INTRODUÇÃO AO METABOLISMO
Bioquímica II
Docente: Ana Claudia Pelizon
Conceito de Metabolismo
Conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no
interior de organismos vivos;
Para que serve o metabolismo
Permite uma célula ou sistema transformar os alimentos em energia, que será utilizada pelas células para que
as mesmas se multipliquem, cresçam, movimentem-se
Necessário para realizarmos nossas atividades diárias
• Obter energia química do sol ou de nutrientes;
• Converter moléculas dos nutrientes e da célula em precursores de macromoléculas;
• Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com necessidade celular.
Funções do Metabolismo
Divisão do Metabolismo
AnabolismoÉ a síntese, ou seja, formação do
composto. Onde pode ou não ocorrer gasto de energia (estoque)
CatabolismoOnde ocorre degradação ou “quebra” de
moléculas liberando energia (ligações químicas)
2 etapas:
Macromoléculas
ProdutosPobres em
Energia
NutrientesRicos em Energia
ADP NADFAD
ATPNADHFADH2
Moléculas Precursoras
AnabolismoCatabolismo
EnergiaQuímica
Quando o catabolismo supera o anabolismo → perda de massa (jejum / doença)
Quando o anabolismo supera o catabolismo → ganho de massa
Relação Catabolismo / Anabolismo
Catabolismo = anabolismo HOMEOSTASE
Organizado em vias metabólicas:
Reações químicas do metabolismo
São sequências de reações em que o produto de uma reação é utilizado como
reagente na reação seguinte
ORGANIZAÇÃO EM VIAS METABÓLICASORGANIZAÇÃO EM VIAS METABÓLICAS
As vias consistem numa seqüência de passos catalisados por enzimas;
Enzimas podem encontra-se separadas ou formar complexos multienzimáticos ou formar sistemas associados a membranas.
Diferentes ENZIMAS catalisam diferentes passos das vias metabólicas agindo de modo a
não interromper essas vias
Regulam as vias metabólicas em resposta a mudanças no ambiente celular ou sinais de
outras células
Tipos de Vias Metabólicas
S B C D P
Vias Lineares
Substrato Inicial
Intermediários Metabólicos Produto Final
B
S
C
D
P
E
Substrato Inicial
Tipos de Vias Metabólicas
Vias Cíclicas
IntermediáriosMetabólicos
Produto Final
S
C
D REnzima 3
Enzima 2
Enzima 1
Enzima 6
Enzima 5
D
QEnzima 4
Síntese e degradação de uma molécula não pode ocorrer simultaneamente numa mesma célula ou tecido;
Para que as rotas sejam controladas devem utilizar enzimas distintas e compartimentos celulares diferentes.
Outra rota
metabólica
Compartimento A Compartimento B
PP
Regulação do Metabolismo
A comunicação celular é fundamental para o controle do metabolismo, feita através de sinais químicos - moléculas
sinalizadoras;
Regulam a atividade das enzimas
Moléculas Sinalizadoras
Etapas da Sinalização
Resposta celular
1) Síntese e liberação da molécula
sinalizadora pela célula sinalizadora.
2) Transporte da molécula
sinalizadora até a célula alvo.
3) Detecção do sinal pela célula alvo através
de um receptor específico.
4) Modificação do metabolismo, acionada pelo complexo sinal-
receptor.
Sinalização Endócrina A molécula sinalizadora (hormônio) age na célula
alvo distante dela.
Célula-alvo
Célula (glândula) endócrina
Corrente sanguínea
Receptor
Tipos de Sinais Químicos Extracelulares
Sinalização SinápticaMolécula sinalizadora (neurotransmissor) age na
célula alvo próxima a ela.
Axônio
Fenda Sináptica
Neurônio pré-sináptico Célula pós-sináptica
Vesícula Sináptica
Receptor
Sinapse
Sinais Químicos Extracelulares
Sinalização AutócrinaCélula responde a substâncias liberadas por ela
mesma. Ex. fatores de crescimento
Sinais Químicos Extracelulares
Receptor
Meioextracelular
Meioextracelular
Receptor
Sinalização ParácrinaAgem em múltiplas células-alvo, próximas a ela. Ex: fatores de crescimento e neurotransmissores
Sinais Químicos Extracelulares
Célula-alvo
Célula-alvo
Célula-alvo
Célula sinalizadora
Receptor
Receptor
Sinalização Contato-DependenteProteína ligada à membrana plasmática da célula
interage com receptor da célula adjacente. Ex: Fator de crecimento epidérmico
Receptor
Proteína
Célula sinalizadora Célula-alvo
Sinais Químicos Extracelulares
Metabolismo também é:
O processo através dos quais as células capturam energia de outras células (vizinhas) e convertem nutrientes em blocos
construtores para a síntese de macromoléculas
EX: Polissacarídeos
É simplificado por 2 fatores:
Exibe somente pequenas variações dentro de células de uma mesma espécie;
Os processos metabólicos são acoplados ao longo de reações essenciais que podem ser organizadas em vias.
Ex: glicólise
Glicólise: oxidação da glicose a fim de obter ATP (armazena energia proveniente da respiração celular )
Ciclo de Krebs: oxidação da acetil-CoA para obter energia (intermediário do metabolismo)
Fosforilação oxidativa: eliminação dos elétrons liberados na oxidação da glicose e da acetil-CoA
Via das pentoses-fosfato: síntese de pentoses e obtenção de poder redutor para reações anabólicas
PENTOSE = tipo de açúcar formado por 5 carbonos de monossacarídeos. Para os seres vivos, as pentoses mais importantes são a ribose e a desoxirribose, que são as componentes estruturais dos ácidos nucléicos, os quais comandam as funções celulares
Vias metabólicas mais importantes:
Ciclo da uréia: eliminação de NH4+ (nitrato de
amônio) sob formas menos tóxicasΒ-oxidação dos ácidos graxos:
transformação desses ácidos em acetil-CoA para posterior utilização no ciclo de Krebs
Gliconeogênese: síntese de glicose a partir de moléculas menores para posterior utilização pelo cérebro
Relação das vias metabólicas
Regulação enzimática
Perfil metabólico característico de cada órgão
Controle hormonal
O ATP é a ”moeda de troca” energética nas células;
Organismos fototrópicos transformam energia luminosa em energia química sob forma de ATP;
Heterotróficos transformam alimentos em ATP;
O ciclo do ATP transporta energia da fotossíntese ou docatabolismo para os processos celulares que necessitam de energia.
ATP
ATP
1 Adenosina + 3 Fosfatos
NAD e FADTodo H+ que é liberado na reação é captado pelo NAD+ e FAD+;
COENZIMAS CELULARESCOENZIMAS CELULARES
NADComposto orgânico, forma ativa da coenzima B3;
Encontrado nas células de todos os seres vivos;
Transportador de elétrons nas reações metabólicas de oxirredução (ganho ou perda de elétrons);
Importante papel na produção de energia para a célula.
Nicotinamida Adenina Dinucleótido
NADH – adição de H
FADComposto orgânico, forma ativa da coenzima
B2;
Capazes de aceitar reversivelmente 2 átomos de H+, formando FADH2;
Estão ligadas fortemente a enzimas que catalisam a oxidação ou redução de um substrato.
FFlavina lavina AAdenina denina DDinucleotídeoinucleotídeo
FADH2
O NAD+ e FAD+ recolhem elétrons libertados no catabolismo;
Catabolismo é oxidativo – substratos perdem H+;
Anabolismo é redutivo - o NADPH e FADH fornecem elétrons para os processos anabólicos.
Reações de oxirredução no Metabolismo
Diferença entre NAD e FAD = quantidade de ATP que pode ser produzida Através de cada um / NAD = 3 moléculas / FAD = 2 moléculas
Medida
Quando o organismo gasta uma quantidade de calorias, simplesmente para manter suas funções
vitais quando se está em repouso, como na respiração e funcionamento cardiovascular
Taxa de metabolismo basal
Como funciona:
Peso – maior necessidade calórica
Idade – queda de metabolismo
Sexo – quantidade de massa muscular
Nível de atividade física – aumenta o metabolismo
Gasto de calorias em 1 dia
Então....Cada pessoa possui um gasto calórico diferente e
precisa de formas diferentes para alcançarseu objetivo, seja ganhar, perder ou manter.
Importância do músculo
Influencia no gasto energético – é um tecidometabolicamente ativo e quanto mais massa muscular
maior o gasto energético (calórico)
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