores de elétrons são indispensáveis à bioenergética. Os mais importantes na bioquímica são 
aqueles que transportam o hidrogênio e seus elétrons. São eles: 
NAD+ (Nicotinamida Adenina Dinucleótido)
FAD (Dinucleotídeo de Adenina Flavina)
Transportadores de elétrons
NAD+ NADH
FAD FADH2
Sem o H e seus elétrons Com o H e seus elétrons
(forma oxidada) (forma reduzida)
Sem o H e seus elétrons Com os H e seus elétrons
(forma oxidada) (forma reduzida)
⇌
⇌
METABOLISMO
De uma forma geral, o metabolismo é relacionado à etapas de construção e catálise, envolvendo gasto e 
ganho de energia na forma de ATP. 
RESPIRAÇÃO CELULAR
▪ Forma eficiente como as nossas células produzem energia através de reações químicas envolvendo 
compostos orgânicos. 
▪ A energia é condensada em moléculas de ATP, entre as ligações entre os fosfatos. 
CARBOIDRATOS
LIPÍDEOS
PROTEÍNAS
O
R
D
EM
 D
E U
TILIZA
Ç
Ã
O
MONOSSACARÍDEOS
ÁCIDOS GRAXOS
AMINOÁCIDOS
Polímeros Monômeros Célula
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
▪ Para extrair energia dos carboidratos, é necessário quebrar os polissacarídeos em monossacarídeos, 
sendo o principal envolvido na produção de energia a glicose. 
▪ A glicose é absorvida e entra nas células, onde será transformada em energia em três vias:
➢ GLICÓLISE
➢ CICLO DE KREBS
➢ CADEIA RESPIRATÓRIA
GLICOSE
ATP
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS: GLICÓLISE
▪ A glicose possui seis átomos de carbono (C6H12O6), e será quebrada em duas moléculas de três 
carbonos (piruvatos) através da glicólise, que ocorre no citoplasma. 
1x GLICOSE
(6C)
Outros produtos:
▪ NADH
▪ ATP
▪ H
2x PIRUVATO
(3C)
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS: GLICÓLISE
▪ O destino dos piruvato e do NADH produzidos pela glicólise é a mitocôndria, onde vão continuar a 
respiração celular através do Ciclo de Krebs e da Cadeia Respiratória. 
CITOPLASMA
• Glicólise 
MITOCÔNDRIA
• Ciclo de Krebs (matriz)
• Cadeia Respiratória (membrana interna mitocondrial)
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS: GLICÓLISE
PONTOS CRÍTICOS: 
( 1 e 3) Reações irreversíveis
(1 e 3) Quebra do ATP (consumo de 
energia) – reações exergônicas
(4) Quebra em duas moléculas
FASE PREPARATÓRIA OU FASE DE 
INVESTIMENTO
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS: GLICÓLISE
1 MOLÉCULA DE GLICOSE 2 MOLÉCULAS DE GLICERALDEÍDO-3-P
1 2 3 4
5
ATP
ADP
ATP
ADP
FASE DE INVESTIMENTO ou FASE PREPARATÓRIA– consumimos duas moléculas de ATP 
DE AGORA EM DIANTE, TUDO ESTÁ SENDO VISTO EM DOBRO 
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS: GLICÓLISE
PONTOS CRÍTICOS: 
(6) Redução do NAD+
(7 e 10) Geração de ATP – reações 
endergônicas
(10) Formação do Piruvato
FASE DE PAGAMENTO OU RECOMPENSA
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS: GLICÓLISE
1 MOLÉCULA 
DE GLICOSE
2 MOLÉCULAS DE 
GLICERALDEÍDO-3-P
1
5
ATP
ADP
ATP
ADP
2 3 4 6 7 8 9 10
2 MOLÉCULAS 
DE PIRUVATO
2 ADP
2 ATP
2 ADP
2 ATP
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS: GLICÓLISE
1 MOLÉCULA DE GLICOSE 2 MOLÉCULAS DE 
GLICERALDEÍDO-3-P
1
5
ATP
ADP
ATP
ADP
2 3 4 7 8 9 10
2 MOLÉCULAS DE PIRUVATO
2 ADP
2 ATP
2 ADP
2 ATP
FASE PREPARATÓRIA OU DE INVESTIMENTO
6
FASE DE PAGAMENTO
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS: GLICÓLISE
CONSUMIDOS DUAS 
MÓLECULAS DE ATP
PRODUZIDAS QUATRO 
MÓLECULAS DE ATP
SALDO DE DUAS 
MÓLECULAS DE ATP= - 
Tudo isso para duas 
moléculas de ATP de saldo
INTEGRAÇÃO DA GLICÓLISE COM O CICLO DE KREBS
CITOPLASMA
• Glicólise 
MITOCÔNDRIA
• Ciclo de Krebs 
• Cadeia Respiratória 
Ácido pirúvico ou piruvato
A compartimentalização é fundamental para a eficiência energética. As duas moléculas de piruvato se 
deslocam para a mitocôndria, onde acontecerá o Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico.
INTEGRAÇÃO DA GLICÓLISE COM O CICLO DE KREBS
MITOCÔNDRIA
• Ciclo de Krebs (matriz) 
• Cadeia Respiratória (membrana interna)
3C 2C
Carrega os elétrons
CICLO DE KREBS
Vamos descomplicar:
Etapa 1 – A Acetil-CoA adentra ao Ciclo de Krebs se 
conjugando ao Ácido oxaloacético, formando o Ácido 
cítrico. 
Essa etapa inicia o Ciclo do Ácido Cítrico, ou Ciclo de 
Krebs.
O ciclo de Krebs tem muitas etapas químicas, 
catalisadas por diferentes enzimas. Neste processo, 
temos como produtos:
CO2, NADH + H e ATP
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
A Acetil-CoA entra no ciclo de Krebs, 
formando moléculas maiores, e ao 
quebrá-los, obtemos mais energia. 
Saldo deste processo: 
▪ 8 moléculas de NADH
▪ 2 moléculas de FADH2
▪ 2 moléculas de ATP 
Até o momento é muito 
pouco! 2 ATP de saldo da 
glicólise e 2 ATP do CK. O que 
faremos? 
CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
MEMBRANA MITOCONDRIAL EXTERNA
Delimita a organela. 
MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA
Ancora as proteínas da cadeira transportadora de elétrons. 
MATRIZ MITOCONDRIAL
Local onde ocorre o ciclo de Krebs e outras vias que veremos adiante. 
Para melhoramento da eficiência energética, os elétrons armazenados nos cofatores NADH e FADH2 serão 
utilizados na cadeira transportadora de elétrons (e-) paraobtenção de mais energia. 
CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
ESPAÇO 
INTERMEMBRANAS
MEMBRANA 
MITOCONDRIAL 
INTERNA
MATRIZ
MITOCONDRIAL
CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
O NADH fornece seus elétrons para o complexo I. 
O FADH2 fornece seus elétrons para o complexo II.
O espaço 
intermembranar 
fica carregado 
positivamente 
com o efluxo de 
H+ vindo da 
matriz. 
A matriz 
mitocondrial fica 
carregada 
negativamente 
em razão deste 
efluxo. 
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
Os elétrons vão sendo transportados entre as proteínas da cadeia até encontrarem o 
O2, que é o aceptor final e forma a água. 
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
O excesso de H+ do lado 
de fora é atraído pelas 
cargas negativas 
internas, e traz com 
eles moléculas de Pi
Nome do 
transportador: ATP 
SINTASE
Nome do produto: ATP 
(34)
SALDO ENERGÉTICO
Para cada uma molécula de Glicose:
São produzidas dez moléculas de NADH e duas moléculas de FADH2. Sendo assim, a cadeia transportadora 
de elétrons é capaz de gerar 34 moléculas de ATP. Com as quatro moléculas produzidas nas outras etapas do 
catabolismo da glicose, temos um saldo de 38 moléculas de ATP
Glicose 2x Piruvato 
2NADH
2 ATP
Acetil-Coa
2NADH
Cadeia transportadora
6 NADH
2 FADH2
2 ATP
34 ATP
glicólise Pré-CK
38 moléculas de ATP
PARA NÃO CONFUNDIR OS CONCEITOS
▪ GLICÓLISE é o processo de quebra da glicose
▪ GLICOGÊNESE é o processo de produção de glicogênio. 
▪ GLICOGENÓLISE é o processo de quebra do glicogênio. 
▪ GLICONEOGÊNESE é o processo de produção de glicose a partir 
de moléculas que não fazem parte do grupo de carboidratos.
DICA
Desmembrar 
segundo os termos
Lise – remete à quebra.
Neo – remeta a novo. 
Gênese – remete à formação.
JÁ TENHO ENERGIA O SUFICIENTE, E AGORA?
▪ Após a alimentação, nosso metabolismo produzirá 
energia o suficiente para realização das atividades 
celulares que demandam ATP. 
▪ Entretanto, os excedentes não eliminados formarão os 
tecidos de reserva, como o glicogênio e lipídeos. 
▪ Esses complexos processos são comandados pela 
produção e liberação dos hormônios pancreáticos 
insulina e glucagon. 
▪ O consumo das nossas reservas é fundamental para 
homeostase durante o período de jejum. 
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
▪ O glicogênio é o nosso principal 
polissacarídeo de reserva. Quando temos 
quantidade suficiente de glicose em uso, o 
excedente é armazenado na forma de 
glicogênio. 
▪ Armazenado no fígado e nos músculos, 
com duração de poucas horas. 
Nosso cérebro consome apenas glicose, por esta razão, durante o período 
de sono, ocorre gasto de glicogênio para manutenção dos índices glicêmicos 
no sangue. 
GLICOGENÓLISE
(quebra do glicogênio 
para formação de 
glicoses)
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
GLICOGÊNIO
GLICOSE
GLICEROL AMINOÁCIDOS PIRUVATO
GLICOGÊNESE
(polimerização da 
glicose para formar 
glicogênio)
H
o
rm
ô
n
io
 glu
cago
n
H
o
rm
ô
n
io
 in
su
lin
a
GLICONEOGÊNESE (Outras moléculas, que não são carboidratos formando o glicogênio)
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
O glicogênio é quebrado (glicogenólise) quando a 
demanda de energia é intensa, sendo a primeira molécula 
a ser degradada nos músculos. 
Já no fígado, a glicogenólise terá como função a 
disponibilização de glicose entre as refeições.
Por não ser completa, os núcleos não degradados do glicogênio servem de base para a ressíntese, quando oportuno. 
TRIGLICERÍDEO
METABOLISMO DE LIPÍDEOS
A maior parte dos nossos lipídeos são triglicerídeos, constituídos de glicerol e ácidos graxos. 
GLICÓLISE
GLICEROL ÁCIDOS GRAXOS
Nos adipócitos:
PIRUVATO
GLICONEOGÊNESE GLICOSE
METABOLISMO DE LIPÍDEOS
Já os ácidos graxos serão transformados em energia na matriz mitocondrial, precisando acessar este local. 
Vejamos como ele entra na mitocôndria: 
A - Ácido graxo se liga a Coenzima A 
formando a Acil-CoA.
B – A coenzima A sai e a Carnitina se liga ao 
Acil, formando a Acil-Carnitina, que é capaz 
de entrar na atriz mitocondrial
C – Dentro da mitocôndria a Carnitina se 
desprende, liberando o Acil na matriz, que 
se liga novamente a coenzima A, formando 
a Acil-CoA na matriz mitocondrial. 
D – A carnitina retorna para fazer o mesmo 
processo novamente. 
A
B C
D
Beta-oxidação
METABOLISMO DE LIPÍDEOS - BETA OXIDAÇÃO
Na matriz mitocondrial, o ácido graxo irá sofrer sucessivas reações para formar moléculas de Acetil-CoA. 
A cada quatro reações sucessivas são formados uma molécula de Acetil-CoA e um outro Acil-CoA (com dois 
carbonos a menos).
Acil-CoA Acetil-CoA + novo Acil-CoA
(2C) (2 Carbonos a menos)
FADH2
Cadeia 
transportadora de 
elétronsNADH+ H+
ATP
Ciclo de Krebs
METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
Processo que se inicia na transaminação de um aminoácido, com a saída do grupo amino (NH2) e formação de 
um cetoácido. 
Exemplo: 
AMINOÁCIDO CETOÁCIDO
Ciclo de Krebs ou Ciclo 
do Ácido Cítrico 
Energia
AMÔNIO
Ciclo da Uréia
Eliminação renal
Reserva
METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
Diferentes aminoácidos são 
metabolizados e formam 
intermediários das vias metabólicas já 
estudadas até aqui, conforme mostra 
a imagem ao lado.
Destaque para o OXALOACETATO, que 
produz novas moléculas de glicose na 
GLICONEOGÊNESE a partir de 
aminoácidos. Este processo ocorre 
principalmente em jejum e merece 
nossa atenção especial. 
CORPOS CETÔNICOS
▪ Moléculas produzidas a partir 
do acetil-CoA, principalmente na 
matriz mitocondrial das células 
do fígado. 
▪ Na escassez de carboidratos, a 
energia deve ser obtida através da 
quebra dos ácidos graxos, gerando 
os corpos cetônicos.
▪ Aminoácidos também podem gerar 
corpos cetônicos, chamados de 
aminoácidos cetogênicos. 
INTEGRAÇÃO METABÓLICA
▪ O metabolismo é a junção de múltiplas reações químicas mediadas por enzimas que compõem um 
organismo, estabelecendo as vias metabólicas. 
Os nutrientes são transformados em elementos chamados denominadas metabólitos, e todas as vias 
convergem para a função essencial de produzir energia, na forma de ATP. 
INTEGRAÇÃO METABÓLICA
Estes processos podem variar de acordo com o nosso estado alimentado, ou diante de demandas 
específicas, como:
▪ Jejum 
▪ Jejum intenso
▪ Pós-prandial (após alimentação)
▪ Durante exercício intenso
A demanda energética é a 
mesma nestes casos?
INTEGRAÇÃO METABÓLICA – ESTADO ALIMENTADO
▪ No estado alimentado, o pâncreas 
secreta a insulina e diminui a liberação 
de glucagon. 
▪ A glicose é absorvida no intestino, e 
uma vez no sangue, é encaminhada as 
células, onde será metabolizada. 
▪ Momento de transformação de energia 
(ATP) e criação de reservas (glicogênio, 
gordura). 
INTEGRAÇÃO METABÓLICA – ESTADO DE JEJUM
▪ Com a redução da glicemia e a 
manutenção da demanda por energia, 
ocorre o predomínio do hormônio 
Glucagon e restrição da insulina.
▪ O glucagon promove o aumento da 
disponibilidade de glicose, via:
➢ Quebra do glicogênio
➢ Diminuição da glicólise
➢ Aumento da gliconeogênese 
INTEGRAÇÃO METABÓLICA – ESTADO DE JEJUM PROLONGADO
Para melhor compreensão, vamos dividir em etapas:
ETAPA 1
(2h após alimentação)
O fígado exporta o 
glicogênio armazenado 
para os tecidos para 
disponibilização de 
glicose. 
ETAPA 2 
(4h após alimentação) 
A glicemia ainda mais reduzida estimula a 
liberação de glucagon. 
Inicia-se o processo de quebra dos 
triglicerídeos como principal fonte energética.
 
Acúmulo de corpos cetônicos (em jejum muito 
longo podem ser utilizados no lugar da glicose)Aminoácidos não fundamentais são 
metabolizados (liberação de ureia)
ETAPA 3
(muitas horas após 
alimentação) 
Quebra de proteínas 
essenciais, que pode ser 
prejudicial, sobretudo 
afetando coração e fígado. 
INTEGRAÇÃO METABÓLICA – ESTADO DE EXERCÍCIO INTENSO
Durante o exercício intenso, nosso cérebro estimula 
a medula adrenal a produzirem ADRENALINA e 
NORADRENALINA:
➢ Dilatam vias aéreas
➢ Aumentam a frequência cardíaca
➢ Aumentam a pressão arterial
No músculo, a Adrenalina estimula a quebra do glicogênio 
(aeróbio e anaeróbio) e inibe a sua síntese.
Estimula a quebra de gordura para produção de energia e 
inibe sua síntese. 
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✓ METABOLISMO - ANABOLISMO E CATABOLISMO | Biologia com Samuel Cunha. Disponível em: 
https://www.youtube.com/watch?v=tRxhB0epVwU&t=523s Acesso em 09/10/2023. 
✓ Tira-dúvidas sobre diabetes | DrauzioCast (PodCast). Disponível em: 
https://youtu.be/C3N7TbXaVFw?si=uUvIJ5W_lJrjky47 Acesso em 10/10/2023. 
✓ Dislipidemia e a Síndrome Metabólica (Dr. Sílvio Martins). Disponível em: 
https://youtu.be/sZmGw8DWALM?si=IRd3dVLHA1qiYeYg Acesso em 10/10/2023. 
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