MAR/2011

IntroduIntroduçção ao Metabolismo ão ao Metabolismo CelularCelular

Nutrição

Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto

EnergEnergéética btica báásicasica

EnergiaEnergia é a capacidade de realizar trabalho, que ocorre quando uma força

age sobre um objeto pela distância.

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• Mudanças de energia estão relacionadas a mudanças na matéria.

►►Energia cinEnergia cinééticatica: é a energia de movimento. Esse tipo de energia realiza trabalho.

►►Energia potencialEnergia potencial: é a energia de estado ou posição, isto é, energia armazenada.

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• Em todas as células de todos os organismos ocorrem dois tipos de reações metabólicas:

►►ReaReaçções anabões anabóólicalica: ligam moléculas simples, formando moléculas mais complexas.

►►ReaReaçções ões catabcatabóólicaslicas (catabolismo): decompõem moléculas complexas em moléculas mais simples.

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•• Metabolismo de um organismo transforma a matMetabolismo de um organismo transforma a matééria ria e a energia, sujeita e a energia, sujeita ààs leis da termodinâmica.s leis da termodinâmica.

►A totalidade das reações químicas do organismo é chamado de metabolismometabolismo;

►Metabolismo é uma propriedade emergente da vida que surge a partir das interações entre as moléculas no ambiente ordeiro da célula.

EnergEnergéética btica báásicasica•• A quA quíímica da vida mica da vida éé organizada em vias metaborganizada em vias metabóólicas.licas.

► Uma via metabólica começa com uma molécula específica, que émodificada 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 do açúcar 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.

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EnergEnergéética btica báásicasica• 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 reareaçções decliveões declive de vias catabólicas pode ser armazenada e então usada para acionar as reareaçções subidaões 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.

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• 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.

BioenergBioenergééticatica

BioenergBioenergééticatica• 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 demovimento para outro;O calor ou energia térmica é a energia cinética associada ao movimento aleatório dos átomos ou moléculas; Fótons de luz pode ser capturada 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.

BioenergBioenergééticatica•• A energia pode ser convertida de uma forma para A energia pode ser convertida de uma forma para

outra.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.

BioenergBioenergééticatica• 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.

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BioenergBioenergééticatica•• Os organismos são sistemas abertos: Eles absorvem Os organismos são sistemas abertos: Eles absorvem

energia de luz ou energia quenergia de luz ou energia quíímica na forma de mica na forma de molmolééculas orgânicas e libertaculas orgânicas e libertaçção de calor e produtos ão de calor e produtos metabmetabóólicos, como a urlicos, como a urééia ou COia ou CO22, para o seu entorno., 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.

BioenergBioenergééticatica• 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.

AutomAutomóóveis convertem apenas 25% da energia da gasolina para o veis convertem apenas 25% da energia da gasolina para o movimento, o resto movimento, o resto éé perdido como calorperdido como calor.

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• Reações químicas liberam e absorvem energia

A quantidade de energia liberada ou captada A quantidade de energia liberada ou captada estestáá diretamente relacionada diretamente relacionada àà tendência que tendência que

uma reauma reaçção tem em se completar.ão tem em se completar.

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►►ReaReaçção espontâneaão espontânea: Quando uma reação passa da metade de sua trajetória para se completar sem entrada de energia.

►►ReaReaçção nãoão não--espontâneaespontânea: Necessita de energia para iniciar.

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►►ReaReaçção exergônicaão exergônica: reação que desprende energia livre.

►►ReaReaçção endergônicaão endergônica: exigem energia livre do ambiente.

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• 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.

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• 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.

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ATP + H2O ADP + Pi + energia livre

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• Esta reação é exergônica, desprendendo energia livre;

• O equilíbrio para essa reação tende para a direita, para produção de ADP.

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• Enzimas

►São Catalisadores biológicos

►Um catalisador é toda a substancia que acelere uma reação química sem ser utilizada nela.

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ESTUDEM!!!ESTUDEM!!!