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Morfofisiologia Respiratória Profa. Camila Regina Basso Camila.basso@unifil.br Metabolismo Celular HEMATOSE OCORRE PARA PERMITIR A ENTRADA DE O2 E SAIDA DE CO2 NO SANGUE Células recebem e utilizam O2 e liberam o CO2 Respiração Celular Função principal: Síntese de ATP Na falta de O2 qual o mecanismo que células musculares estriadas esqueléticas, por exemplo vão realizar? Fermentação láctica Quais os benefícios e malefícios ocorrem? Outras células realizam fermentação láctica? PREDOMÍNIO – RESPIRAÇÃO AERÓBICA NAS CÉLULAS ANIMAIS Quebra de um substrato – Glicose (C6H12O6) Glicólise Piruvato (C3H4O3) Ciclo de Krebs Acetil-CoA Cadeia Respiratória COMO OCORRE A RESPIRAÇÃO CELULAR NAS CÉLULAS? Citosol da célula Independente de Oxigênio Matriz Mitocondrial Presença de Oxigênio Matriz Mitocondrial Presença de Oxigênio Liberação de CO2 Crista Mitocondrial Oxigênio é aceptor final de elétrons Produção de ATP GLICOSE (C6H12O6) 2 PIRUVATOS (C3H4O3) GLICÓLISE 10 reações químicas 2 Etapas 1ª ETAPA: 2 Trioses Gliceraldeído Di-hidroxiacetona Gasto de 2 ATP 2ª ETAPA: Utilização de 2 trioses Produção de 4 ATP 2 NADH e 2 Piruvatos 1ª ETAPA: 2 Trioses Gliceraldeido Gasto de 2 ATP Di-hidroxiacetona 2ª ETAPA: Utilização de 2 trioses Produção de 4 ATP NADH e Piruvato Glicólise - Matriz mitocondrial Piruvato Glicólise Acetil- CoA Ciclo de Krebs Piruvato Translocase Fa se P re p ar at ó ri a p ar a o C ic lo ATP NADH FADH2 CO2 CICLO DE KREBS Acetil-CoA reage com oxalacetato que está na mitocôndria – proveniente de um ciclo de Krebs anterior Cadeia Transportadora de Elétrons: 1ª etapa na Cadeia Respiratória - Ocorre na Crista mitocondrial e no Espaço intermembranoso - Sequência de 4 complexos proteicos que recebem os e- e bombeiam H+ para o espaço entre membranas Objetivo: Preparação energética para que a síntese de ATP ocorra CADEIA RESPIRATÓRIA Importância do O2 – ACEPTOR FINAL DE ELETRONS Fosforilação oxidativa: 2ª etapa da Cadeia Respiratória - realizada pela ATP sintase (Complexo V) - Resulta na síntese de ATP a partir da cadeia transportadora de elétrons e da saída de H+ para a matriz mitocondrial AT P S I N T A S E F0 F1 CADEIA RESPIRATÓRIA Rendimento da Respiração Celular Etapa da respiração celular Molécula Quantidade Glicólise NADH 2 ATP 2 (saldo final) Fase preparatória - Piruvato/Acetil Coa NADH 2 Ciclo de Krebs NADH 6 FADH2 2 ATP 2 Fosforilação oxidativa NADH – ATP 10 X 2,5 = 25 ATP FADH2 - ATP 2 X 1,5= 3 ATP TOTAL ATP 32 ATP Respiração Celular Matriz mitocondrial Crista mitocondrial Necessidade de Oxigênio Fermentação Ocorre na ausência de O2 ou em baixas concentrações Processo químico que permite a reconversão do NADH em NAD+ que não gera ATP Anaeróbios facultativos: Realizam respiração celular - na falta de O2 - fermentação (respiração anaeróbia). Exemplo: Músculo Anaeróbios estritos: Não suportam O2 e não realizam respiração aeróbica, apenas fermentação. Exemplo: Bactérias anaeróbias Tipos de Fermentação - Classificadas de acordo com o produto final da reação e ocorre por meio de enzimas específicas presentes na célula - Citoplasma R ep re se n ta çã o g er al d a gl ic ó lis e e fe rm en ta çã o Tipos de Fermentação 1. Láctica: Uso de NADH+H e gera ácido láctico Tecido muscular realiza na ausência de O2 (respiração anaeróbia) Bactérias – Lactobacilos: produção de bebidas lácteas e queijos, por ex. Lactobacillus acidophilus Tipos de Fermentação 2. Alcoólica: Uso de NADH+H, liberação de CO2 e gera Etanol Realizada por leveduras (fungos unicelulares) na produção de bebidas alcoólicas como vinhos e cervejas e produção de produtos de panificação Saccharomyces cerevisiae Antes da fermentação – ocorre a glicólise, pois ocorre na ausência de O2 e a glicose é a principal fonte energética Glicose ----------------------------------- 2 Ácidos Pirúvicos Glicólise 10 reações – Gasto de 2 ATP Produção 2 NADH+H 4 ATP (-2)= 2 ATP C3H4O3 FERMENTAÇÃO Enzima desidrogenase láctica Ácido Pirúvico ou Piruvato (C3H4O3) Ácido Láctico (C3H6O3) NADH+H NAD+ Saldo da Fermentação Láctica 2 ATP – Glicólise 2 ácidos lácticos (2 piruvatos) Fermentação Láctica Enzima piruvato descarboxilase Ácido Pirúvico ou Piruvato (C3H4O3) Acetaldeído C2H4O C2H6O Etanol ou álcool etílico CO2 NADH+H NAD + Enzima alcóol desidrogenase Saldo da Fermentação Alcoólica 2 ATP – Glicólise 2 álcool etílico 2CO2 (2 piruvatos) Fermentação Alcoólica - Oxidação do NAD+ para atuar em nova glicólise – participa da reação na glicólise e volta a ser NADH+H Mesmo sendo pouco energética, se a fermentação não ocorrer o NADH fica paralisado – não ocorre glicólise Importância da Fermentação Dúvidas? Slide 1: Morfofisiologia Respiratória Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13: Fermentação Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20: Importância da Fermentação Slide 21: Dúvidas?