FERMENTAÇÃO

Metabolismo celular 3

É o conjunto de todas as reacções químicas que ocorrem numa

célula.

Metabolismo celular 4

• reacções de síntese de moléculas complexas a partir de moléculas simples. Estas reacções são consideradas endoenergéticas.

Anabolismo

• reacções de degradação de

moléculas complexas em moléculas mais simples. Estas reacções são consideradas exoenergéticas.

Catabolismo

Metabolismo celular 5

ATP

A principal molécula transportadora de energia nas células é

o ATP (adenosina trifosfato).

adenina – base azotada ribose – açúcar com 5 C 3 grupos fosfato (compostos inorgânicos)

6

Ribose

Adenina

Reacções catabólicas 7

Fermentação

Processo anaeróbio (sem utilização de O2), realizado por certas espécies de bactérias e leveduras, durante o qual

moléculas orgânicas são utilizadas na produção de ATP.

8

Etapas da fermentação

Os processos de fermentação envolvem

conjuntos de reacções enzimáticas que

ocorrem no hialoplasma:

Glicólise – ocorre a degradação da glicose

em ácido pirúvico;

Redução do ácido pirúvico – conduz à

formação dos produtos de fermentação.

9

Glicólise

Balanço glicólise :

formam-se 2 NADH

gastam-se 2 ATP

formam-se 4 ATP

formam-se 2 Ác. pirúvico

10

Rendimento energético – 2 ATP

Glicólise

Distribuição energética da glicose

(686 kcal/mol):

formam-se 2 NADH – 16% - 105

11

kcal/mol

rendimento 2 ATP – 2% - 14

kcal/mol

energia calorífica – 3% - 21

kcal/mol

formam-se 2 Ác. Pirúvico – 79% -

546 kcal/mol

Podemos concluir que o ácido pirúvico é uma

molécula altamente energética.

Redução do ácido pirúvico

O ácido pirúvico, ou moléculas orgânicas que se formam a

partir deste, são aceptoras dos electrões do NADH, o que

permite regenerar o NAD+. O NAD+ pode, assim, voltar a ser utilizado na oxidação da

glicose com formação de 2 ATP. Os produtos finais da fermentação dependem da molécula

orgânica que é produzida a partir do ácido pirúvico.

12

Fermentação alcoólica

Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma

descarboxilação (liberta CO2), originando aldeído acético que por redução origina o etanol (composto altamente energético).

13

Fermentação láctica

Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma redução,

originando o ácido láctico (composto altamente energético).

14

Fermentação láctica

Nas células musculares humanas, durante um exercício físico intenso,

pode realizar-se fermentação láctica, além da respiração aeróbia.

A fermentação permite a obtenção de um suplemento de energia.

Contudo, a acumulação de ácido láctico nos tecidos musculares

provoca dores.

15

Fermentação láctica e alcoólica 16

Fermentação e alimentos 17

Fermentação e alimentos

Até meados do século XIX (com Pasteur), o Homem obteve

alimentos e bebidas sem conhecimento do papel dos

microrganismos no seu fabrico. Desconheciam-se as causas das

fermentações que permitiam a produção de pão, de vinho, de

cerveja, de queijo, entre outros.

18

Respiração celular

Mitocôndria

Espaço intermembranar

Cristas mitocondriais

Etapas da Respiração Celular

Glicólise hialoplasma

Formação de Acetil-CoA

matriz mitocondrial

Ciclo De Krebs Ou Ciclo Do

Ácido Cítrico matriz

mitocondrial

Transporte De Electrões Na

Cadeia Respiratória/

Fosforilação Oxidativa

Cristas mitocondriais.

Glicose Glicólise

Ácido pirúvico

Cadeia

transportadora

de electrões

Glicólise

Por cada molécula

de glicose formam-

se duas moléculas

de ácido pirúvico

ou piruvato.

23

Glicólise

Glicose (6 C)

C6H12O6

ATP

ATP

Piruvato (3 C)

Piruvato (3 C)

NADH

NADH

Formação da Acetil-CoA

1 Ácido pirúvico (3C) (resultante da glicólise)

Acetil CoenzimaA (2C)/ Acetil CoA

CO2

CoA

NAD+

NADH+H+

Formação da Acetil-CoA

Ocorre a remoção de duas moléculas de CO2 (uma por cada

ácido pirúvico) descarboxilação;

Não há produção de energia;

Existe oxidação do ácido pirúvico e redução do NAD+ a

NADH;

Forma-se 2 moléculas de acetil – CoA (uma por cada ácido

pirúvico).

Ciclo de Krebs

Por cada molécula de glicose degradada, formam-se duas

moléculas de piruvato e estas, por sua vez, originam duas

moléculas de acetil-CoA.

Consequentemente, ocorrem dois ciclos de Krebs onde sucedem

os seguintes fenómenos:

Libertação de 4 moléculas de CO2;

Formação de 6 NADH+H+ e 2 FADH2;

Saldo energético: 2 ATP.

Profª: Sandra Nascimento

27

CICLO DE KREBS

Succinato ∂ cetoglutarato

Succinil CoA

Fumarato

Ciclo de Krebs

Fosforilação oxidativa/ Cadeia

Respiratória

Complexo

NADH-Q

reductase Ubiquinona Complexo

citocromo c

reductase

Complexo

citocromo c

oxidase

citocromo c

Profª: Sandra Nascimento

30

Cadeia transportadora de electrões

As moléculas transportadoras de H (NADH e FADH2)

transferem os electrões captados para cadeias

transportadoras de electrões, cadeias respiratórias, situadas

na membrana interna das mitocôndrias.

H+

Electrões altamente energéticos

Cadeia transportadora

de electrões

À medida que os electrões vão

sendo transportados na cadeia

respiratória, a energia transferida

vai permitir a síntese de 34

moléculas de ATP. Como este

processo está associado a reacções

de oxirredução, é denominado por

fosforilação oxidativa.

Cadeia transportadora de electrões

Por cada molécula de

NADH+H+ que entra na

cadeia respiratória

formam-se 3 ATP.

Por cada molécula de

FADH2 que entra na

cadeia respiratória

formam-se 2 ATP.

O último aceptor de electrões é o oxigénio, o qual capta um

par de iões H+ da matriz, formando H2O.

NADH NAD

Complexo

Enzimático

I Q

Cit c

Complexo

Enzimático

II

Complexo

Enzimático

III

H+

½ O2

H2O

FADH2 FAD

Cadeia transportadora de electrões

Respiração celular

Citoplasma

Crista mitocondrial

Mitocôndria

Glicose (6 C)

C6H12O6

Total: 10 NADH

2 FADH2

1 ATP 1 ATP

1 NADH 1 NADH

Piruvato (3 C) Piruvato (3 C)

6 O2

6 H2O

32 ou 34

ATP

6 NADH

2 FADH

2 ATP

4 CO2

2 CO2

2 NADH

2 acetil-CoA

(2 C) Ciclo

de

Krebs

Balanço energético

GLICÓLISE

Ác. pirúvico Acetil-CoA

CADEIA RESPIRATÓRIA

2 ATP 6 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP 2 ATP

2 ATP 2 ATP

2 NADH

2 NADH

6 NADH 2 FADH

CICLO DE

KREBS

MITOCÔNDRIA

CITOPLASMA

Balanço energético

Cadeia Transportadora de Electrões:

NADH 3 ATPs

FADH 2 ATPs

10 NADH 30 ATPs

2 FADH 4 ATPs

4 ATPs

38 ATPs

36 ou 38 ATP??

A membrana interna na mitocôndria é impermeável às

moléculas de NADH presentes no hialoplasma. Assim, os

electrões transportados por estas moléculas são cedidos a

uma molécula de FAD, presente na matriz da mitocôndria,

formando-se assim apenas 2 moléculas de ATP por cada par

de electrões transportados pelo NADH, gerados na glicólise.

Contudo, por vezes, o NADH transfere os seus electrões para

uma molécula de NAD+, presente na matriz mitocondrial,

gerando 3 ATP por cada molécula de NADH resultante da

glicólise.

O balanço energético da respiração aeróbia pode, assim, ser

de 36 ATP ou de 38 ATP

Saldo energético

Etapa Saldo de ATP

Glicólise 2

Ciclo de Krebs 2

Cadeia respiratória 32 ou 34

Total 36 ou 38

Respiração celular