Respiração celular

vestibular

1. METABOLISMO OXIDATIVO CELULAR
SÍNTESE DO ATP
Cristina Brandão

2. BIOLOGIA
ENERGÉTICA
Estuda os processos de obtenção de energia
a partir de moléculas combustíveis.
ENERGIA= ATP
Energia prontamente utilizável

3. ATP ( adenosina trifosfato)
P~P~P= Energia nas ligações de P
NUCLEOSÍDEO

4. ~P~P~P= ATP ~P~P= ADP
~P= AMP

5. TRANSPORTADORES DE HIDROGÊNIO
a) NAD - Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo
NAD + 2H
+
 NADH
2
b) FAD - Flavina Adenina Dinucleotídeo
FAD + 2H
+
 FADH
2

 NAD e FAD são transportadores intermediários de elétrons e
hidrogênios. Quando ocorre a quebra, oxidação de moléculas
orgânicas (GLICOSE),hidrogênios e elétrons são liberandos no meio
podendo acidificá-lo. Para que o meio não fique ácido, NAD e FAD
recebem os elétrons e hidrogênios levando-os para um aceptor
final. Na respiração o aceptor final é o oxigênio encontrado nas
cristas mitocondriais.

6. Reações metabólicas para formação do ATP
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

7. Fotossíntese, fermentação e
respiração
Glicose
Glicólise
36 ou 38 ATP 2 ATP
Fotossíntese
Fermentação
Respiração
Aeróbica ou anaeróbica

8. Respiração aeróbia
Equação geral


C
6H
12O
6 + 6O
2 6CO
2 + 6H
2O
e
ADP + Pi ATP

9. O termo “Respiração”
Trocas gasosas e ventilação
Superfície respiratória
Sistema respiratório

Respiração celular
Processo de obtenção de energia
Produção de ATP

10. Local da respiração celular:
Ocorre no citosol e mitocôndrias das células eucarióticas

 Ocorre também no citosol e membrana plasmática de células procarióticas

11. Mitocôndrias
Membrana externa
Membrana interna
Matriz mitocondrial
Cristas
mitocondriais
DNA
RNA
Ribossomos
Síntese protéica
a auto-duplicação
CITOSOL

12. Teoria da Endossimbiose sequencial (SET)
(Margulis)

Bactéria anaeróbica
Célula eucariótica animal
Bactéria aeróbicas
Cianobactérias Célula eucariótica vegetal
Fagocitose

13. Etapas da respiração
CITOSOL
3
Glicólise

Descarboxilação
do piruvato ( acetilação)

Ciclo de Krebs

Fosforilação
oxidativa
1
3
4
2
4
1
2
 Segundo A SET as mitocôndrias
foram originadas de bactérias
aeróbicas.

14. Glicose = Molécula preferencial nos
processos de obtenção de energia.
A quebra da glicose
promove acidez ao citosol.

A participação do NAD e
FAD é importante para
evitar que isso aconteça.

15. Glicólise: fase anaeróbica
(3 C) Piruvato
ADP ADP
3 C ~ P 3 C ~ P
Pi Pi
NAD
P ~ 3 C ~ P
NADH
2
NAD
P ~ 3 C ~ P
P ~ 3 C
ADP
ATP

ADP
ATP

P ~ 6 C ~ P
Glicose (6C)

(3 C) Piruvato
ATP
ATP

NADH
2
CITOSOL
P ~ 3 C
ADP
ATP

ADP
ATP

16. C
6H
12O
6
C
3H
4O
3

C
3H
4O
3

- 2 ATP
+ 4 ATP
2 ATP
2 NAD
(Oxidado)
2 NADH
2
Ac. Pirúvico ou piruvato
 Glicólise é a quebra anaeróbica da
glicose(6C) até a formação de duas
moléculas de ácido pirúvico ou piruvato
(3C).

Não depende de organelas
membranosas para acontecer
(Reduzido)
Glicólise ( RESUMIDA)

17. Em resumo
Glicose
(6C)

2 NADH
2
2 ATP

(3 C) Piruvato
(3 C) Piruvato
CITOSOL

18. Descarboxilação do Piruvato
NAD
NADH
2
(3 C) Piruvato
(2 C) Acetil CoA
CO
2
CoA

CITOSOL MATRIZ MITOCONDRIAL
(3 C) Piruvato

19. Para que ocorra Ciclo de Krebs o piruvato deve passar
para o interior da mitocôndria
HIALOPLASMA MATRIZ MITOCONDRIAL
2 Piruvato (3C) 2 ACETILCoA
(2C)
2 NAD 2 NADH
2
2 CoA 2 CO
2
Ao passar pelo complexo enzimático Piruvato desidrogenase o Ac.
Pirúvico sofre desidrogenação, descarboxilação e reage com a CoA
originando a AcetilCoA, CO
2 e NADH
2

20. Ciclo de Krebs
(2c) CoA
NAD

NADH
2
CO
2
CO
2
NAD

NAD

ADP + Pi
ATP

FAD

4c
4c
4c
5c
6c
MATRIZ
MITOCONDRIAL
3 NADH
2
1 FADH
2
1 ATP
NADH
2
FADH
2

21. Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico
AcetilcoA (2C) + Ac. Oxalacético (4C)
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

22. Formação do ATP ( Fosforilação Oxidativa)
ADP+Pi
ATP
H
+
H
+
H
+
H
+
H
+
4H
+
H
+
NAD

NAD+ H
+
H
+
2H
+
H
+
H
+
H
+
1
/
2
O
2
H
+
2e
-
2e
-
H
2O

ATP-sintetase
NAD
desidrogenase
Complexo
citocromo
redutase BC1
Citocromo C
Oxidase
Ubiquinona
Citocromo C
FAD

FAD+ H
+
H
+

23. Rendimento energético

Glicólise
2 ATP
2 NADH
2
2 ATP
6 ATP
Descarboxilação
do piruvato

1 NADH
2



X2

2 NADH
2


6 ATP
Ciclo
De
Krebs
3 NADH
2
1 FADH
2 1
ATP
6 NADH
2
2 FADH
2
2 ATP
18 ATP

4 ATP
2 ATP
Total - 38 ATP

24. 2) A cadeia transportadora de elétrons consiste num conjunto de ligações, a
maioria através de proteínas integradas na membrana interna das mitocôndrias
(cristas). Estas proteínas são alternamente reduzidas e oxidadas, dado que
justifica o nome fosforilação oxidativa.

3) NAD desidrogenase (complexo I), Complexo citocromo redutase ( complexo
III), e citocromo oxidase( complexo IV) além de transportar elétrons, bobeiam
hidrogênios para o espaço intermembranas contra o gradiente de concentração
com energia liberada do transporte de elétrons.




4) O oxigênio é o aceptor final da CR, ficando reduzido na forma de água.

DICAS:
1)Os elétrons e hidrogênios provenientes da glicólise e do ciclo de Krebs são
transportados na cadeia respiratória ( CR) sob a forma de NADH2 e FADH2.
5) Deste transporte ativo iônico resulta o estabelecimento de um gradiente de
prótons (H+). O conjunto de processos que envolve o gradiente de prótons e o
transporte de elétrons envolvidos na síntese de ATP é designado por
quimioosmose.

6) A quimioosmose ocorre no espaço intermembranar da mitocôndria sendo o
processo através do qual o transporte de elétrons gera a síntese de ATP.

25. 7) O fluxo de prótons do espaço intermembranas para a matriz, a favor do
gradiente de concentração é mediado por uma enzima chamada ATP sintetase.
Esta molécula utiliza a energia originada pelo fluxo de H+ para produzir ATP a
partir de ADP.

26. Em relação ao metabolismo energético durante atividade física, é
correto afirmar:

1) A energia exigida para o exercício físico provém da combustão
completa e imediata de carboidratos, como a glicose.
2) A fosforilação oxidativa no interior da mitocôndria é o processo
que gera a maior quantidade de moléculas para suportar a contração
muscular.
3) O glicogênio hepático constitui reserva energética suficiente para
produzir intenso trabalho no grande período de jejum exigido antes e
durante uma corrida de longa duração.
4) As reações da glicólise constituem o recurso bioquímico mais
rentável para regenerar ATP a partir de ADP e Pi.
5) A glicólise anaeróbica é uma estratégia das células musculares que
disponibiliza a maior quantidade de energia para corridas de longa
duração.
BAHIANA 2014