BIOENERGÉTICA II RESPIRAÇÃO Profª. M.Sc. Mary Ann Saraiva Fornelos
MITOCÔNDRIAS
•São organelas responsáveis pela respiração celular (gerar ATP). •Muito ativa nas células musculares e neurônios. •Apresenta um sistema duplo de membranas com a presença de DNA, RNA e mitorribossomos. Tem Autoduplicação. •Forma de bastonetes.
•Movimento: fissão e fusão
Anotar pág 240: •Seu conjunto é denominado de CONDRIOMA.
ETAPAS DA RESPIRAÇÃO: VISÃO GERAL CITOPLASMA
MITOCÔNDRIA
4 CO2
Glicose (6 C) C6H12O6
2 CO2 Piruvato (3 C)
Saldo de 2 ATP
CICLO DE KREBS
H2
2 ATP
6 O2
6 H 2O Saldo de 32 ou 34 ATPs?
CONVERSÃO DO PIRUVATO EM ACETIL
RESPIRAÇÃO CELULAR 1. GLICÓLISE (citosol) SALDO: - 2 ATP - 2 NADH - 2 PIRUVATOS
GLICOSE 2 NAD
2 NADH
PIRUVATO
2 ADP + Pi
2 ATP
PIRUVATO
DETALHES DA GLICÓLISE 1. Duas moléculas de ATP são Glicose (6C) C6H12O6 utilizadas para ativar uma molécula de glicose e ATP ATP iniciar a reação. ADP ADP 2. A molécula de glicose P~6C~P ativada pelo ATP divide-se em 3C~P 3 C ~ P 2 moléculas de três carbonos. NAD NAD Incorporação de fosfato Pi Pi 3.inorgânico e formação de NADH NADH NADH. P~3C~P P~3C~P ADP ADP 4. Duas moléculas de ATP são ATP ATP liberadas recuperando as P~3C duas utilizadas no início. P~3C ADP ADP 5. Liberação de duas moléculas de ATP ATP e formação de piruvato. ATP
3 C Piruvato
3 C Piruvato
animação
PRÉ- CICLO DE KREBS (FORMAÇÃO DO ACETIL) FORMAÇÃO DO ACETIL C3H4O3 (piruvato) CO2
H NADH
CH3CO (acetil)
1, 2 e 3: complexo piruvato desidrogenase, que é um conjunto de 3 enzimas que há nas mitocôndrias dos eucariontes e no citoplasma dos procariontes.
REAÇOES QUÍMICAS NA CONVERSÃO DE PIRUVATO A ACETIL CH3-CO-COOH ÁCIDO PIRÚVICO
descarboxilação
CO2 CH3-CHO
ALDEÍDO ACÉTICO
CoA-SH CH3-CO-S-CoA NAD ___ NADH
Com a atuação da coenzima A (CoA-SH) o aldeído acético sofre uma oxidação (por desidrogenização), daí resultando acetil-CoA; há redução de um NAD a NADH
O ácido pirúvico tem fórmula (C3H4O3), que em meio aquoso se dissocia formando o ânion piruvato (C3H3O3), sendo o produto final da glicólise
CICLO DE KREBS: RESUMIDO
CICLO DE KREBS SALDO POR ACETIL: - 2 CO2 - 1 ATP (vem do GTP) - 3 NADH - 1 FADH2 ANIMAÇÃO
Lá vem Acetil-CoA Com oxalacético juntar Forma A. Cítrico E Isocítrico Cetoglutárico - 5C há Sucinil-CoA – 4C A. sucínico formar Fumárico e Málico A. oxatacético terminar
Para cada glicose degradada, ocorre 2 ciclos de Krebs, do qual participam: 2 acetil-CoA e 6H2O, sendo formadas ao todo: 4CO2, 16 átomos de H2 (são captados por 6NADH e 2 FADH2), 2 moléculas de coenzima-A e 2 moléculas de ATP. ANIMAÇÃO
CICLO DE KREBS
Assim, como são consumidas 4 moléculas de água e liberação de 1 molécula de água, o consumo real de água no ciclo de Krebs são 3 moléculas de água.
FONTES DE ENERGIA
CADEIA RESPIRATÓRIA (cristas mitocondriais) e a FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
SÍNTESE DE ATP SEGUNDO A TEORIA QUIMIOSMÓTICA
Espaço interno entre as membranas externa e interna
CRISTAS
Interior da mitocôndria
ANIMAÇÃO
RENDIMENTO TOTAL DA RESPIRAÇÃO
SALDO TOTAL
ANT
REC
2 ATP da Glicólise.................... 02 ATP .................. 02 2 ATP do Ciclo de Krebs.......... 02 ATP .................. 02 2 NADH da glicólise ...... 2x 3 = 06 ATP*(2 X 2,5).. 05 2 NADH do Acetil-CoA... 2x3 = 06 ATP(2 X 2,5) .... 05 6 NADH do ciclo de Krebs ..3x6 = 18 ATP(26X 2,5)..15 2 FADH2 do ciclo de Krebs..2x2 = 04 ATP(2 X 1,5)..03
TOTAL= 38 ATP...........32
HEPATÓCITOS, C. MUSCULARES CARDÍACAS E RENAIS – 38 ATP (32) C. MUSCULARES ESQUELÉTICAS E NEURÔNIOS – 36 ATP (30)
RENDIMENTO ENERGÉTICO DA RESPIRAÇÃO POR ETAPA
OUTROS DETALHES: RESPIRAÇÃO •
•
•
Se não houver fornecimento de oxigênio, há acidose pelo acúmulo de H+, e, em seguida morte celular. O veneno cianeto de potássio liga-se de forma irreversível à citocromo-oxidase e bloqueia a transferência dos elétrons para o O2, causando morte do indivíduo, pois cessará a produção da maior parte do ATP que é vital ao metabolismo celular. Os ursos e outros animais polares têm tecido adiposo marrom (ou multilocular), onde a gordura está associada à proteína termogenina, mitocôndrias e peroxissomos. A mitocôndria tem cadeia respiratória desacoplada da enzima ATP sintetase, e assim, a energia liberada nas cristas mitocondriais, produz exclusivamente calor, aquecendo esses animais. É por isso que eles suportam o imenso frio polar.
LEITURAS PARA QUEM QUER SABER MAIS
VIA ANFIBÓLICA DO CICLO DE KREBS FORMAÇÃO DE COMPOSTOS PARA O METABOLISMO A Via Anfibólica serve tanto a processos catabólicos como anabólicos. Funciona não só no catabolismo oxidativo de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos, mas, fornece precursores para muitas vias biossintéticas.
ESQUEMAS DE VIAS ANABÓLICAS
OXALACÉTICO
A. CETOGLUTÁRICO
Transaminação Aspartato Glutamato
SUCINIL-CoA Anel de Porfirina Grupos Heme
Síntese de novos aminoácidos e nucleotídeos
MOLÉCULAS SINTETIZADAS – VIA ANABÓLICA
DESTINO DAS MOLÉCULAS ORGÂNICAS A PARTIR DO CICLO DE KREBS • Proteínas: seus aminoácidos podem ser convertidos em carboidratos e ácidos graxos além dos aminoácidos serem usados para fazer outras proteínas. • Carboidratos: podem ser convertidos em ácidos graxos; não podem gerar aminoácidos. • Ácidos graxos: continuam ácidos graxos, não podendo ser convertidos; Assim, apenas as proteínas são fontes de aminoácidos.
FUNCIONAMENTO DETALHADO DA ATP SINTETASE
MITOCÔNDRIAS E DOENÇAS • Pelo menos 83 proteínas estão envolvidas diretamente nas cadeias transportadoras de elétrons nas mitocôndrias. Defeitos mitocondriais podem estar envolvidos em muitas doenças, como: diabetes, hipertensão, mal de Alzheimer e Parkinson e, até mesmo, envelhecimento. • Outra doença é a síndrome de Luft, descoberta pelo médico sueco Rolf Luft no início dos anos 60. Ele analisou uma paciente que se sentia fraca e tinha calor o tempo todo. Mesmo no inverno mais rigoroso ela transpirava. Exames mostraram que o tecido muscular da moça tinha muitas mitocôndrias e muitas delas tinham um formato anormal; essas mitocôndrias trabalhavam muito rápido, mas geravam pouco ATP. Esse foi o 1º distúrbio descoberto associado à mitocôndria.