Metabolismo energético
- 1. Metabolismo Energético A energia nos organismos vivos Biomoléculas Prof. Marcio Fraiberg
- 2. Como nos mantemos vivos? Todos os dias você usa aparelhos em sua casa, como geladeira, fogão, TV entre muitos outros. Cada aparelho desse funciona quando a ele se adiciona um elemento externo, a energia; que no caso dos aparelhos elétricos é a eletricidade e no caso do fogão é o fogo, ou energia calorífica. Mas, e como os seres vivos se mantêm vivos?
- 3. A vida de uma célula Para se manter viva, todas as células de seu corpo precisam de energia , para que possam executar uma ação,ou seja, realizar trabalho . Como exemplo, coloque sua mão em seu peito e sinta seu coração. Imagine uma célula de um músculo do coração, que bate sem cessar.
- 4. Lembre-se lá da física Energia (existem muitas definições, usaremos aqui a que melhor se relaciona com os sistemas vivos): Pode ser definida como a capacidade de gerar uma mudança, de rearranjar uma molécula (refazê-la) ou realizar trabalho. Trabalho : O movimento da matéria contra forças que se lhe opõe, como a gravidade, o atrito, entre outras.
- 5. Além disso, os organismos vivos precisam de outra capacidade, a de conseguir interconverter energia de uma forma (A), em outra (B), que consigam usá-la em sua estrutura. Exemplo: ENERGIA A ENERGIA B Interconversão Energia química interconvertida em: Energia mecânica (movimento) Energia térmica (calor dissipado no suor), entre outras. Ao comer, ingerimos alimento (energia química)
- 6. E como isso funciona? Podemos dizer então, que todas as atividades que você realiza, são resultado de milhares de processos que acontecem, utilizando a energia que vem dos nutrientes ingeridos. Um dos nutrientes é a glicose, molécula rica em energia química . Nessa molécula ocorrem dois fenômenos interessantes: 1. Ela pode armazenar energia potencial
- 7. Energia potencial Da física temos: Potencial : Capacidade de realizar trabalho em relação aos fatores que facilitam ou dificultam a realização desse trabalho. Energia potencial : É aquela que a matéria possui devido a sua localização ou estrutura Assim: a. Quanto mais distante do centro da terra um objeto ou porção de matéria estiver localizado, maior sua energia potencial mecânica, devido a força da gravidade. b. A glicose é uma molecona (complexa). Ela armazena energia potencial química graças a sua estrutura, a forma como os seus átomos estão arranjados. Por isso, essa energia pode ser liberada.
- 8. Assim temos: A força de atração para o centro da terra, faz com que a água corra sempre ladeira a baixo, podendo mover uma roda, gerando energia (hidroelétricas).
- 9. Nessa molécula ocorrem dois fenômenos interessantes: 2. A energia armazenada na molécula de glicose pode ser liberada durante a respiração celular, (oxidação) na forma de CO2. Molécula de Glicose Respiração Celular Produção de 6 moléculas de CO2 ENERGIA
- 10. O metabolismo O conjunto das reações químicas nos seres vivos são denominadas metabolismo. CATABOLISMO : Entram moléculas complexas e saem moléculas simples mais energia. Moléculas Complexas CATABOLISMO Moléculas Simples + ENERGIA ANABOLISMO : Entram moléculas simples + energia e saem moléculas complexas.
- 11. Um princípio básico Para que ocorram determinados processos metabólicos (caminhos metabólicos) é necessário que esse conjunto de reações ocorra “ladeira abaixo”, ou num meio termodinâmicamente favorável (espontâneo), ou seja, a energia é liberada para o meio e os produtos tem menos energia que os reagentes. Somente será espontâneo o conjunto de reações se a variação da chamada energia livre de Gibbs (energia livre capaz de realizar trabalho) for negativa ( ), indicando que o sistema libera energia para o meio.
- 12. Como funciona? O processo: Glicose Estado inicial de um sistema: Maior energia livre; Menor estabilidade; Maior capacidade de realizar trabalho. GLICÓLISE Durante uma mudança espontânea: A energia livre do sistema decresce; O sistema se torna mais estável; A energia livre pode ser aproveitada para realizar trabalho. O produto final: Menor energia livre; Maior estabilidade; Menor capacidade para realizar trabalho. O resultado desse processo são duas moléculas de piruvato
- 13. Nem tudo é espontâneo em seu corpo São varias as reações que ocorrem em seu corpo e, nem todas, “descem ladeira abaixo”. Algumas gastam energia para se formar. Exemplos:
- 14. Assim, a 1ª reação não é espontânea , pois é maior que zero. Mas se juntar-mos (acoplamento) 1 com 2 ( que é favorável ), formará uma terceira (1+2) que é favorável .
- 15. Aqui a substância B ( que aparece na reação 1 e 2) é o acoplador, e as enzimas (máquinas que executam reações de forma combinada) acabam por realizar a operação.
- 16. Como esse processo ocorre? No metabolismo celular, as reações favoráveis “ladeira abaixo” ocorrem naturalmente, já as desfavoráveis “ladeira acima” precisam ser pagas para ocorrer. É aí que entra a moeda energética, uma acopladora nata que a célula produz ( o B de nossa reação): o ATP (adenosina trifosfato). Molécula de ATP
- 17. O ATP Molécula de ATP