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Água 70% Proteínas 15% Ácidos nucléicos 7% Carboidr atos 3% Lipídeos 2% Sais minerais 2% Outros 1% COMPOSIÇÃO DA CÉLULA • CONCEITO BÁSICO • São reações químicas que acontecem nos processos biológicos; • CLASSIFICAÇÃO DOS COMPOSTOS • COMPOSTOS ORGANICOS Necessário ao menos C - H * Vitaminas * Carboidratos * Lipídeos * Proteínas • COMPOSTOS INORGANICOS * Água * Sais minerais • PROCESSOS BÁSICOS Seres vivos fazem 4 processos básicos: 1. ANABOLISMO E CATABOLISMO Síntese = criação = anabolismo Quebra = catabolismo = uso do prefixo LISE nas terminações das palavras. Ex: glicólise (quebra de glicose); 2. TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS POR MEIO DAS MEMBRANAS Ex: Produção de insulina para adentrar glicose na célula; 3. PRODUÇÃO DE ENERGIA Através de biotransformações nas macromoléculas. Todas as macromoléculas têm em comum a capacidade de fornecer energia para o organismo. - ORDEM DE CONSUMO 1º CARBOIDRATOS: Pois a quebra é mais fácil e função prioritária como fornecer energia porque o cérebro é viciado em glicose (principal carboidrato); 2º LIPIDEOS: Produzem 2.5x energia que o carboidrato; 3º PROTEINAS: Por último pois exerce muitas outras funções no organismo que são mais importantes. 4. ELIMINAÇÃO DE METABOLITOS E SUBSTÂNCIAS TOXICAS Ex: Urina e fezes • CONCEITOS BÁSICOS • ATOMO: é a unidade fundamental da matéria. Composto pelo núcleo (formado por nêutrons e prótons) e a eletrosfera (onde orbitam os elétrons); • CAMADA VALENCIA: é a última camada de elétrons da molécula, caracterizada pela busca de estabilidade, é aonde acontecem as transformações químicas (ligações químicas). Vemos o número da sua última camada no número da família do elemento, na tabela periódica; • LIGAÇÕES COVALENTES: é a ligação entre os elementos que resulta em complexidades variáveis, respeitando a regra do octeto; • TEORIA DO OCTETO: para obter estabilidade, o elemento deve ter 8 elétrons na última camada com exceção do H que necessita apenas de duas. Como conseguir? Através das ligações covalentes entre os elementos. Grupos que fazem ligações: H – H H – Ametal Ametal – Ametal PROPRIEDADES H2O Molécula essencial da vida Composto inorgânico Solvente universal Componente polar (H+ O-) Participa de reações químicas (hidrolise/síntese de desidratação) Manutenção da temperatura (através da atividade metabólica. Ex: suor) Tensão superficial (adesão e coesão – molécula tetraédrica) Transporta substâncias (meio aquoso Ex: sangue) + água no meio intracelular (dentro da célula) LIGAÇÕES DE HIDROGENIO = Pontes de hidrogênio • Extremamente instáveis • Se quebram com alterações TEMPERATURA - PH - PRESSÃO - SALINIDADE - H se ligam a F, O, N • POLARIDADE • Componente polar possui diferenças de cargas • São hidrofílicos (amigos da água) • Componentes apolares são hidrofóbicos - A partir da IONIZAÇÃO • IONIZAÇÃO - Formação de íons - Quebra a molécula Ex; H2O H+ + O- • POTENCIAL HIDROGENIONICO - ÁCIDO: doa íon H+ BASE: recebe íon H+ - HIDROGÊNIO É INVERSAMENTE PROPORCIONAL AO PH E HIDROXILA OH-. Ou seja: PH [H +] [OH -] (base) PH [H +] [OH -] (ácido) - NEUTRALIZAÇÃO: resulta em SAL + Água -POH: POTENCIAL HIDROXILIONICO PH + POH = 14 Então se eu tenho um PH = 8, meu POH = 6 ! • pH SANGUINEO: 7,4 -Variação de 0,5 unidades - Referência de normalidade: 7,35 – 7,45 após isso temos ALCALOSE OU ACIDOSE - Exame realizado: Gasometria - Compatibilidade com a vida: 6,8 – 8,0 • SISTEMA TAMPÃO (instantâneo) - Bloqueia pequenos distúrbios ácido-base, alterações de pH; - Inativa íons (carga); - pH adequado permite o funcionamento de macromoléculas; - pH inadequado = morte celular. • PRINCIPAL TAMPÃO: BICARBONATO (HCO3) Como funciona? Ácido: excesso de H+ - o HCO3 – age como base fraca e remove o excesso de H+ Base: deficiência de H+, o H2CO3 (ácido carbônico) é dissociado e fornece H+ (vira H+ + HCO3 -) • HIPO/HIPERVENTILAÇÃO (minutos) - ALCALOSE/ACIDOSE RESPIRATÓRIA - Reação CO2, HCO3 e pH - Através da aceleração ou diminuição da frequência respiratória ocorre liberação de CO2 através do sangue - HIPOVENTILAÇÃO: dificuldade de respirar - Absorção O2 diminui - Retenção de CO2 - Aumento da pCO2 - É ACIDOSE RESPIRATÓRIA - HIPERVENTILAÇÃO: ofegante - Absorção O2 aumenta - Aumento da excreção de CO2 - Queda da pCO2 - É ALCALOSE RESPIRÁTORIA • METABÓLICA (horas e dias) - TAMPÃO PROTEINA - Proteínas plasmáticas (hemoglobina) ajudam a estabelecer o tamponamento do sangue - RINS: reabsorvem bicarbonato pelo sistema tubular renal e secretam H+ - MUSCULOS: liberam H+ • CONCEITOS BÁSICOS - Unidades fundamentais para formação (síntese) de proteínas; - Existem apenas 20 aminoácidos (essências e não essenciais) que formam as proteínas baseadas em QUAIS, QUANTAS E ORDEM; - São anfóteros (reagem em meios bases – H2N e ácidos - COOH); - Ponto de fusão e ebulição alto; - Forma linear; • ESTRUTURA - Fixa - Carbono alfa (4 ligações) - Grupo Amino (H2N) - Grupo Carbóxilo (COOH) - Hidrogênio (H) - Radical variável/Cadeia lateral - R’ determina o aminoácido • FUNÇÕES - Síntese de proteínas; - Neurotransmissores; - Precursor de outras macromoléculas; • FORMA IONIZADA • LIGAÇÃO PEPTIDICA - Ocorrem através de processo de desidratação, ou seja, libera água; ] - Finalizam sua forma com um amino- terminal e um carboxila-terminal ] O que permite realizarem novas ligações! • NOMENCLATURA - Quanto ao número de ligações: MONOMÊRO: 1 aminoácido; DIPEPTÍDIO: 2 aminoácidos; TRIPEPTÍDIO: 3 aminoácidos; TETRAPEPTÍDIO: 4 aminoácidos; POLIPEPTÍDIO: + de 4 aminoácidos; Até 50 aminoácidos: Polipeptídio + de 50 aminoácidos: Proteína (polímero) - Quanto ao número de carbonos: Em todos os aminoácidos padrão o carbono é assimétrico com exceção da Glicina, que seu radical é outra molécula de hidrogênio; • AMINOÁCIDOS PRIMÁRIOS São aqueles 20 essenciais e não essenciais - NÃO ESSENCIAIS: também chamados de naturais, são aqueles que o organismo é capaz de sintetizar; ESSENCIAIS são obtidos através da alimentação, principalmente advindo da proteína animal. • ISOMERIA OPTICA Toda substância que possui um carbono com 4 ligações diferentes (exceção para glicina) forma dois isômeros ópticos: - Sofre emissão de luz polarizada e reflete para o lado o grupo amino. D-aminoácido (Dextrogeno) para o lado direito. L- aminoácido (Levogero) para o lado esquerdo. TODO AMINOÁCIDO BIOLOGICO É L- AMINOACIDO D-AMINOÁCIDO ENCONTRADO EM BACTERIAS E POLIPEPTÍDIOS ANTIBIOTICOS • POLARIDADE Definidopelo radical da cadeia Apolares: sem diferença de cargas, realizam as ligações hidrofóbicas nas proteínas. Subdividas em alifáticos e aromáticos; Polares: Subdividido em: Positivo: Seu radical pertence ao grupo amino, que tem característica básica e atrai prótons para si. pH: +7,0 Negativo: Seu radical pertence ao grupo carboxílico, que tem característica ácida. pH: -7,0 Não-carregados: Seu radical faz ligações com hidrogênio e água. Formando assim pontes de dissulfeto. Cargas são anuladas. • CONCEITOS BÁSICOS - É a conversão de um tipo de energia em outra; - Todos os processos químicos e físicos tem transferência de energia; - Processos metabólicos sempre terão 2 ou mais reações acontecendo; - Utilização da lei da termodinâmica; • RESPIRAÇÃO CELULAR - Feito na mitocôndria; - Processo químico que ocorre dentro das células, diferente da ventilação pulmonar; - Produção de ATP; C6H12O6 (GLICOSE – adquirida pela alimentação) + O2 (ventilação pulmonar), resultando em CO2 + H2O + ATP • 1. GLICOLISE • 2. CICLO DE KREBS • 3. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA • ANABOLISMO X CATABOLISMO Catabolismo: quebra de moléculas – liberam energia; Anabolismo: síntese de moléculas – consomem energia. • LEI DA TERMODINAMICA - Base da bioenergética; - Define se as reações têm condições energéticas de acontecer; - Estado energético inicial e final de uma reação; - Energia livre (ΔG) 1ª LEI DA TERMODINAMICA: Para qualquer transformação química ou física, a quantidade total de energia permanece constante. - A energia pode mudar de forma ou ser transportada, mas nunca criada ou destruída; 2ª LEI DA TERMODINAMICA: Em todos os processos naturais, a entropia do universo aumenta. - Entropia ΔS: medida da desordem no sistema; - Entalpia ΔH: Quantidade de energia Do estado solido para líquido, tende a desordem, ou seja, mais fácil. • CÉLULAS - Vivem em um meio organizado, ou seja, pouca entropia; - São isotérmicas: funcionam em temperatura constante; - Precisam de energia livre (direciona o sentido da reação e mantem o equilibro) • ENERGIA LIVRE DE GIBBS ΔG: Variação de energia – energia necessária ΔH: Variação de entalpia – calor liberada ou absorvido na reação T: Temperatura – fixa em ΔS: Variação de entropia - Considerações: ΔG > 0 (POSITIVO) – não espontâneo (endotérmico – absorve calor) ΔG < 0 (NEGATIVO) – espontâneo (exotérmico – libera calor) ΔG = 0 – sistema em equilíbrio A+B = reação C+D = produto REAÇÃO ENDOTERMICA: Se a energia para quebrar A+B for maior que a energia liberada quando a ligação C+D se forma – precisa de energia REAÇÃO EXOTERMICA: Se a energia para quebrar A+B for menor que a energia liberada, quando a ligação C+D se forma – libera energia • SISTEMA DE ACOPLAMENTO - Reações que apresentam (ΔG+) precisam de algo com (ΔG-) para que o processo ocorra; - Íons contra o gradiente de concentração; - Utilização do ATP para acoplar energia a um sistema. Ex: Glicose-------Glicogênio - Quebra do ATP = Aprox. 35Kj/Mol Pouca entropia Muita entropia ΔG = ΔH – T. ΔS • CONCEITOS BÁSICOS - Macromolécula formada por aminoácidos - Polímero; - Polipeptídio; - Precisam ter os 20 aminoácidos primários pelo menos 1 vez em sua cadeia; - Representa 15% da célula animal; - Tridimensionais; • FUNÇÕES - ESTRUTURAL: colágeno, queratina; - ENZIMÁTICA: amilase, catalase; - NUTRICIONAL: albumina, caseína; - TRANSPORTE: hemoglobina, lipoproteínas; - ARMAZENAMENTO: ferritina, gliadina; - CONTRATIL: actina, miosina; - MENSAGEIROS CELULARES: p. cinases; - CONSTRUÇÃO CELULAR: cópia de gene, síntese proteína; - DEFESA: imunoglobulinas, fibrinogênio; - SISTEMA NERVOSO: receptores, canais iônicos; • CLASSIFICAÇÃO • QUANTO A COMPOSIÇÃO - SIMPLES/HOMOPROTEÍNA formadas apenas por aminoácidos; - CONJUGADA/HETEROPROTEÍNAS formada por aminoácidos ligados a grupos prostéticos – ligações adjacentes; • QUANTO A FORMA - FIBROSAS/ESTRUTURAIS - Resistente; - Flexível; - Hidrofóbica; Ex: queratina e colágeno - GLOBULARES/DINÂMICAS - Cadeias polipeptídicas enoveladas; - Diversidade estrutural/funcional; - Hidrossolúveis; Ex: Imunoglobulinas; - PROTEINAS DE MEMBRANA Ex: Receptores; • NIVEIS ESTRUTURAIS PRIMÁRIA: - Forma linear de aminoácidos; - Não está em sua conformação nativa (exercendo sua função); - Temporário e transitório – logo evoluirá; SECUNDÁRIA: - Em conformação nativa; - Ligações de hidrogênio a cada 3,6 aminoácidos – estabelecendo um padrão; - Proteínas estruturais de revestimento; - Subdivida em: - ALFA HÉLICE: - Formato de hélice; - Proteína fibrosa; - FOLHAS BETA: - Formato de folha de papel; - Pontes de hidrogênio se ligam no radical; - Perpendicular; A MESMA PROTEINA PODE TER ALFA HÉLICE E FOLHA BETA! TERCIÁRIA: - Assume forma tridimensional; - Ligações adjacentes – aminoácido 1 se liga no 70 por exemplo - entre si; - Pontes de hidrogênio e pontes de sulfeto; - Com parte polar e apolar; QUATERNÁRIA: - 2 ou mais cadeias de proteínas ligadas entre si; - As pontes dão estabilidade; NÃO TEM ORDEM CRONOLOGICA ! • CHAPERONAS São proteínas que exercem a função de enovelamento correto das proteínas; - Enovelamento inadequado pode causar doenças; - Reconhecem proteínas em conformação inadequada e as destroem; • PROTEINAS GLOBULARES - Interação entre proteína e ligantes: sistema imunológico e imunoglobulinas; - Forma de Y; • DESNATURAÇÃO - Perda da estrutura tridimensional da proteína, retornando a forma linear de ligações polipeptídicas de aminoácidos (proteína primária); - Pode ser reversível ou irreversível; - Não perde valor nutritivo; - Temperatura, pH, álcool, acetona, ureia, hidrocloreto de guanidina, detergentes, ligações fracas; • CARGA ELETRICA E SOLUBILIDADE Pontos isoelétrico (pl) : pH da proteína + cargas dos radicais + terminais; - Determina se a proteína é ácido/base. • CONCEITOS BÁSICOS - São proteínas catalisadoras; - 3ª e 4º; - altamente especificas em busca do seu substrato; - Diminui a energia de ativação, ou seja, menos energia é consumida; - Todo processo biológico utiliza enzimas; - São reutilizáveis; - Dependem de pH, temperatura e concentração do substrato; • NOMENCLATURA - Substrato em que ela age + “ASE” - Exceções: Tripsina, Pepsina, Emulsina; • SITIO ATIVO - Fenda tridimensional na superfície da enzima a qual se liga o substrato para gerar o produto; • ESPECIFICIDADE Especificidade absoluta: reconhecem o agrupamento químico e geometria do seu substrato, não se ligam nem mesmo com isômeros semelhantes; Especificidaderelativa: menos comum e pode se ligar com isômeros, não gerando seu produto; • MODELO DE ENCAIXE - Chave fechadura: encaixe perfeito entre a enzima e seu substrato; - Ajuste induzido: substrato se encaixa e induz mudança na conformação da enzima; • COFATORES X COENZIMAS As enzimas podem ser simples ou conjugada - Quando conjugava necessitam de um cofator ou coenzima para exercer sua função. - Orgânica: Coenzima - Inorgânica: Cofator • ENZIMAS ALOSTÉRICAS - São enzimas que além do sitio ativo, tem outra região de ligação (sitio alostérico); ATIVADORES: - Moduladores positivos: aumentam a concentração do produto; - Moduladores negativos: diminuem a concentração do produto; Os moduladores podem ser o próprio substrato! • CINETICA MICHAELIS E MENTEN - Estudo da velocidade das reações enzimáticas; - A partir da quantidade de produto e substrato consumido; E = enzima S = substrato ES = complexo Duas setas significam que podem voltar a serem unidades distintas; Passo catalítico é a formação do produto a partir do complexo; ES é o complexo enzima substrato – ápice da fórmula onde pode voltar a ser unidades separadas, se tornar um produto e reutilizar a enzima ou permanecer em sua forma; NÃO É OBRIGATORIO A FORMAÇÃO DO PRODUTO! • PRINCIPO DE KM ]] Vmax: quando atinge a saturação e a relação enzima-substrato não é mais necessária; KM: é concentração de substrato – quantidade – para atingir a velocidade média; Na velocidade média temos o ápice da produção e indica a afinidade da enzima com o substrato; Quanto menor for o KM (resultado da comparação entre a velocidade e a quantidade de substrato) maior é a afinidade; • GRAFICO COMPARATIVO DE EM ENZIMAS EM RELAÇÃO AO KM - Curva Hipérbole (enzima A) sempre terá o KM menor, pois gera o produto na velocidade média e consumindo menos substrato - Curva Sigmoide (enzima B) terá o KM maior, pois gera o produto na velocidade médio consumindo mais substrato – provavelmente será uma enzima alostérica ! • Ambas têm sua Vmax (nível saturação enzimática) iguais, então a velocidade média é igual, mas a B consome muito mais substrato para ter seu produto • A enzima A tem mais afinidade com seu substrato; • FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE • CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO • TEMPERATURA: a velocidade das reações enzimáticas aumenta com a elevação de temperatura, até certo nível, após isso se desnaturalizam e voltam a ser uma proteína de estrutura primaria; • pH: ocorre a desnaturalização; • INIBIDORES ENZIMATICOS - IRREVERSIVEL: inibidor semelhante se liga no sítio ativo através de uma ligação covalente(forte e estável) e impede a ligação do substrato. Ex: Cianeto, Penicilina; - REVERSIVEL - COMPETITIVA: Compete pelo sítio ativo com o substrato, normalmente são isômeros (partes do substrato), aumenta da concentração de substrato o desloca; - NÃO COMPETITIVA: ligação do inibidor no complexo enzima substrato (ES) não formando o produto, pode se ligar em outras regiões da enzima; - INCOMPETITIVA: ligação mista ao mesmo tempo. • Polímero feito de monômeros de açúcares; • Composto orgânico; • Formado por C – H – O • Hidratos de carbono – Cn (H2O)n; • FUNÇÃO • Primeira fonte de energia; • Estrutural – Quitina, Ribose, Celulose; • Reconhecimento e adesão celular; • CLASSIFICAÇÃO • MONOSSACARÍDEO: 1 mol. De açúcar; • OLIGOSSACARÍDEO: 2-20 mol. De açúcar; • POLISSACARÍDEO: +20 mol. De açúcar; MONOSSACARÍDEO • Açúcar fundamental; • Solúvel em água; • Fácil absorção; • Brancos, cristalinos e doces; • Não sofrem hidrolise; CLASSIFICAÇÃO POR Nº DE CARBONOS • 3 a 7 • Nº + OSE IMPORTANTES: • PENTOSE – C5H10O5 Ribose: RNA Desoxirribose: DNA - C5H10O4 ➢ Perde íon para não sofrer oxidação e ser mais resistente ! • HEXOSE – C6H12O6 Glicose Frutose Galactose ➢ São isômeros – mesma composição com distribuição diferente! CLASSIFICAÇÃO POR GRUPAMENTO • Localização da carbonila (C = O) ALDOSE: na ponta; CETOSE: no meio; OLIGOSSACARÍDEO • Solúvel em água; • Sofrem hidrolise; • Sabor doce; IMPORTANTES: DISSACARÍDEOS • LACTOSE (glicose + galactose) Proveniente do leite, encontrado em laticínios; • SACAROSE (glicose + frutose) Açúcar mais comum, encontrado em frutas, vegetais e mel; • MALTOSE (glicose + glicose) Proveniente da hidrolise do amido, usado para fabricação de cerveja; POLISSACARÍDEO • Não solúveis em água; • Sofrem hidrolise; • Não tem sabor doce; IMPORTANTES: • GLICOGÊNIO: Açúcar de reserva energética na célula animal e fungos – em forma de homo polissacarídeo ramificado - fígado e musculo; • AMIDO: Açúcar de reserva energética da célula vegetal e algas – raiz ; • CELULOSE: Compõe parede celular das células vegetais e algas – papel; • QUITINA: Compõe parede celular de fungos e exoesqueleto; • ÁCIDO HIALURONICO: Cimento celular da célula animal; • LIGAÇÃO GLICOSÍDICA União de monossacarídeos através da molécula de hidroxila (OH) com liberação de água; • ALFA X BETA • A partir do carbono 1 traça-se uma linha na horizontal, se a molécula de hidroxila ficar acima é BETA e se ficar abaixo é ALFA; • HOMO X HETERO • HOMOSACARÍDEO: Formado por açucares iguais. Ex: glicose + glicose + glicose; • HETEROSACARÍDEO: Formado por açucares diferentes. Ex: glicose + frutose + glicose; • RAMIFICAÇÃO • NÃO RAMIFICADO: Estrutura linear – amilose (Alfa 1,4); • RAMIFICADO: Estrutura não linear – amilopectina (Alfa 1,4 1,6) – permite novas ligações, maior solubilidade e fácil quebra. • C. SIMPLES • Encontrado em doces, leite e frutas, tem um teor maior de glicose e por isso são digeridos mais rapidamente, que atinge de forma negativa o índice de insulina no sangue; • Produção imediata de energia; • Dificulta a perda de peso; • C. COMPLEXOS • Encontrado no arroz, massas, pão, batata, tem um teor menor de glicose e por isso são digeridos mais lentamente, liberando glicose na corrente sanguínea aos poucos • Formado por polissacarídeos; • Libera energia aos poucos; • Garantem saciedade prolongada, boas fontes de vitaminas, minerais, fibras e grandes alterações nos níveis glicêmicos; • DISTURBIOS NO METABOLISMO • INTOLERANCIA A LACTOSE • Deficiência da enzima lactase • DIABETES • Produção inadequada de insulina – liberada pelo pâncreas, a insulina se liga na parede celular que permite a entrada da glicose e transforma em glicogênio. • DIABETES tipo 1: não há produção de insulina – genético – juvenil - magro; • DIABETES tipo 2: produz pouca ou tem conformação inadequada que o organismo não reconhece – obesidade - velhos; • ALTA [G]: liberação de insulina – proteína – célula beta; BAIXA [G]: liberação de glucagon – célula alfa; • Causa disfunção e falência de vários órgãos, problemas cardiovasculares, cegueira, amputações traumáticas dos membros inferiores; • Reações químicas subsequentes (VIAS) que fornecem energia em forma de ATP(adenosina trifosfato); • Entrada de glicose (C6H12O6) + O2 na célula após ser inserida através da insulina, existem 2 tipos de transporte: ➢ SISTEMA CO-TRANSPORTE: gasta energia, utiliza canais de potássio e sódio; ➢ DIFUSÃO FACILITADA: não gasta energia pois é a favor da concentração do gradiente, através de proteínas transmembrana; • Utiliza enzima Adenilato Ciclase para entrar na célula; • GLICOLISE • GLICOLISE AEROBICA: Com presença de oxigênio a glicose é transformada em Acetil-COA e é enviada para Ciclo de Krebs; • Local: Citoplasma/Citosol/Hialoplasma; • Oxidação parcial da Glicose; ➢ COMO ACONTECE? Esse processo acontece em 10 reações químicas, usando 10 enzimas, que são divididas na FASE DE INVESTIMENTO onde é utilizado 2ATPs e a glicose se transforma em frutose buscando a simetria molecular para ser quebrada. Após ser quebrada é transformada em Gliceraldeído e Dihidroxicetona – que também se transforma em Gliceraldeído – a partir dai são dois processos idênticos acontecendo ao mesmo tempo na FASE DE PAGAMENTO. Após isso é formado o primeiro NADH a partir da oxidação e uma molécula de Fosfato inorgânico entra na fórmula, sendo transferido para um ADP formando o primeiro ATP. Ocorre liberação de água para desestabilizar o Fosfato e liberar mais um ATP. SALDO FINAL DA GLICOLISE: 2 ATP 2 NADH 2 PIRUVATO • PIRUVATO: ou ácido pirúvico – C3H4O3 é o produto final da via glicolítica anaeróbica, e será transformado em Acetil-COA. Em condições AEROBICAS, ou em hipóxia, onde há ausência de oxigênio o piruvato é reoxidado e transformado em lactato (fermentação láctica) recebendo os elétrons e hidrogênios do NADH, tal processo ocorre quando a contração muscular extrema por exemplo. Em alguns tecidos vegetais o piruvato pode se transformar em etanol + CO2; • NADH: é uma coenzima derivado da vitamina B3, captura elétrons e hidrogênios no processo de oxidação da glicose que depois serão transformados em ATP; • TRANSFORMAÇÃO DO PIRUVATO EM ACETIL-COA ➢ COMO ACONTECE? A molécula do piruvato - C3H4O3 – sofre uma descarboxilação, ou seja, perde uma molécula de CO2 se tornando = C2H4O um acetil (2 carbonos). Sofre uma oxidação perdendo elétrons e hidrogênio que vão para o NADH. Resultando em C2H3O3 que se junta a ele a Coenzima A, resultando no Acetil-CoA. • CICLO DE KREBS • 2ª fase da respiração celular; • Local: Matriz da mitocôndria; • Oxidação final da Glicose; ➢ COMO ACONTECE? A molécula de Acetil-CoA (2) se une ao Oxalacetato que tem 4 carbonos, resultando em ácido cítrico com 6 carbonos. Sofre oxidação e libera CO2, entra um fosfato inorgânico e uma GTP (guanina) e libera mais uma molécula de CO2. A guanina se une ao Fosfato e se transforma em ATP. • SALDO FINAL DO CICLO DE KREBS: 4CO2 6 NADH 2 FADH 2 ATP • TOTAL: 4ATP (2 GLICOLISE + 2 CICLO) 10NADH (2 GLICOLISE + 6CICLO + 2 OX.PVT) 2 FADH (CICLO) 4 CO2 (LIBERADO PELO PULMÃO) • FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA • Ou cadeia respiratória, é o processo final da respiração celular onde o NADH e FADH são usados para gerar ATP; • Local: Crista da mitocôndria; • Uso de proteínas embebidas da membra da crista mitocondrial chamados de complexos; TRANSFORMAÇÃO NADH • COMPLEXOS (1-3-4) usados para o NADH; • O NADH é atraído pelo complexo. O 1 e 3 liberam 4 H cada, o 4 complexo libera 2H. • Os hidrogênios entram na proteína carregadora de Fosfato e se juntam a P inorgânico + ADP e faz ATP sintase; • CADA NAD gera 2,5 ATP • SE EU TINHA 10NADH = 25 ATP TRANSFORMAÇÃO FADH • COMPLEXOS (2-3-4) usados pelo FADH; • Produz menos energia porque pula processo de 4H; • CADA FADH gera 1,5 ATP • SE EU TINHA 2FADH = 3 ATP • NO FINAL TEMOS: 25 ATP DO NADH + 3 ATP DO FADH + 2 ATP DA GLICOLISE + 2 ATP DO CICLO = RESULTA EM 32 ATP PRODUZIDOS POR CADA MOLECULA DE GLICOSE !!!! PERDA DE ATP • Perda de 2H para o NADH entrar no citosol; • Perda de 2H para entrada do Pi no ciclo de Krebs; • Perda total de 4H = 1 ATP NA VERDADE, O RESULTADO É 31 ATPs !!!!! • Formado de ácidos graxos + álcool = éster; • Formado por C – H – O; • Hidrofóbicos; • Solúveis em solventes orgânicos; • FUNÇÃO • CLASSES • LIPÍDEOS DE ARMAZENAMENTO: Triglicerídeos • LIPÍDEOS DE MEMBRANA: Fosfolipídios e Glicolipídios; • ÁCIDOS GRAXOS • É um ácido carboxílico (COOH) que representa a cabeça polar dos lipídeos; • Ligada a uma cadeia de hidrocarbonetos de 4 a 36 unidades de carbono; • Cadeia anfipática; • NOMENCLATURA DOS A.GRAXOS • SATURADOS: não possuem ligações dupla em sua cadeia. São sólidos. EX: Gordura animal; • INSATURADOS: possuem ligações duplas em sua cadeira. São líquidos. EX: Gordura vegetal; • NOMENCLATURA DELTA • Numera o ácido graxo a partir da carboxila (COOH) e leva em consideração: o número de carbonos na cadeia, o número de ligações duplas e sua posição; • NOMENCLATURA ÔMEGA • A nomenclatura ômega é aquela que numera o ácido graxo a partir do grupo metil (CH3) terminal. Assim, a partir dessa denominação os ácidos graxos podem ser distribuídos em várias “famílias”, como ômega 3 e ômega 6; • ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAIS • São poli-insaturados não sintetizados pelo organismo e precisa ser ingerido através da alimentação; • São eles ômega 3 (ácido linolênico) encontrados nos peixes de água salgada com escamas e ômega 6 (ácido linoleico) encontrados em óleos vegetais; • São percursores da sintetização de hormônios e colesterol; • TAMANHO DA CADEIA • Cadeia curta: até 6 carbonos; • Cadeia média: até 14 carbonos; • Cadeia longa: acima de 16 carbonos; • SOLUBILIDADE E FUSÃO • São determinadas pelo tamanho da cadeia e nível de insaturações. Quanto maior a cadeia e mais insaturações tiver menos solúvel será. Mais sólidos e necessário um ponto de fusão maior. • CIS X TRANS • São ácidos graxos insaturados; • CIS: as moléculas de hidrogênio são do mesmo lado; • TRANS: as moléculas de hidrogênio são de lados opostos; • São mais lineares, rígidos, sofrem menos oxidação (maior validade), não alteram sabor, associados ao aumento de LDL e difícil metabolização. EX: Margarina, sorvete. • OXIDAÇÃO • Quanto maior o número de insaturações, mais suscetível a oxidação. • RANCIDEZ OXIDATIVA (Ranço) – Rompimento das ligações duplas dos ácidos graxos insaturados. • Produz Aldeído e ácido graxo de cadeia pequena, aumentando a volatilidade. (Odor desagradável). • TRIGLICERÍDEOS • Molécula de glicerol ligada a 3 ácidos graxos; • Presente nas células do tecido conjuntivo adiposo (adipócito) em forma de gotículas de gordura como reservatório – realizam lipase; • SIMPLES: ácidos graxos iguais; • COMPOSTO: ácidos graxos diferentes; • FOSFOROLIPÍDEO • Glicerol + ácido graxo + fosfato • Principal componente das membranas; • ESFINGOLIPÍDEOS • Lipídeos de membrana; • Bainha de mielina; • CEROÍDES • Ceras; • Ácido graxo + álcool; • Impermeabilizantes; • ESTERÓIS • Lipídeos neutros; • Estruturais e apolares; • Principal:colesterol • COLESTEROL: Presente na membrana e é o precursor para sintetização de hormônios sexuais (testosterona, progesterona) e suprarrenais (cortisol), sais biliares, vitaminas K,A,D,E; • VITAMINAS • Percussores de coenzimas; • HIDROSSOLUVEIS: Ácido fólico, ác. ascórbico, Piridoxina, Tiamina, Niacina, Riboflavina, Biotina e ácido pantatênico; • LIPOSSOLUVEIS: K,A,D,E • VITAMINA K: envolvida no processo de coagulação, produzida por bactérias intestinais; • VITAMINA A: envolvida na visão e no desenvolvimento de tecidos epiteliais, ossos, dentes, sistema imune e replicação celular; • VITAMINA D: possuem funções hormonais e nas regulações plasmáticas de cálcio e fósforo; • VITAMINA E: função antioxidante que protege as membranas celulares; • LIPOPROTEÍNAS • Macromoléculas constituídas de lipídios e proteínas especificas; • Responsáveis pelo transporte de colesterol livre (OH), éster de colesterol e triglicerídeos – colesterol da dieta (quilomicra) para os tecidos; • Dos tecidos para o fígado: • VLDL – Lipoproteínas de muito baixa densidade • LDL – lipoproteína de baixa densidade • HDL – lipoproteína de alta densidade • COMPOSIÇÃO • Importante para manter solúvel os componentes lipídicos e realização de transporte entre tecidos. Camadas internas são hidrofóbicas, variáveis e definem a densidade e a externa é hidrofílica e constante • NUCLEO: composto por triglicerídeos, colesterol livre e éster de colesterol • CAMADA INTERNA: envolve o núcleo, formada por apolipoproteínas anfipáticas – fosfolipídios e colesterol livre; • CAMADA EXTERNA: formada de apolipoproteínas que definem sua identidade, sítio de reconhecimento, coenzimas e são classificadas de A a E. • apoCII –Sinaliza que que quilomicra precisa ser quebrada • apoE – Sinaliza que deve ser absorvida pelo fígado; • QUILOMICRA • São as maiores partículas e menos densas; • Elevado conteúdo de triglicerídeos; • Baixo nível de colesterol e fosfolipídios; • Produzidas pelas células epiteliais do intestino delgado; • Apo – B48 • VLDL • Lipoproteína de muito baixa densidade; • Composta por 55% de triglicerídeos, 20% de colesterol, 15% de fosfolipídios e 10% de proteínas; • Produzidas no fígado quando a aumento de AGL para os hepatócitos; • Após hidrolisadas ficam menores e se enriquecendo de colesterol; • Apo – B100; • LDL • São as lipoproteínas ricas em colesterol; • Composta por 35% de éster de colesterol, 10% de colesterol livre, 10% de triglicerídeos, 20% de fosfolipídios e 25% de proteínas; • É o produto advindo do VLDL após a hidrolise; • Absorvida pelos hepatócitos; • Apo – B100; • ATEROESCLEROSE • Doença inflamatória crônica formada por placas de ateromas que alteram o diâmetro de vasos, obstruindo-os e reduzindo o nível de oxigênio nos tecidos; • Causada pelo aumento de colesterol LDL; • HDL E LDL precisam estar proporcionalmente equilibrados; • HDL • Responsável pelo recolhimento do colesterol na sua forma livre de forma reversa – esterilizando o LDL; • Lipoproteínas mais densas; • Constituídas por 50% proteínas e 30% colesterol livre; • “colesterol bom” • LIPÍDEOS PARA FORMAR ATP • Beta oxidação/ Ciclo de Lynen; • Os ácidos graxos e o glicerol são liberados pela corrente sanguínea e absorvidos por outras células; • A beta oxidação ocorre em momentos de jejum ou exercícios físicos prolongados onde a ausência de glicose e glicogênio; • Sinalizados por Glucagon/Epinefrina; • O glicerol é convertido e utilizado na etapa de glicólise ou gliconeogênese, para transformar os isômeros Di-hidroxicetona e gliceraldeído; • Os ácidos graxos são carregados até os músculos como músculos e fígado, onde sofreram oxidação; • Os ácidos graxos são transformados em Acil- CoA e transportados para dentro da mitocôndria pela CARNITINA (ácidos graxos de cadeia longa) – consumo de 2 ATPs; • O Acil-CoA sofre oxidação e vira Acetil-CoA e entra no ciclo de Krebs; • Cada volta da beta oxidação (consome 2 carbonos por volta) produzindo 1 Acetil- CoA, 1 FADH2 e 1 NADH + H • Os 4 últimos carbonos são consumidos juntos na última volta e produzem 2 Acetil-CoA, 1 FADH2 e 1 NADH + H • Ex: Uma beta oxidação de um ácido graxo de 16 carbonos irá gerar 8 Acetil-CoA, 7 FADH2 e 7 NADH + H • CORPOS CETONICOS • São produzidos na ausência de carboidratos ou diabetes no fígado; • Utilizando o Acetil-CoA como substrato quando excede a capacidade pela falta de Oxalacetato; • Hidrossolúveis; • Forma 3 mol. – ACETONA, ACETOACETATO E BETA HIDROXIBUTIRATO; • CETOGÊNESE; • Aceto acetato e B-hidroxibutirato são aproveitados como fonte de energia. • Estes tecidos (Músculo e SNC, possuem uma enzima (tioferase), ausente no fígado, que permite a sua utilização. • Normalmente uma pequena quantidade de acetil-CoA é convertido em corpos cetônicos. Isso vai depender da condição fisiológica; 1. Anormalmente elevada quando a degradação de TAG, não é acompanhada pela degradação de carboidratos; 2. Baixa concentração de oxalacetato, reduz drasticamente a oxidação de Acetil-CoA; Acetil- CoA condensa-se formando os corpos cetônicos; 3. Aumento elevado de corpos cetônicos dá-se o nome de CETOSE. • Plasma: Cetonemia • Urina: Cetonúria 4. Concentração elevada de corpos cetônicos, resulta em acidose, que pode ocasionar em coma e morte (cetoacidose)• LIPOGÊNESE • Se carboidratos, proteínas ou gorduras são consumidas em excesso, além da capacidade energética, será armazenado na forma de triglicerídeos; • Ocorre no citosol das células hepáticas, adipócitos e glândulas mamarias; • Gorduras são produzidas quando o organismo está com excesso de ATP e Acetil-CoA • O Acetil-CoA, que é produzido na matriz mitocondrial, deverá ir em direção ao citosol (Lipogênese). Para isso ocorrer deverá ser convertido em citrato. • No entanto, o ATP inibe a ação da enzima isocitrato desidrogenase, então esse CITRATO é desviado para a síntese de lipídeos; • Citrato sai da matriz mitocondrial onde é quebrado novamente em Oxalacetato e Acetil CoA; • BIOSÍNTESE DE ACIDO GRAXO • Síntese de ácido graxos consiste na união sequencial de 2 carbonos. • 1° passo: Acetil-CoA tem que ser transformado em MalonilCoA • Recebe 1 carbono advindo do C02 (carboxilação) e gasta 1 ATP para este processo ocorrer • 2° passo: Malonil-CoA vai incorporando 2 carbonos ao Acetil até ser transformado em ácido palmítico (16c). Que produz: • 1 Acetil CoA • 7 Malonil – CoA • 14 NADPH • 7 ATP • GLICONEOGÊNESE • Uma vez esgotado o glicogênio, faz-se GLICONEOGÊNESE; • Processo anabólico; • Parte de compostos de 3 carbonos(Alanina, lactato, Glicerol); • Forma um composto de 6 carbonos (Glicose); • Jejum de uma noite: 90% da gliconeogênese ocorre no fígado 10% rins • Durante Jejum prolongado: rins ficam responsáveis por 40% • A gliconeogênese é o caminho inverso da glicólise: o piruvato é transformado em glicose; • Na glicólise alguns passos são irreversíveis, por isso será realizado 3 desvios: • 1 - Piruvato para Fosfoenoilpiruvato • 2 - Frutose-1,6- bisfosfato para Frutose-6- fosfato • 3 - Glicose-6-Fosfato para Glicose • O piruvato é convertido em oxalacetato antes de ser transformado em fosfoenoilpiruvato; • LACTATO • Ciclo de Cori; • No músculo durante o exercício físico acentuado Piruvato é convertido a Lactato • O Lactato é levado até o fígado onde é transformado em piruvato e posteriormente a glicose • A gliconeogênese a partir do lactato é um processo que requer ATP: • 2Lactato + 6ATP + 6H2O → Glicose + ADP + 6Pi + 4H+ • AMINOÁCIDOS • Durante o jejum prolongado, aminoácidos são liberados a partir da hidrólise de proteínas teciduais, principalmente dos músculos esqueléticos. • ALANINA é o mais importante aminoácido para a gliconeogênese. • METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS • CICLO DA UREIA • Diferentemente de gorduras e carboidratos, não há forma de armazenar aminoácidos. • Excesso de aminoácidos são rapidamente degradados: • Aminoácidos advém: • Catabolismo proteico (exógeno) • Catabolismo proteico (Endógeno) • Anabolismo endógeno • Dependendo do aminoácido envolvido serão: • Aminoácidos glicogênicos • Aminoácidos cetogênicos • Tanto polissacarídeos como lipídeos não possuem nitrogênio em sua estrutura. Portando para síntese destes, é necessário retirá-lo da molécula; • Nitrogênio entra no corpo na variedade de compostos alimentares; • Principalmente proteínas da dieta; • Nitrogênio sai do corpo como: • Ureia: nos vertebrados terrestres e tubarões; • Amônia: na maior parte dos vertebrados aquáticos; • Ácido úrico: em aves e repteis; • De forma exógena, a proteína ingerida ativa a enzima pepsina pelo HCL, no estomago. Os polipeptídios são afetados pela enzima tripsina liberada no pâncreas e levando os aminoácidos do intestino delgado até o fígado. • A proteína é marcada pela ubiquitina para ser degradada e levada até o proteossomo; • Todo aminoácido quando retirado o grupo amino (NH2) é transformado em outra molécula, chamado transaminação - catalisada por transaminases – SE TORNANDO UM ALFA-CETOACIDO; • O grupo amino é pego por um ALFA- CETOGLUTARATO se transformando em um GLUTAMATO; • O GLUTAMATO pode seguir dois caminhos: • Fazer uma nova transaminação: remove o grupo e amino, transferindo-o para o oxalacetato se tornando um aspartato; • Ou, fazer uma desaminação: grupamento amina fica livre na forma de amônia e sendo liberado pelo corpo – há investimento de energia vindo do NADP; • Ocorre no fígado; • AMÔNIA • Composto solúvel e altamente toxico; • NH4 – forma ionizada; • Pode causar encefalopatia, interfere na síntese de neurotransmissores causando letargia e falta de direção, desidratação; • Precisa ser convertida em ureia, tal transformação ocorre no figado e a amônia precisa ser transportada até lá podendo ser incorporada na Glutamina ou na Alanina; • CICLO DOS AA
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