Fermentação e Respiração
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O documento discute os processos metabólicos de catabolismo e anabolismo, as vias do metabolismo energético como glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória, e a produção e efeitos dos radicais livres no metabolismo aeróbico.
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Fermentação e Respiração
- 2. a) CATABOLISMO • Reações de degradação • Reações exotérmicas ou exergônicas • Ex. Respiração e Fermentação b) ANABOLISMO • Reações de síntese • Reações endotérmicas ou endergônicas • Ex. Fotossíntese e quimiossíntese Metabolismo É o conjunto das reações químicas da célula Prof. Emanuel
- 3. Reação exergônica (libera energia) • Catabolismo • Respiração • Fermentação Reação endergônica (absorve energia) • Anabolismo • Movimentos • Transporte ativo Introdução ao metabolismo Prof. Emanuel
- 4. Classificação geral dos alimentos a) Alimentos energéticos • Carboidratos • Lipídios b) Alimentos plásticos • Proteínas c) Alimentos reguladores • Vitaminas • Sais minerais Prof. Emanuel
- 5. Transportadores de hidrogênioProf. Emanuel Liberação de íons H+ Metabolismo oxidativo Acidose NAD NADH2 Evita a acidose
- 6. a) NAD - Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo NAD + 2H+ NADH + H+ Transportadores de hidrogênio NAD OXIDADO A AH2 NADH2 REDUZIDO B BH2 Prof. Emanuel
- 7. Molécula energética ENZIMAS POSSUEM SÍTIOS ATIVOS PARA MOLÉCULAS ALTAMENTE ENERGÉTICAS E PARA O NAD O HIDROGÊNIO É TRANSFERIDO PARA O NAD O NADH PODE ENTÃO TRANSFERIR ESTE HIDROGÊNIO PARA OUTRAS MOLÉCULAS Transportadores de hidrogênioProf. Emanuel
- 8. NAD - Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo NAD (oxidado) NADH + H+ (reduzido) Prof. Emanuel
- 9. Transportadores de hidrogênio b) FAD – Flavina Adenina Dinucleotídeo FAD + 2H+ FADH2 Prof. Emanuel
- 10. FAD - Flavina Adenina Dinucleotídeo FAD (oxidado) FADH2 (reduzido) Prof. Emanuel
- 11. ATP – Adenosina trifosfato ATP – Energia prontamente utilizável ou energia metabólica Prof. Emanuel Adenosina = Adenina + Ribose Ligação fosfo-anidro (alta energia)
- 12. Açúcar Queima do açúcar ADP + P ATP e e ATP –Adenosina trifosfato Utilizada para as reações metabólicas Prof. Emanuel
- 14. Características gerais • Processo simples e primitivo • Via anaeróbica do catabolismo • Ocorre no hialoplasma • Ocorre a degradação parcial da molécula combustível (glicose) • O receptor final é um composto orgânico derivado da quebra da molécula combustível • Saldo energético: 2 ATP FERMENTAÇÃO Prof. Emanuel
- 15. C6H12O6 C3H4O3 C3H4O3 - 2 ATP + 4 ATP 2 ATP 2 NAD (Oxidado) 2 NADH2 Ac. Pirúvico ou piruvato (Reduzido) Glicólise ou via glicolítica É a quebra anaeróbica da glicose (6C) até a formação de duas moléculas de ácido pirúvico (3C) Prof. Emanuel
- 16. Glicólise ou via glicolítica Prof. Emanuel
- 17. C6H12O6 2 NAD 2 NADH2 2 ATP 2 C3H4O3 PiruvatoGlicose 2 C3H6O3 Lactato 2 NAD2 NADH2 • Produto final: Ácido lático ou lactato (3C) • Não ocorre descarboxilação do piruvato Tipos de fermentação Fermentação Lática Prof. Emanuel
- 18. Tipos de fermentação • Efetuada por bactérias (Lactobacilos) • Utilizada na fabricação de laticínios e conservas Prof. Emanuel
- 19. • A produção de lactato na musculatura pode causar fadiga e dores musculares Tipos de fermentação Prof. Emanuel Produção de Lactato Fadiga muscular Atividade muscular com hipóxia
- 20. Glicose Glicose Piruvato Piruvato LactatoLactato Fígado Sangue Músculo • A maior parte do lactato vai para o sangue e depois é degradada no fígado - Ciclo de Cori Tipos de fermentação Prof. Emanuel Sangue
- 21. 2 NAD 2 NADH2 2 ATP 2 C3H4O3 PiruvatoGlicose Fermentação alcóolica ou etílica C6H12O6 2 CO2 2 C2H4O Aldeído acético 2 C2H6O Etanol 2 NADH2 2 NAD• Produto final: Etanol (2C) • Ocorre a descarboxilação do piruvato Tipos de fermentação Prof. Emanuel
- 22. • É efetuada por fungos Saccharomyces cerevisae (leveduras) Tipos de fermentação Prof. Emanuel Unicelulares Eucariontes Anaeróbicos facultativos
- 23. • Utilizada na produção de combustíveis,bebidas alcóolicas e na panificação Tipos de fermentação Prof. Emanuel
- 24. Fermentação acética • Produz ácido acético • Efetuada por bactérias • Utilizada na produção de vinagre Pasteur (1822-1895) Tipos de fermentação Prof. Emanuel
- 25. Tipos de fermentação Prof. Emanuel
- 27. • Via aeróbica do catabolismo • Ocorre a degradação total da glicose • Utiliza o oxigênio como receptor final • Saldo final: 36 ou 38 ATP • Associada com a produção de radicais livres Respiração Celular Prof. Emanuel Características gerais
- 28. • Nos procariontes está associada com os mesossomos Respiração Celular Prof. Emanuel Mesossomo
- 29. • Etapas: a) Glicólise – Extra mitocondrial b) Ciclo de Krebs – Intramitocondrial c) Cadeia respiratória –Intramitocondrial • Equação: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP Respiração Celular Prof. Emanuel
- 30. • Organela exclusiva dos eucariontes • Delimitada por duas membranas lipoprotéicas • Preenchida pela matriz mitocondrial Mitocôndrias Prof. Emanuel Matriz mitocondrial: Água, sais, vitaminas, carboidratos, proteínas, Ácidos orgânicos, Ribossomos(70S), RNA e DNA Membrana interna Membrana externa Crista Matriz
- 31. Reprodução das mitocôndrias por fissão binária. (condrocinese) Mitocôndrias Prof. Emanuel
- 32. Mitocôndrias Prof. Emanuel Energia X Radicais livres SET H2O2 O2 -
- 33. 2 NAD 2 NADH2 2 ATP 2 C3H4O3 PiruvatoGlicose C6 H12O6 • É a quebra da glicose até a formação de 2 moléculas de Piruvato • Ocorre no hialoplasma em anaerobiose A glicólise é uma via metabólica universal Glicólise Prof. Emanuel
- 34. Glicólise Prof. Emanuel Glicose Etanol ou lactato Anaeróbico Aeróbico Piruvato
- 35. Glicólise Prof. Emanuel Glicólise ATP NADH2 Piruvato Energia prontamente utilizável Cadeia respiratória Mitocôndria (Ciclo de Krebs)
- 36. • É a transição entre a glicólise e o ciclo de Krebs HIALOPLASMA MATRIZ MITOCONDRIAL 2 Piruvato (3C) 2 ACETILCoA (2C) 2 NAD 2 NADH2 2 CoA 2 CO2 • Ao passar pelo complexo enzimático Piruvato desidrogenase o Ac. Pirúvico sofre desidrogenação, descarboxilação e reage com a CoA originando a AcetilCoA, CO2 e NADH2 Acetilação ou D.O.P. Prof. Emanuel
- 37. Acetilação Prof. Emanuel D.O.P. CO2 NADH2 AcetilCoA Liberado para o meio Cadeia respiratória Ciclo de krebs
- 38. Ácido cítrico (6C) • Ocorre na matriz mitocondrial • Subtratos: AcetilCoA(2C), água, NAD, FAD, ácido oxaloacético(4C) O ácido cítrico sofre uma série de reações cíclicas de descarboxilações e desidrogenações originando novamente o oxaloacetato AcetilcoA (2C) + Ac. Oxaloacético (4C) Ciclo de Krebs Prof. Emanuel
- 39. Ac. Oxalo- acético (4c) AcetilCoA (2C) Ac. Cítrico (6C) Ac. Cetoglutárico (5C) Ac. Málico (4C) Ciclo de Krebs Prof. Emanuel NADH2 CO2 CO2 FADH2 1 ATPNADH2 NADH2
- 40. Ciclo de Krebs Prof. Emanuel
- 41. ATP Ciclo de Krebs Prof. Emanuel
- 42. Ciclo de Krebs Prof. Emanuel
- 43. Ciclo de Krebs Prof. Emanuel
- 44. Para cada molécula de AcetilcoA são produzidos: X 2 = Ciclo de Krebs Prof. Emanuel 1 ATP 2 CO2 3 NADH2 1 FADH2 2 ATP 4 CO2 6 NADH2 2 FADH2
- 45. Ciclo de Krebs e o anabolismo Prof. Emanuel
- 46. Glicólise Hialoplasma Via universal Glicose NAD 2 Piruvatos 2 NADH2 2 ATP Ciclo de Krebs Matriz mitocondrial NAD/FAD 6 NADH2 2 ATP D.O.P. MitocôndriaNAD 2 AcetilCoA 2 NADH2 2 CO2 Piruvato AcetilCoA 4 CO2 H2O Balanço energético Prof. Emanuel 2 FADH2
- 47. a) Glicólise 2 ATP 2 NADH2 b) Acetilação 2 CO2 2 NADH2 c) Ciclo de krebs 2 ATP 6 NADH2 2 FADH2 4 CO2 2 6 6 2 18 4 X 3 X 3 X 3 X 2 38 ATP Balanço energético Prof. Emanuel
- 48. • Ocorre nas cristas mitocondriais • Os NADH2 e FADH2 produzidos na etapas anteriores são direcionados para a cadeia respiratória • O oxigênio é o aceptor final ocorrendo formação de água Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa Prof. Emanuel
- 49. • Proteínas da membrana mitocondrial interna participam da cadeia transportadora de elétrons • Ex. Citocromos Hipótese de Mitchell (gradiente quimio-osmótico) Prof. Emanuel
- 50. • Durante a cadeia respiratória ocorre o bombeamento de íons de hidrogênio (H+) para o espaço intermembranar criando um gradiente quimio-osmótico Hipótese de Mitchell (gradiente quimio-osmótico) Prof. Emanuel NADH2 NAD H+ H+ Cadeia respiratória
- 51. • Os íons (H+) obedecendo ao gradiente de concentração retornam para a matriz mitocondrial através de uma proteína ATPsintetase gerando energia para recarregar o ATP (fosforilação oxidativa) Hipótese de Mitchell (gradiente quimio-osmótico) Prof. Emanuel
- 52. Hipótese de Mitchell (gradiente quimio-osmótico) Prof. Emanuel
- 53. ATP sintetase Prof. Emanuel
- 54. Visão geral Prof. Emanuel
- 55. Visão geral Prof. Emanuel Glicose Glicólise Cadeia respiratória ATP ATP ATP
- 56. Visão geral Prof. Emanuel
- 57. Visão geral Prof. Emanuel
- 58. Visão geral Prof. Emanuel
- 59. Respiração anaeróbica Prof. Emanuel • Via anaeróbica do catabolismo • Utiliza outro composto inorgânico como receptor final (nitratos,sulfatos,compostos de ferro) • Efetuada por bactérias anaeróbicas Características gerais
- 60. "O oxigênio constitui tanto um benefício quanto uma ameaça aos organismos. Os seres que capacitaram-se a usufruir seus benefícios desenvolveram ao longo da evolução uma série de defesas contra os seus perigos" Radicais livres Prof. Emanuel
- 61. SEM OXIGÊNIO: • Pelo metabolismo ANAERÓBIO, o saldo final de uma molécula de glicose é de 2 ATP • Incompatível com a organização pluricelular COM OXIGÊNIO: • Pelo metabolismo AERÓBIO, o saldo final de uma molécula de glicose é de 38 ATP • Compatível com a manutenção pluricelular • Produção de radicais livres Radicais livres Prof. Emanuel
- 62. • São compostos que apresentam, em sua órbita externa, um elétron desemparelhado. • São normalmente derivados do O2 (ERMO) • A instabilidade faz com que os radicais livres sejam altamente reativos Radicais livres Prof. Emanuel Radical livre
- 63. • Na cadeia respiratória, a maior parte do O2 origina água. • Quando a mitocôndria deixa escapar um elétron solitário, que é logo roubado pelo oxigênio surge o radical superóxido. • A superóxido dismutase estimula a transformação do superóxido em água oxigenada • A catalase dos peroxissomos decompõem a água oxigenada. Radicais livres Prof. Emanuel
- 64. Fontes endógenas: • Cadeia respiratória • Ação dos peroxissomos • Liberação intensa de cortisol Fontes exógenas: • Herbicidas, poluentes do ar, radiação UV, cigarro, álcool e dieta hipercalórica Radicais livres - Produção Prof. Emanuel
- 65. Radicais livres - Produção Prof. Emanuel
- 66. Radicais livres Prof. Emanuel Efeitos positivos • Fagócitos do sistema imune utilizam radicais livres para destruir patógenos. Pseudópode Bactéria Neutrófilo Ação do radical superóxido
- 67. • Reação com os lipídios da membrana plasmática • Desnaturação protéica (colágeno) • Mutações gênicas somáticas (envelhecimento e câncer) e germinativas (transmitidas aos descendentes) • Reação com o LDL aumentando risco de acidentes vasculares • Alteração na produção de neurotransmissores Radicais livres Prof. Emanuel Efeitos negativos
- 68. • Ingestão de compostos anti-oxidantes • Compostos flavonóides • Vitaminas C, E, Carotenóides • Zinco, cobre, selênio • Dieta de restrição calórica Radicais livres - Prevenção Prof. Emanuel
- 69. • Atividade física moderada • Redução dos níveis de stress Radicais livres - prevenção Prof. Emanuel