Respiração celular aeróbica e fermentação- atual

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Metabolismo
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Processo de obtenção, armazenamento e 
utilização de Energia, e a transformação de 
precursores conseguidos do meio em 
compostos característicos de cada 
organismo. 
As reações que compõem o 
metabolismo organizam-se em 
VIAS METABÓLICAS.
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As vias metabólicas são sequências definidas 
de reações enzimáticas específicas.
As vias metabólicas funcionam de 
modo inter-relacionado e 
extremamente coordenado.
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Catabolismo 
Para manterem-se vivos e desempenharem suas 
funções biológicas, os seres vivos precisam 
continuamente de ENERGIA
Fototróficos – obtêm a ENERGIA de que 
necessitam da luz solar.
Quimiotróficos – obtêm energia oxidando 
compostos encontrados no meio ambiente.
●Quimiolitotróficos 
●Quimiorganotróficos
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●Quimiolitotróficos 
-Certos microorganismos que são 
capazes de oxidar compostos 
inorgânicos.
-Vários procariotos são capazes 
de utilizar a energia presente em 
compostos inorgânicos.
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●Quimiorganotróficos
→A maioria dos organismos e todos os
animais, por necessitarem oxidar
substâncias orgânicas.
→As substâncias orgânicas oxidáveis
utilizadas pelos seres humanos, estão
presentes em seus alimentos, na forma de
carboidratos, lipídeos e proteínas.
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Esquema simplificado de obtenção de energia em 
quimiorganotróficos
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1)Os nutrientes ao serem oxidados, perdem
prótons (H+)e elétrons (e-).
2) Os seus átomos de carbono são convertidos
em CO2.
3) Os prótons e elétrons são recebidos por
coenzimas.
4)As coenzimas transferem estes prótons e
elétrons para o oxigênio molecular
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→Esta reoxidação das coenzimas, obtida pela 
transferência dos prótons e elétrons para o 
oxigênio molecular, converte o oxigênio 
molecular à agua. 
→ A energia derivada desta oxidação é utilizada 
para produzir o ATP – ADENOSINA TRIFOSFATO, a 
partir do ADP –adenosina difosfato e do fosfato 
inorgânico (Pi ou HPO4
2-)
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Reações endergônicas e 
exergônicas
• Energia livre de Gibbs, G:
Quantidade de energia associada a uma 
reação, é a capacidade de realizar trabalho.
• Quando a reação libera energia a variação na 
energia livre de Gibbs tem sinal negativo
• ΔG<0 (exergônica)
• Quando a reação absorve energia a variação 
na energia livre de Gibbs tem sinal positivo
• ΔG>0 (Endergônica)
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ENTALPIA -
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∆H = ENTALPIA DOS PRODUTOS – ENTALPIA DOS REAGENTES
∆H = 500 – 162 = + 338 
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∆H = ENTALPIA DOS PRODUTOS – ENTALPIA DOS REAGENTES
∆H = 162 – 500 = - 338 
Exemplos 
• Reações exergônicas e endergônicas
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Há basicamente três formas a 
partir das quais o organismo 
obtém energia (ATP):
1.Glicólise anaeróbia (fermentação);
2.Respiração aeróbia (oxidação da 
glicose);
3.Sistema Creatina-Fosfato.
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ATP
• ADENOSINA TRIFOSFATO
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ADP + Pi + → ATP
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ENERGIA
Produção ou síntese de ATP a partir do 
ADP
ATP(adenosina trifosfato)
» estrutura
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ATP, ADP, AMP
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Produção de ATP a partir do ADP
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Liberação de energia a partir do 
ATP
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COMPOSTOS FOSFATADOS
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1-Sistema creatina- fosfato
A creatina é um composto nitrogenado que é sintetizado pelo 
organismo humano em pequenas quantidades (1g~2g por dia). 
Tecnicamente, ela é produzida pela reação de glicina, arginina e 
metionina, três aminoácidos normalmente encontrados na 
dieta.
Fórmula estrutural da creatina.
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Por ser naturalmente produzida pelo corpo.
No organismo humano, a creatina é armazenada 
principalmente no músculo esquelético.
A creatina é obtida na dieta pelo consumo de carne 
vermelha, em sua maior parte.
A carne vermelha é uma das melhores fontes naturais 
de creatina.
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http://lh3.ggpht.com/_WsZhZkP1uXI/TJBfdjmA-uI/AAAAAAAAAC8/GevmRYj5fN4/s1600-h/meat[1][3].jpg
O sistema creatina-fosfato (CP) 
é, de longe, o que produz ATP 
mais rapidamente. Porém, há 
um problema: ele se esgota na 
mesma velocidade. 
A duração do sistema, em 
indivíduos normais não-
suplementados, gira em torno de 
5s a 10s.
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Respiração Celular Aeróbica e 
fermentação
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RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBICA
Glicose + O2 → 6CO2 + 6H2O + ENERGIA 
36 OU 38 ATPs
ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR 
AERÓBICA 
• Glicólise→Ciclo de Krebs→Cadeia respiratória
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GLICÓLISE ( no citosol)
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Ciclo de Krebs na matriz 
mitocondrial
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Cadeia respiratória na membrana interna 
da mitocôndria.
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Fermentações
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Fermentações
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Destinos da glicose
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Cofatores e Coenzimas
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Cofator
Um íon inorgânico ou uma coenzima,
necessário para a atividade enzimática (
Mg2+ , Cu2+ , Fe2+ , NAD+, Coenzima A, FAD,
entre outros).
Coenzima – Um cofator orgânico necessário
para a atividade de determinadas enzimas.
Com frequência, tem um componente
vitamínico.
Coenzimas 
• São cofatores de origem
orgânica, que atuam nas vias
metabólicas.
- NAD+
- FAD+
- COENZIMA A (CoA)
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Fosforilação da glicose 
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A)Glicogênese ou glicogenogênese
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Nos organismos desde as bactérias até as plantas e os vertebrados, o
excesso de glicose é convertido em formas poliméricas de
armazenamento :
- glicogênio nos vertebrados e fungos.
- Amido nas plantas.
Nos vertebrados, o glicogênio é encontrado principalmente no 
fígado e no músculo esquelético, podendo representar até 10% do 
peso do fígado e 1 a 2% do peso do músculo.
glicogênio
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Glicogênio muscular 
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O glicogênio do músculo fornece uma fonte de energia rápida para o 
metabolismo aeróbio e anaeróbio. 
Pode ser gasto em menos de uma hora durante atividade intensa.
O músculo armazena para uso próprio, não distribuindo para 
outras células do organismo.
Glicogênio hepático
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Serve como um reservatório de glicose para os outros tecidos
quando não há glicose disponível (entre as refeições ou no jejum);
isto é muito importante para os neurônios do cerébro, que não
podem usar ácidos graxos como combustível.
O glicogênio do fígado pode ser exaurido entre 12 e 24 horas
Nos humanos, a quantidade total de energia armazenada na
forma de glicogênio é muito menor do que a quantidade
armazenada como gordura (triglicérides), mas as gorduras, nos
mamíferos não podem ser convertidas em glicose e não podem
ser metabolizadas anaeróbicamente.
Glicogênese e glicogenólise
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B)Via das pentoses fosfato
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Principais produtos obtidos na via das pentoses : NADPH e RIBOSE-5-
FOSFATO.
Nesta via de oxidação, NADP+ é o receptor (aceptor) de elétrons, 
gerando NADPH. 
O NADPH é um doador de elétrons necessário para os processos de 
redução biossintéticas ( anabolismo). 
As células que se dividem rapidamente, como as da medula óssea, da 
pele e da mucosa intestinal, utilizam a pentose Ribose-5– fosfato para 
fazer RNA, DNA e coenzimas como ATP, NADH, FADH2 e Coenzima 
A. 
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C) Glicólise ou via glicolítica – pode levar a 
respiração celular aeróbica ou à fermentação.
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1)Glicólise ou Via glicolítica
• A via catabólica pela qual uma molécula
de glicose é quebrada (transformada) em
duas moléculas de piruvato(ácido
pirúvico). Ocorre no citosol.
• Etapa presente na fermentação e na 
respiração celular aeróbia. 
• Grego glykys = doce e lysis=quebra 
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Fases da glicólise
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Primeira fase da Glicólise
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Segunda fase da glicólise
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2)Destinos do piruvato - Condições 
aeróbicas (respiração celular aeróbica)
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2
2
2 2
2
2
2 2
3)Ciclo de Krebs
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2 ACETIL NO C.KREBS
6 NADH
2 FADH2
2 GTP → 2 ATP 
PRODUÇÃO DE ATP NO CICLO DE KREBS, A PARTIR DE GTP 
• GTP + ADP → ATP + GDP
Pi
GTP - GUANOSINA TRIFOSFATO / GDP GUANOSINA DIFOSFATO
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PRODUÇÃO DE ATP NO CICLO DE KREBS, A PARTIR DE GTP 
• GTP + ADP → ATP + GDP
Pi
GTP - GUANOSINA TRIFOSFATO
GDP GAUNOSINA DIFOSFATO
Importante – a produção de ATP, fora da
cadeia respiratória, é denominada
FOSFORILAÇÃOA NÍVEL DE
SUBSTRATO. 83
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*Cada NADH, pode gerar energia na cadeia
respiratória, para produzir 3 ATP
*Cada FADH2, pode gerar energia na cadeia
respiratória, para produzir 2 ATP
1)Glicólise 
• 2 NADH
• SALDO DE 2 ATP ( fosforilação a nível de 
substrato)
2) 2 piruvato → 2 ACETIL
2 NADH
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3) CICLO DE KREBS - (2 ACETIL NO CICLO DE) 
KREBS
*6 NADH
*2 FADH2
*2 GTP → 2 ATP 
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*Cada NADH, pode gerar energia na cadeia
respiratória, para produzir 3 ATP
*Cada FADH2, pode gerar energia na cadeia
respiratória, para produzir 2 ATP
Saldo final = 38 ATPS
10 NADH – 30 ATP
2 FADH2 – 4 ATP
TOTAL = 34 ATP
CÁLCULO DE ATP NA RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBICA 
A)Glicólise 
SALDO DE 2 ATP ( fosforilação a nível de substrato)
B)CICLO DE KREBS
SALDO DE 2 ATP ( fosforilação a nível de substrato
C)Cadeia respiratória – fosforilação oxidativa ( produção de 
ATP NA CADEIA RESPIRATÓRIA)
Ciclo de krebs – via anfibólica
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4)Cadeia respiratória ou cadeia transportadora de 
elétrons – fosforilação oxidativa
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Cadeia respiratória – modelo quimiosmótico
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36 ou 38 ATPS?
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SISTEMAS DE LANÇADEIRAS CONDUZEM INDIRETAMENTE 
NADH CITOSÓLICO PARA MITOCÔNDRIA. 
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LANÇADEIRA MALATO-ASPARTATO
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LANÇADEIRA DO GLICEROL-3-FOSFATO
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Estágios da respiração celular aeróbia
glicólise
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Ciclo de Krebs
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Cadeia respiratória
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Fermentações – Láctica e 
Etanólica
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IONIZAÇÃO DO ÁCIDO LÁTICO
ÁCIDOS LIBERAM H+ , COMO ÚNICO ÍON 
POSITIVO, AO SEREM DISSOLVIDOS NA ÁGUA
Destinos do piruvato
Fermentação lática
- ORGANISMOS ANAERÓBICOS
ou tecidos sob condições
anaeróbicas
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FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
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