Introdução ao Metabolismo
Celular
Nutrição
Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto
Energética básica
Energia é a capacidade de realizar
trabalho, que ocorre quando uma força
age sobre um objeto pela distância.
Energética básica
• Mudanças de energia estão relacionadas
a mudanças na matéria.
►Energia cinética: é a energia de movimento.
Esse tipo de energia realiza trabalho.
►Energia potencial: é a energia de estado ou
posição, isto é, energia armazenada.
Energética básica
Energética básica
Energética básica
• Em todas as células de todos os organismos ocorrem dois tipos de reações metabólicas:
►Reações anabólica: ligam moléculas simples, formando moléculas mais complexas.
►Reações catabólicas (catabolismo): decompõem moléculas complexas em moléculas mais simples.
Energética básica
Energética básica
• Metabolismo de um organismo transforma a matéria
e a energia, sujeita às leis da termodinâmica.
►A totalidade das reações químicas do organismo é chamado de
metabolismo;
►Metabolismo é uma propriedade emergente da vida que surge a
partir das interações entre as moléculas no ambiente ordeiro da
célula.
Energética básica
• A química da vida é organizada em vias metabólicas. ► Uma via metabólica começa com uma molécula específica, que é
modificada por uma série de passos definidos para formar um produto específico.
► Uma enzima específica catalisa cada passo do caminho.
► Vias catabólicas liberam energia através da quebra de moléculas complexas em compostos mais simples.
A principal via de catabolismo é a respiração celular, na qual a glicose é
decomposto em presença de oxigênio para dióxido de carbono e água.
A energia liberada por vias catabólicas torna-se disponível para fazer o trabalho da célula, como o batimento ciliar ou transporte da membrana.
Energética básica
Energética básica
Energética básica
• Vias anabolizantes, também chamadas de vias biossintéticas, consomem energia para construir moléculas complexas a partir de compostos mais simples.
A síntese de proteínas a partir de aminoácidos é um exemplo de
anabolismo.
► A energia liberada a partir de reações declive de vias catabólicas pode ser armazenada e então usada para acionar as reações subida de vias anabólicas;
► A energia é fundamental para todos os processos metabólicos, e, portanto, uma compreensão da energia é a chave para entender como funciona célula viva;
► A bioenergética é o estudo de como a energia flui através de organismos vivos.
Bioenergética
• Organismos transformam energia.
►Energia é a capacidade de causar mudanças.
Na vida cotidiana, algumas formas de energia pode ser
usada para fazer o trabalho, ou seja, a mover a matéria
contra as forças opostas, como a gravidade e a fricção.
Bioenergética
Bioenergética • A energia existe sob diversas formas, e as células transformam a
energia de um tipo para outro.
► A energia cinética é a energia associada ao movimento relativo dos
objetos.
Objetos em movimento podem executar o trabalho de transmissão de
movimento para outro;
O calor ou energia térmica é a energia cinética associada ao movimento aleatório dos átomos ou moléculas;
Fóton de luz pode ser capturado e sua energia aproveitada para a fotossíntese nas plantas de energia verde.
► Energia potencial é a energia que a matéria possui devido à sua localização ou estrutura. Água atrás de uma represa possui energia por causa de sua altitude acima do
nível do mar;
As moléculas possuem energia por causa do arranjo de seus átomos;
A energia química é uma forma de energia potencial armazenada nas moléculas por causa do arranjo de seus átomos.
Bioenergética
• A energia pode ser convertida de uma forma para outra.
► Por exemplo, como um garoto sobe as escadas para uma plataforma
de mergulho, ele está liberando a energia química armazenada em suas células a partir dos alimentos que comeu no almoço;
A energia cinética do seu movimento muscular é convertida em energia
potencial que ele sobe;
Como o menino mergulha, a energia potencial é convertida novamente em energia cinética;
A energia cinética é transferida para a água como o menino entra nela;
Parte da energia é convertida em calor devido ao atrito.
Bioenergética
• As transformações de energia de vida estão sujeitas a duas leis da termodinâmica.
►Termodinâmica é o estudo das transformações de
energia que ocorrem em uma coleção da matéria;
►Um sistema isolado fechado, por exemplo: o líquido em uma garrafa térmica, não é capaz de trocar energia ou matéria com o ambiente;
►Em um sistema aberto, energia e matéria podem ser transferidos entre o sistema e seus arredores.
Bioenergética
Bioenergética
• Os organismos são sistemas abertos: Eles absorvem energia de luz ou energia química na forma de moléculas orgânicas e libertação de calor e produtos metabólicos, como a uréia ou CO2, para o seu entorno. ►A primeira lei da termodinâmica declara que a energia do
universo é constante: A primeira lei também é conhecida como o princípio da
conservação da energia;
A energia pode ser transferido e transformado, mas não pode ser
criada ou destruída.
Plantas não produzem energia, elas transformam a energia luminosa
em energia química;
Durante a qualquer cessão ou transformação de energia, alguma energia é convertida em calor, que é a energia associada ao movimento aleatório de átomos e moléculas.
Bioenergética
• A segunda lei da termodinâmica:
► Todos os aumentos de transferência de energia ou a transformação da entropia do universo. Embora a ordem pode aumentar localmente, há uma tendência inevitável para
a aleatorização do universo.
Grande parte do aumento da entropia do universo tem a forma de calor aumentando a energia do movimento molecular ao acaso.
Automóveis convertem apenas 25% da energia da gasolina para o movimento, o resto é perdido como calor.
Bioenergética
• Reações químicas liberam e absorvem
energia
A quantidade de energia liberada ou captada
está diretamente relacionada à tendência que
uma reação tem em se completar.
Bioenergética
►Reação espontânea: Quando uma reação
passa da metade de sua trajetória para se
completar sem entrada de energia.
►Reação não-espontânea: Necessita de
energia para iniciar.
Bioenergética
►Reação exergônica: reação que desprende
energia livre.
►Reação endergônica: exigem energia livre
do ambiente.
Bioenergética
Bioenergética
• ATP: Transferindo Energia nas Células
►Todas as células vivas precisam de ATP;
►Responsável pela capitação, transferência, e armazenamento da energia livre;
►Pode ser hidrolisado e pode doar um grupo fosfato a muitas moléculas diferentes.
Bioenergética
Bioenergética
• Uma molécula de ATP consiste de uma
base nitrogenada adenina ligada à ribose
(açúcar), que é unida a uma seqüência de
três grupos fosfato.
• A hidrólise do ATP forma ADP e íons
fosfato inorgânico, além de energia livre.
Bioenergética
Bioenergética
ATP + H2O ADP + Pi + energia livre
Bioenergética
• Esta reação é exergônica, desprendendo
energia livre;
• O equilíbrio para essa reação tende para
a direita, para produção de ADP.
Bioenergética
Bioenergética
• Enzimas
►São Catalisadores biológicos
►Um catalisador é toda a substancia que
acelera uma reação química sem ser utilizada
nela.
Bioenergética
ESTUDEM!!!
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