Sistema Respiratório e respiração celular
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• Importância:
A partir da utilização de oxigênio é possível oxidar substâncias orgânicas e produzir energia na forma de ATP.
Uma estrutura de trocas deve ser úmida, permeável e fina.
Tipo de estruturas de trocas:• Superfície corpórea: O2 entra a partir da epiderme e se difunde para as demais células. Ex: protozoários,
esponjas, cnidários, vermes;• Cutânea: trocas via superfície do corpo, mas com o sistema circulatório
associado. Ex: anfíbios,minhocas;• Branquial: pequenas evaginações da
pele altamente vascularizadas, adaptadas para a respiração na água.
Ex: peixes, girino;
• Traqueal: tubos aéreos revestidos por quitina que conduzem o ar
diretamente a superfície do corpo.O ar entra pelos espiráculos. Ex: insetos;
• Filotraquéias ou pulmões foliáceos: invaginação da parede abdominal, formando uma bolsa onde várias lamelas paralelas vascularizadas
realizam as trocas diretamente com o ar. Ex: aracnídeos;
• Pulmões: estruturas elásticas, ocas, compostas por estruturas finas de
trocas denominados alvéolos pulmonares. Ex: mamíferos, aves
répteis.
Respiração Humana
Epitélio ciliado da traquéia
• Diafragma: músculo membranoso que separa o tórax do abdômen e auxilia os movimentos respiratórios.
Transporte de gases respiratórios
• Transporte de O2 : maior parte transportada junto coma hemoglobina (parte é dissolvida no plasma), formando a oxiemoglobina.
Hb + O2 Hb O2
- A pressão parcial de O2 é maior no sangue do que nos tecidos: difusão- O sangue rico em O2 - arterial.
• Transporte de CO2 : a pressão arterial de CO2 é maior nos tecidos do que no sangue.
• O Transporte de CO2 ocorre de 3 maneiras:
• 5% fica absorvido no plasma;
• 25% se associam à hemoglobina formando a carboemoglobina:
Hb + CO2 HbCO2
•Aprox. 70% reage com a água e forma H2CO3;
•H2CO3 H+ (hemácia) + HCO3-
( plasma).
Íons Bicarbonato
Acidificação do pH sanguíneo
Anidrase carbônica
Controle do pH sanguíneo
Observações:• O CO liga-se à hemoglobina formando a
carboxiemoglobina em uma reação estável, onde o composto não se desfaz, inutilizando a molécula de Hb, que não consegue mais transportar O2.
• Nos fetos a demanda de oxigênio é muito maior do que na mãe, isso graças a elevada taxa metabólica associada à necessidade de rápido crescimento.
Afinidade ao O2: hemoglobina fetal x materna
Afinidade ao O2: hemoglobina fetal x materna
Mioglobina x hemoglobinaMioglobina x hemoglobina
Curvas de saturação da mioglobina (Mb) e hemoglobina (Hb) pelo oxigênio
A Respiração celular aeróbica tem como objetivo principal produzir energia a partir da decomposição
de carboidratos, gorduras e aminoácidos, utilizando, para tal,
o oxigênio.
A fonte de energia mais utilizada é a glicose (não a mais energética), os
aminoácidos e os ácidos graxos fornecem mais energia mas são menos utilizados.
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 30 ATP
(O processo de respiração celular é equivalente ao da combustão)
Glicólise
A glicose penetra na célula na forma de glicose-fosfato, sofre a degradação.
Origina: 2 ácidos pirúvicos + NADH + H+ .
NAD = NICOTINAMIDA ADENINA DINUCLEOTÍDEO
(Transfere H de um composto para outro)
Ciclo de Krebs(Ciclo do ácido cítrico ou tricarboxílico)
O ácido pirúvico produzido na glicólise penetra na matriz mitocondrial reagindo com com CoenzimaA
produzindo acetilCoA .
Há também a participação de NAD que se transforma em NADH ao capturar H+.
CC33HH44OO33 + CoA + + CoA + NAD = AcetilCoA + CONAD = AcetilCoA + CO22 + H + H++
2 AcetilCoA + Ácido Oxalacético2 AcetilCoA + Ácido Oxalacético
Liberação de CoA + Ácido cítrico + 2COLiberação de CoA + Ácido cítrico + 2CO22
Liberação de HLiberação de H+ + capturados pelo NAD passando a capturados pelo NAD passando a NADH e pelo FAD passando a FADHNADH e pelo FAD passando a FADH22
2 ácido pirúvico + CoA2 ácido pirúvico + CoA
Produz-se:
2CO2 + 3NADH + 1 FADH2
Há Consumo de 2 ATP e Produção de 4ATP
(RENDIMENTO ENERGÉTICO: 2 ATP)
Resumo do ciclo de Krebs:
Cadeia Respiratória(CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS OU FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA)
Etapa de maior síntese de ATPOcorre reoxidação de NADH e FADH
em NAD e FAD.Ocorre liberação de grande quantidadede elétrons com formação de O2 e H2O.
2NADH + H+ + O2 = 2NAD + 2H2O
2FADH2 + O2 = 2FAD + 2H2O
Fosforilação oxidativa
ADP + P = ATP
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
CITOCROMOS = São proteínas transferidoras de elétrons que possuem Fe e Cu e estão
localizadas nas cristas.
A energia liberada pelos elétrons com alta energia a partir de 1 glicose pode formar
26 ATP.
Rendimento energéticoGLICÓLISE (CITOSOL)
CICLO DE KREBS (MATRIZ MITOCONDRIAL)
CADEIA RESPIRATÓRIA (CRISTAS MITOCONDRIAIS)
2 ATP
2 ATP
26 ATP
Total = 30 ATP a partir de 1 glicose