INTRODUÇÃO AO METABOLISMO

Bioquímica II

Docente: Ana Claudia Pelizon

Conceito de Metabolismo

Conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no

interior de organismos vivos;

Para que serve o metabolismo

Permite uma célula ou sistema transformar os alimentos em energia, que será utilizada pelas células para que

as mesmas se multipliquem, cresçam, movimentem-se

Necessário para realizarmos nossas atividades diárias

• Obter energia química do sol ou de nutrientes;

• Converter moléculas dos nutrientes e da célula em precursores de macromoléculas;

• Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com necessidade celular.

Funções do Metabolismo

Divisão do Metabolismo

AnabolismoÉ a síntese, ou seja, formação do

composto. Onde pode ou não ocorrer gasto de energia (estoque)

CatabolismoOnde ocorre degradação ou “quebra” de

moléculas liberando energia (ligações químicas)

2 etapas:

Macromoléculas

ProdutosPobres em

Energia

NutrientesRicos em Energia

ADP NADFAD

ATPNADHFADH2

Moléculas Precursoras

AnabolismoCatabolismo

EnergiaQuímica

Quando o catabolismo supera o anabolismo → perda de massa (jejum / doença)

Quando o anabolismo supera o catabolismo → ganho de massa

Relação Catabolismo / Anabolismo

Catabolismo = anabolismo HOMEOSTASE

Organizado em vias metabólicas:

Reações químicas do metabolismo

São sequências de reações em que o produto de uma reação é utilizado como

reagente na reação seguinte

ORGANIZAÇÃO EM VIAS METABÓLICASORGANIZAÇÃO EM VIAS METABÓLICAS

As vias consistem numa seqüência de passos catalisados por enzimas;

Enzimas podem encontra-se separadas ou formar complexos multienzimáticos ou formar sistemas associados a membranas.

Diferentes ENZIMAS catalisam diferentes passos das vias metabólicas agindo de modo a

não interromper essas vias

Regulam as vias metabólicas em resposta a mudanças no ambiente celular ou sinais de

outras células

Tipos de Vias Metabólicas

S B C D P

Vias Lineares

Substrato Inicial

Intermediários Metabólicos Produto Final

B

S

C

D

P

E

Substrato Inicial

Tipos de Vias Metabólicas

Vias Cíclicas

IntermediáriosMetabólicos

Produto Final

S

C

D REnzima 3

Enzima 2

Enzima 1

Enzima 6

Enzima 5

D

QEnzima 4

Síntese e degradação de uma molécula não pode ocorrer simultaneamente numa mesma célula ou tecido;

Para que as rotas sejam controladas devem utilizar enzimas distintas e compartimentos celulares diferentes.

Outra rota

metabólica

Compartimento A Compartimento B

PP

Regulação do Metabolismo

A comunicação celular é fundamental para o controle do metabolismo, feita através de sinais químicos - moléculas

sinalizadoras;

Regulam a atividade das enzimas

Moléculas Sinalizadoras

Etapas da Sinalização

Resposta celular

1) Síntese e liberação da molécula

sinalizadora pela célula sinalizadora.

2) Transporte da molécula

sinalizadora até a célula alvo.

3) Detecção do sinal pela célula alvo através

de um receptor específico.

4) Modificação do metabolismo, acionada pelo complexo sinal-

receptor.

Sinalização Endócrina A molécula sinalizadora (hormônio) age na célula

alvo distante dela.

Célula-alvo

Célula (glândula) endócrina

Corrente sanguínea

Receptor

Tipos de Sinais Químicos Extracelulares

Sinalização SinápticaMolécula sinalizadora (neurotransmissor) age na

célula alvo próxima a ela.

Axônio

Fenda Sináptica

Neurônio pré-sináptico Célula pós-sináptica

Vesícula Sináptica

Receptor

Sinapse

Sinais Químicos Extracelulares

Sinalização AutócrinaCélula responde a substâncias liberadas por ela

mesma. Ex. fatores de crescimento

Sinais Químicos Extracelulares

Receptor

Meioextracelular

Meioextracelular

Receptor

Sinalização ParácrinaAgem em múltiplas células-alvo, próximas a ela. Ex: fatores de crescimento e neurotransmissores

Sinais Químicos Extracelulares

Célula-alvo

Célula-alvo

Célula-alvo

Célula sinalizadora

Receptor

Receptor

Sinalização Contato-DependenteProteína ligada à membrana plasmática da célula

interage com receptor da célula adjacente. Ex: Fator de crecimento epidérmico

Receptor

Proteína

Célula sinalizadora Célula-alvo

Sinais Químicos Extracelulares

Metabolismo também é:

O processo através dos quais as células capturam energia de outras células (vizinhas) e convertem nutrientes em blocos

construtores para a síntese de macromoléculas

EX: Polissacarídeos

É simplificado por 2 fatores:

Exibe somente pequenas variações dentro de células de uma mesma espécie;

Os processos metabólicos são acoplados ao longo de reações essenciais que podem ser organizadas em vias.

Ex: glicólise

Glicólise: oxidação da glicose a fim de obter ATP (armazena energia proveniente da respiração celular )

Ciclo de Krebs: oxidação da acetil-CoA para obter energia (intermediário do metabolismo)

Fosforilação oxidativa: eliminação dos elétrons liberados na oxidação da glicose e da acetil-CoA

Via das pentoses-fosfato: síntese de pentoses e obtenção de poder redutor para reações anabólicas

PENTOSE = tipo de açúcar formado por 5 carbonos de monossacarídeos. Para os seres vivos, as pentoses mais importantes são a ribose e a desoxirribose, que são as componentes estruturais dos ácidos nucléicos, os quais comandam as funções celulares

Vias metabólicas mais importantes:

Ciclo da uréia: eliminação de NH4+ (nitrato de

amônio) sob formas menos tóxicasΒ-oxidação dos ácidos graxos:

transformação desses ácidos em acetil-CoA para posterior utilização no ciclo de Krebs

Gliconeogênese: síntese de glicose a partir de moléculas menores para posterior utilização pelo cérebro

Relação das vias metabólicas

Regulação enzimática

Perfil metabólico característico de cada órgão

Controle hormonal

O ATP é a ”moeda de troca” energética nas células;

Organismos fototrópicos transformam energia luminosa em energia química sob forma de ATP;

Heterotróficos transformam alimentos em ATP;

O ciclo do ATP transporta energia da fotossíntese ou docatabolismo para os processos celulares que necessitam de energia.

ATP

ATP

1 Adenosina + 3 Fosfatos

NAD e FADTodo H+ que é liberado na reação é captado pelo NAD+ e FAD+;

COENZIMAS CELULARESCOENZIMAS CELULARES

NADComposto orgânico, forma ativa da coenzima B3;

Encontrado nas células de todos os seres vivos;

Transportador de elétrons nas reações metabólicas de oxirredução (ganho ou perda de elétrons);

Importante papel na produção de energia para a célula.

Nicotinamida Adenina Dinucleótido

NADH – adição de H

FADComposto orgânico, forma ativa da coenzima

B2;

Capazes de aceitar reversivelmente 2 átomos de H+, formando FADH2;

Estão ligadas fortemente a enzimas que catalisam a oxidação ou redução de um substrato.

FFlavina lavina AAdenina denina DDinucleotídeoinucleotídeo

FADH2

O NAD+ e FAD+ recolhem elétrons libertados no catabolismo;

Catabolismo é oxidativo – substratos perdem H+;

Anabolismo é redutivo - o NADPH e FADH fornecem elétrons para os processos anabólicos.

Reações de oxirredução no Metabolismo

Diferença entre NAD e FAD = quantidade de ATP que pode ser produzida Através de cada um / NAD = 3 moléculas / FAD = 2 moléculas

Medida

Quando o organismo gasta uma quantidade de calorias, simplesmente para manter suas funções

vitais quando se está em repouso, como na respiração e funcionamento cardiovascular

Taxa de metabolismo basal

Como funciona:

Peso – maior necessidade calórica

Idade – queda de metabolismo

Sexo – quantidade de massa muscular

Nível de atividade física – aumenta o metabolismo

Gasto de calorias em 1 dia

Então....Cada pessoa possui um gasto calórico diferente e

precisa de formas diferentes para alcançarseu objetivo, seja ganhar, perder ou manter.

Importância do músculo

Influencia no gasto energético – é um tecidometabolicamente ativo e quanto mais massa muscular

maior o gasto energético (calórico)