Passos da Oxidação Biológica-1

Oliveira Garrine Neves

Mozambique / Inhambane

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Passos da Oxidação BiológicaValor Energético dos

AlimentosRendimento Energético consoante

o Tipo e a Intensidade da Actividade


1. Passos da Oxidação Biológica

Também chamada de respiração celular é um processo vital que ocorre ao nível das células com o objectivo de produzir energia na forma de ATP (AMABIS/MARTHO 2006:161).

Este processo ocorre em três etapas metabólicas que são: Glicolise, Ciclo de Krebs e Fosforilização Oxidativa.

A Glicolise ocorre em meio anaeróbio, enquanto as duas fases subsequentes ocorrem em meio aerobico.


1.1. Glicolise

Do grego Glykos (açúcar) e Lysis (degradação), a Glicólise é uma sequência de dês (10) reacções químicas, catalisadas por enzimas, em que uma molécula de glicose (C6H12O6) é quebrada em duas moléculas de Ácido Piruvico (C3H4O3), com saldo líquido positivo de duas (2) moléculas de ATP.

A Glicolise ocorre em uma sequencia de dês reacções, nas quais, as primeiras cinco são Reacções de Investimento de Energia para a activação ou Fosforilação da Glicose; e as reacções subsequentes são Reacções de Produção de Energia para a transformação do Gliceraldeído em Piruvato.


1.1.1. Reacções da Glicolise

Reacção 1- Fosforilização da Glicose, transformação da glicose em Glicose-6-fosfato.


Cont.

Reacção 2- Isomerização da Glicose-6-fosfato- produção da Frutose-6-fosfato pela acção da fosfoglicose-isomerase.


Cont.

Reacção 3- Fosforilação da Frutose-6-fosfato- catalisação da reacção reversível da fosforilização pela acção da frutofosfocinase.


Cont.

Reacção 4- Clivagem da Frutose-1.6-bifosfato- a aldolase cliva a frutose-1.6-bifosfato originando diidroxiacetato-fosfato e gliceraldeido-3-fosfato.


Cont.

Reacção 5- Oxidação do Gliceraldeido-3-fosfato- produção do 1,3-bifosfoglicerato pelo gliceraldeido-3-fosfato-desidrogenase.


Cont.

Reacção 6-Sintese de 3-fosfoglicerato com produção de ATP- produção do 3-fosfoglicerato e uso do grupo fosfato do 1.3-BPG para a produção do ATP a partir de ADP. Esta reacção é catalisada pelo fosfoglicerato-cinose.


Cont.

Reacção 7- Troca do grupo fosfato do carbono 3 para o carbono 2- mudança do grupo fosfato do carbono 3 para o carbono 2 do fosfoglicerato pela acção da fosfoglicerato-mutase.

Reacção 8- Desidratação do 2-fosfoglicerato- redistribuição da energia dentro da molécula, e posterior produção do fosfoenolpiruvato.

Reacção 9- formação do Piruvado, com formação de ATP- esta reacção é catalisada pela piruvato-senase.


Cont.


1.2. Formação de AcetilCo-A

AMABIS/MARTHO (2006:162), afirma que o acido piruvico produzido na glicolise é transportado para a matriz mitocondrial, onde reage directamente com CoA, resultando em uma molécula de Acetilco-A, uma molécula de gás carbónico e Dela participa igualmente uma molécula de NAD+ que se transforma em NADH ao captar um iões H+.

Ácido Piruvico + CoA + NAD+ Acetilco-A + NADH + CO2 + H


1.3. Ciclo de Krebs

De acordo com CAMPOS (2009:302), esse ciclo foi baptizado em nome de Hans Adolf Krebs, um biólogo alemão que em 1936 descobriu o processo de conversão dos alimentos em energia utilizável (Ciclo do Ácido Cítrico).

Segundo CAMPOS (2009:302), durante o ciclo de krebs ocorrem 9 reacções, em que libertam-se duas (2) de CO2, electrões de alto potencial eléctrico e iões H+. , são formados seis (6) NADH; e duas molécula de FADH2.


1.3.1 Reacções do Ciclo de Krebs

• Reacção 1- transferência do grupo Acetilo do AcetilCo-A para o Ácido Oxalacético originando o Ácido Cítrico e libertando-se a molécula de Coenzima-A;

• Reacção 2 e 3- transferência do grupo OH da posição 3 para a posição 4 no acido cítrico, formando-se o Ácido Isocitricio;

• Reacção 4- desidrogenase do ácido isocitrico ao nível do grupo OH para formar o Ácido -cetoglutarato;

• Reacção 5- descarboxilação oxidativa do acido cetoglutarato por acção do complexo enzimático ( -cetoglutarato- desidrogenase) para formar o Succinil-CoA;


Cont.

• Reacção 6- síntese de ATP pela hidrolise do succinil-CoA de potencia energética alta formando o Ácido Succinico;

• Reacção 7- oxidação do acido succinico por acção do succinil- desidrogenase, para formar o Ácido Fumárico;

• Reacção 8- hidratação do acido fumárico para a formação do Ácido Málico;

• Reacção 9- oxidação do acido málico para a formação do Ácido Oxalacético, que já esta pronto para reagir com mais uma molécula de AcetilCo-A e reiniciar-se o ciclo.


Cont.


1.4. Fosforilação Oxidativa

De acordo com AMABIS (2006), este é o processo de produção de ATP a partir de ADP durante a cadeia transportadora de electrões.

Segundo BERG (2008:505), o ser Humano de 75kg de peso, sedentário, possui aproximadamente 250 g de ATP, no entanto, necessita de 83kg de ATP para realizar as suas funções vitais e actividades diárias.

Cada molécula de ATP e reciclada cerca de 300 vezes por dia, principalmente por acção da fosforilisação oxidativa.


Cont.


2. Valor Energético dos Alimentos

O valor energético de um alimento, advêm da quantidade de calorias que o organismo obtém ao ingerir um grama desse alimento.

As necessidades calóricas de um indivíduo dependem de diversos factores, como:

Idade - a necessidade energética de uma criança é maior a de um adulto devido a intensa actividade celular nas crianças, que diminui com o aumento da idade.


Cont.

Sexo - Devido a rotina diária dos homens (trabalhos pesados) a sua necessidade energética é superior as mulheres.

Estatura – indivíduos de estatura maior (fortes ou altos) necessitam de maior quantidade de energia para a manutenção da sua estatura e desenvolvimento de actividades físicas, do que indivíduos de estatura menor.


2.1. Alguns Alimentos com Elevado Valor Energético

A maior parte da energia utilizada no nosso organismo é proveniente dos alimentos que consumimos diariamente que passam por reacções metabólicas degradando-as em partículas mais simples, facilitando assim o seu aproveitamento na síntese de ATP.

Proteínas- são substâncias orgânicas formadas por agregados de aminoácidos unidos por ligações peptidicas. A partir de um (1) grama de proteínas, o nosso organismo consegue sintetizar quatro (4) Kcal.


Cont.

Glúcidos- são substâncias orgânicas com enorme função no fornecimento de energia ao nosso corpo, um hidrato de carbono pode fornecer-nos cerca de 4 Kcal.

Lípidos- também chamados de gorduras, engloba todo o tipo de gordura, desde a animal ate a vegetal. Um (1) grama de gordura é suficiente para produzir nove (9) Kcal.


3.2 Rendimento energético consoante o tipo e a intensidade da actividade

Boa parte dessa energia produzida no nosso organismo é utilizada nas reacções de síntese de substâncias, actividade muscular, manutenção do equilíbrio térmico.

De acordo com a intensidade da actividade, o indivíduo pode consumir determinada quantidade de energia, como ilustra o quadro abaixo.


Tabela 1: gasto de energia em Kj e Kcal consoante a intensidade da actividade

Actividade Consumo de Energia

Calorias / Minuto Quilojoules/ minuto

Homem em repouso absoluto

1.08 4.52

Mulher em repouso absoluto

0.90 3.77

Cozinhar 2.1 8.8

Conduzir camiões 1.6 6.7

Alimentar animais 4.1 17.2

Uso de computador 2.0 8.3

Futebol 7.5 31.5

Caminhada (4.9Km/h) 3.7 15.5

Caminhada com carga (4.9Km/h)

4.0 7.0

Estudar 1.08 4.52

Conduzir tractores 2.4 10.0


3.2.1. No Músculo

Segundo VOET (2008), o músculo esquelético em repouso utiliza aproximadamente 30% de oxigénio inspirado, e esse valor pode aumentar cerca de 25 vezes mediante a resposta a uma carga pesada de trabalho.

De acordo com VOET (2008), após 20 segundos de esforço máximo, acontece a fadiga muscular, pela queda do PH devido a produção do lactato.

Durante o jejum, quando os outros combustíveis forem escassos, a glicose é produzida pela oxidação dos aminoácidos das proteínas musculares.


3.2.2. No Fígado

VOET (2008) afirma que o Fígado é o processador central de ATP do organismo dos animais pois mantém em níveis adequados os combustíveis circulatórios para serem usados pelo cérebro, músculo e outros tecidos.

O fígado funciona como um tampão da glicose, seguindo, captando e libertando a glicose em resposta a harmónios e a própria concentração da glicose no sangue. Após uma refeição, quando a concentração de glicose no sangue alcança 6mM, ela é capturada pelo fígado e convertida em Glicose-6-fosfato (VOET 2008).

Quando a concentração de glicose sanguínea reduz a 5mM, a Glicose-6-fosfato converte-se a glicose por acção da Glicose-6-fosfatase.


3.2.3. Cálculo da Necessidade Diária de Energia

Todos os seres vivos desprendem diariamente uma quantidade de energia básica e outro extra, para actividades físicas.

Principios Basicos:

• Gasto energético básico: Para cada Kg de peso são necessárias 1.3 Kcal/h;

• Gasto de energia activa: para cada Kg de peso são necessárias 1.5 Kcal/h;

• Para cada hora de treino são necessárias 8.5 Kcal para cada Kg de peso;

• 1000 Calorias 1Kcal 4.18Kj;


Cont.

Exenplo: Um Noz tem 6200 Calorias

Quantas Kcal e Kj possui?

se 1000 Calorias 1Kcal 4.18Kj;

Entram: 1000Cal 1 Kcal

6200 Cal X

X x 1000 Cal = 6200 Cal x 1 Kcal

X =6200 Cal.Kcal : 1000 Cal

X = 6.2 Kcal

Resposta: Um Noz com 6200 calorias, possui 6.2 Kcal.Oliveira Garrine Neves

Cont.

Se 1 Kcal 4.18 Kj

6.2 Kcal X

X x 1Kcal = 6.2 Kcal x 4.18 Kj

X = 25.916 Kcal.Kj : 1 Kcal

X = 25.916 Kj

Resposta: Um Noz com 6200 Cal tem 6.2 Kcal e 25.916 Kj.


3.2.3.1. Taxa de Metabolismo Basal (TMB)

O TMB corresponde a um mínimo de energia necessário para manter as funções do organismo em repouso.

Em indivíduos normais, o cálculo de TMB efectua-se mediante o uso de dados referentes ao Sexo, Peso, Idade e Altura seguindo a seguinte equação de Harris Benedict:

Homens: Gasto de energia total

(GEB)= 66+ (13.7 x P) + (5 x A) - (6.8 x I).


Cont.

• Mulheres: Gasto de energia total

(GEB)= 65.5 + (9.6 x P) + (1.8 x A) – (4.7 x I).

O resultado por número corresponde ao tipo de actividade física segundo a informação a baixo:

• Actividades leves (quotidianas) x1.3

• Actividades moderadas (2 a 3 vezes por semana) x1.4

• Actividades fortes (4 a 5 vezes por semana) x1.6

• Actividades muito fortes (6 a 7 vezes por semana) x1.8Oliveira Garrine Neves

Cont.

Ex: Um homem de 37 anos de idade com 187 Cm, 83 Kg de peso e pratíca actividades físicas três (3) vezes por semana, a equação seria;

(GEB)= 66 + (13.7 x 83Kg) + (5 x 187 Cm) – (6.8 x 37 anos)

= 66 + (13.7 x 83) + (5 x 187) – (6.8 x 37)

= 1876.5 cal

Tomando em consideração que o homem realiza 3 vezes actividade física por semana, multiplica-se o valor por 1.4 em conversão para Kcal.


Cont.

1876.5 x 1.4 = 2627 Kcal

Resposta: Um homem de 37 anos de idade com 187 Cm, 83 Kg de peso e pratica actividades físicas três (3) vezes por semana necessita de 2627 Kcal/ dia.


4. Bibliografia• AMABIS, José Carlos & MARTHO, Gilberto Rodrigues. Fundamentos de

Biologia Moderna, 4ª edição, Volume único, Moderna, São Paulo, 2006.

• BERG, Jeremy. M et all. Bioquímica, 7a edição, Guanabara-koogan, Rio de Janeiro, 2008.

• CAMPOS, Luís S. Entender a Bioquímica, 5ª edição, Escolar editora, Lisboa, 2009.

• CHAMPE, Pamela C. et all. Bioquímica Ilustrada, 4ª edição, Artmed, Porto Alegre, 2009.

• CURIS, Helena. Biologia, 2ª edição, Guanabara-koogan, Rio de Janeiro, 2009.

• VOET, Donald et all, Fundamentos de Bioquímica - a vida em nível molecular, 2ª edição, Artmed, Porto Alegre, 2008.

• MERDARTE, Jacques. Guia Prático Clipse de Nutrição, 2ª edição, 2005.

• WIKIPEDIA. Oxidação Biológica. [Online] disponível na internet via http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxidação-Biológican-imagens , Arquivo consultado as 19:05h do dia 22 de Março de 2012.


http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3o-Biol%C3%B3gican-imagens

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