Metabolismo energético
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Metabolismo Energético
A energia nos organismos vivos
Biomoléculas
Prof. Marcio Fraiberg
Como nos mantemos vivos?
• Todos os dias você usa aparelhos em sua casa, como geladeira, fogão, TV entre muitos outros.
• Cada aparelho desse funciona quando a ele se adiciona um elemento externo, a energia; que no caso dos aparelhos elétricos é a eletricidade e no caso do fogão é o fogo, ou energia calorífica.
• Mas, e como os seres vivos se mantêm vivos?
A vida de uma célula
• Para se manter viva, todas as células de seu corpo precisam de energia, para que possam executar uma ação,ou seja, realizar trabalho.
• Como exemplo, coloque sua mão em seu peito e sinta seu coração. Imagine uma célula de um músculo do coração, que bate sem cessar.
Lembre-se lá da física
• Energia (existem muitas definições, usaremos aqui a que melhor se relaciona com os sistemas vivos): Pode ser definida como a capacidade de gerar uma mudança, de rearranjar uma molécula (refazê-la) ou realizar trabalho.
• Trabalho: O movimento da matéria contra forças que se lhe opõe, como a gravidade, o atrito, entre outras.
• Além disso, os organismos vivos precisam de outra capacidade, a de conseguir interconverter energia de uma forma (A), em outra (B), que consigam usá-la em sua estrutura.
• Exemplo:
ENERGIA AENERGIA B
Interconversão
Energia química interconvertida em:-Energia mecânica (movimento)-Energia térmica (calor dissipado no suor), entre outras.
Ao comer, ingerimos alimento (energia química)
E como isso funciona?• Podemos dizer então, que todas as atividades
que você realiza, são resultado de milhares de processos que acontecem, utilizando a energia que vem dos nutrientes ingeridos. Um dos nutrientes é a glicose, molécula rica em energia química.
• Nessa molécula ocorrem dois fenômenos interessantes:• 1. Ela pode armazenar energia potencial
Energia potencial• Da física temos:• Potencial: Capacidade de realizar trabalho em
relação aos fatores que facilitam ou dificultam a realização desse trabalho.
• Energia potencial: É aquela que a matéria possui devido a sua localização ou estrutura
• Assim:a. Quanto mais distante do centro da terra um objeto ou porção de matéria estiver localizado, maior sua energia potencial mecânica, devido a força da gravidade.b. A glicose é uma molecona (complexa). Ela armazena energia potencial química graças a sua estrutura, a forma como os seus átomos estão arranjados. Por isso, essa energia pode ser liberada.
Assim temos:• A força de atração para o centro da terra, faz
com que a água corra sempre ladeira a baixo, podendo mover uma roda, gerando energia (hidroelétricas).
• Nessa molécula ocorrem dois fenômenos interessantes:• 2. A energia armazenada na molécula de glicose pode ser
liberada durante a respiração celular, (oxidação) na forma de CO2.
Molécula de Glicose
Respiração Celular
Produção de 6 moléculas de CO2
ENERGIA
O metabolismo
• O conjunto das reações químicas nos seres vivos são denominadas metabolismo.
CATABOLISMO:Entram moléculas complexas e saem moléculas simples mais energia.
Moléculas Complexas
CATABOLISMO
Moléculas Simples + ENERGIA
ANABOLISMO:Entram moléculas simples + energia e saem moléculas complexas.
Um princípio básico• Para que ocorram determinados processos
metabólicos (caminhos metabólicos) é necessário que esse conjunto de reações ocorra “ladeira abaixo”, ou num meio termodinâmicamente favorável (espontâneo), ou seja, a energia é liberada para o meio e os produtos tem menos energia que os reagentes.
• Somente será espontâneo o conjunto de reações se a variação da chamada energia livre de Gibbs (energia livre capaz de realizar trabalho) for negativa ( ), indicando que o sistema libera energia para o meio.
Como funciona?• O processo:
GlicoseEstado inicial de um sistema:2.Maior energia livre;3.Menor estabilidade;4.Maior capacidade de realizar trabalho.
GLICÓLISEDurante uma mudança espontânea:2.A energia livre do sistema decresce;3.O sistema se torna mais estável;4.A energia livre pode ser aproveitada para realizar trabalho.
O produto final:2.Menor energia livre;3.Maior estabilidade;4.Menor capacidade para realizar trabalho.
O resultado desse processo são duas moléculas de piruvato
Nem tudo é espontâneo em seu corpo
• São varias as reações que ocorrem em seu corpo e, nem todas, “descem ladeira abaixo”. Algumas gastam energia para se formar.
• Exemplos:
• Assim, a 1ª reação não é espontânea, pois é maior que zero. Mas se juntar-mos (acoplamento) 1 com 2 ( que é favorável), formará uma terceira (1+2) que é favorável.
• Aqui a substância B ( que aparece na reação 1 e 2) é o acoplador, e as enzimas (máquinas que executam reações de forma combinada) acabam por realizar a operação.
Como esse processo ocorre?• No metabolismo celular, as reações favoráveis
“ladeira abaixo” ocorrem naturalmente, já as desfavoráveis “ladeira acima” precisam ser pagas para ocorrer. É aí que entra a moeda energética, uma acopladora nata que a célula produz ( o B de nossa reação):
• o ATP (adenosina trifosfato).
Molécula de ATP
O ATP
Molécula de ATP