Cadeia Transportadora de Elétrons

A cadeia transportadora de elétrons, cadeia respiratória ou fosforilação oxidativa é a convergência final de todas as vias de degradação oxidativa. A oxidação dos mais variados combustíveis metabólicos libera elétrons que são entregues pelas desidrogenasesa transportadores específicos, reduzindo-os (de NAD+ e FAD a NADH+ e FADH2). Na CTE estes elétrons serão entregues ao oxigênio.

A energia livre disponibolizada pelo fluxo de elétrons criado é acoplada ao transporte contracorrente de protóns através da membrana interna da mitocôndria (impermeável a estes prótons), conservando parte desta energia como potencial eletroquímico transmembrana.

O fluxo transmembrana dos prótons "de volta", a favor de seu gradiente de concentração através de poros protéicos específicos fornece energia livre para a síntese de ATP. Transportadores de elétrons: A transferência pode se dar de três formas: Direta, como átomo de hidrogênio (H+ + 1elétron), ou como íon hidreto - H- (H+ + 2 elétrons). O NADH+ e o FADH2 transportam os elétrons de diferentes vias até a CTE, onde os doam. Dentro da cadeia, o fluxo se estabelece entre uma série de transportadores que incluem: carreadores de membrana (como as quinonas), citocromos e proteínas ferro-sulfonadas. -Ubiquinona- singularmente, sua redução pode se dar em duas etapas diferentes: -Recebe o 1º elétron, sendo reduzida a radical semiquinona - UQH -2º elétron - Ubiquinol - UQH2 Desta forma, a ubiquinona pode fazer a interação entre doadores de 2 elétrons e receptores de um único. -Citocromos - são proteínas contendo ferro, portanto um grupo heme, responsável pelas diferentes variações: citocromos a, b e c. Enquanto a e b são proteínas de membrana, o c está "preso" à superfície externa da membrana interna por interações eletrostáticas. -Proteína Fe-S - são boas doadoras de elétrons, e transferem apenas um.  Complexo I: NADH à Ubiquinona Equação geral:  NADH + H+ + UQ         NAD+ + UQH2 A entrega não é direta, passando por FMN (Flavina MonoNucleotídeo), que entrega os elétrons à Fe-S ao qual está associada, e só então estes são entregues à UQ.  Complexo II: Succinato à Ubiquinona A enzima responsável pela oxidação do succinato , é a única do Ciclo do Ácido Cítrico ligada à membrana interna da mitocôndria e é através dela que os elétrons são doados ao FAD, para daí serem entregues à UQ via Fe-S. Este complexo não é responsável pelo bombeamento de nenhum próton para o espaço intermembrana. Assim, os elétrons que chegam à CTE via FADH2 só serão responsáveis pelo bombeamento de prótons a partir do complexo III, daí a síntese de 1ATP a menos pelo FADH2 em comparação ao NADH+. Complexo III: Ubiquinona ao Citocromo c A Ubiquinona pode movimentar-se ao longo da bicamada lipídica. Assim, após receber elétrons a partir de qualquer um dos complexos anteriores, caminha até o complexo III, responsável por recebê-los e repassá-los ao citocromo c. A UQH2, entretanto, só doará um elétron por vez ao cit c, o outro será doado a um cit b no complexo, que o devolverá à UQ, estabelecendo um ciclo em que se repetem estas etapas: UQH recebe um elétron do complexo I ou II mais 1H+ da matriz. A UQH2 assim formada libera 1H+ para o espaço intermembrana e um elétron para o cit b. A UQH resultante libera outro H+ e doa um elétron ao cit c. A UQ recebe de volta um elétron do cit b e 1H+ da matriz. Complexo IV - redução do O2  O citocromo c é livre para movimentar-se na superfície externa da membrana, levando assim os elétrons recebidos do complexo III ao IV. Só o fará, entretanto, quando houver acumulado 4 elétrons. Neste complexo, os elétrons após passarem pelos cit a e a3, serão doados a 4H+ e 1O2 da matriz, sintetizando assim duas moléculas de água.  Síntese de ATP A cadeia transportadora de elétrons, como demonstrado, não produz nenhum ATP, sendo responsável apenas por gerar um potencial eletroquímico de prótons. Através de um complexo localizado também na membrana mitocondrial interna -ATP sintase- estes prótons poderão passar de volta ao interior da mitocôndria, sendo a energia liberada neste transporte utilizada pelo complexo para síntese de ATP a partir de ADP e Pi. Este complexo é constituido por um componente integral de membrana (a porção Fo), que é o canal iônico por onde passarão os prótons, e uma porção periférica (F1, voltada para a matriz) acoplada à primeira. O modelo atual (de Boyer) sugere alternação da interação entre susbtrato e a enzima, conseqüência da mudança estrutural nesta última em função da passagem do H+. Os sítios da enzima alternariam os estados de ligação com o substrato em: aberto (O), frouxo (L) e preso (T). Ou seja, no L, ligariam-se ADP e Pi frouxamente. À passagem do H+ haveria ligação destes pela mudança à posição T. Portanto, um ATP é sintetizado pela passagem de apenas um H+. Entretanto, o ATP só será liberado quando um novo H+ passar pelo complexo, sintetizando mais um ATP e levando o sítio do primeiro à conformação O, que o libera.

GLICOSE

Os açúcares, massas e outros caboidratos são transformados em glicose dentro de nosso organismo,

o metabolismo da glicose, o papel do fígado no armazenamento de glicogênio, sangue e ácidos graxos, etc.

Introdução


Quando ingerimos carboidratos (massas, doces, etc) eles são transformados em glicose, e, após isso, ela entra em nossa corrente sanguínea.

Glicose no organismo humano

Quando a concentração de glicose no sangue ultrapassa o limite máximo, o excedente é removido pelo fígado e armazenado dentro dele na forma de glicogênio.
Partindo deste princípio, fica mais fácil entendermos que ao ingerirmos certos alimentos, que após metabolizados são transformados em glicose, a concentração de glicogênio no fígado aumenta.Quando o glicogênio se encontra em excesso, o fígado quebra o excedente e o elimina na corrente sanguínea. Através deste processo, o sangue tem sua concentração de ácidos graxos aumentada.Para manter o equilíbrio, o sangue, ao passar pela pele, terá seu excesso de ácidos graxos removidos. Este excesso será armazeado dentro de células (adipócitos) na forma de gordura.
Este processo, conhecido como lipogênese, tem a função de manter o equilíbrio da quantidade de glicose dentro de nosso organismo. O processo contrário é conhecido como lipólise.

SANGUE

Definição de Sangue


O sangue é uma substância líquida que circula pelas artérias e veias do organismo. Em uma pessoa normal sadia, cerca de 45% do volume de seu sangue são células (a maioria de glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas). O sangue é vermelho brilhante, quando oxigenado nos pulmões (nos alvéolos pulmonares). Ele adquire uma tonalidade mais azulada, quando perde seu oxigênio, através das veias e dos pequenos vasos denominados capilares. Este movimento circulatório do sangue ocorre devido à atividade coordenada do coração, pulmões e das paredes dos vasos sanguíneos.
 O sangue transporta ainda muitos sais e substâncias orgânicas dissolvidas.No interior de muitos ossos, há cavidades preenchidas por um tecido macio, a medula óssea vermelha, onde são produzidas as células do sangue: hemácias, leucócitos e plaquetas.

Plaquetas

As plaquetas são pequenas massas protoplásticas anucleares, que aderem à superfície interna da parede dos vasos sanguíneos no lugar de uma lesão e fecham o defeito da parede vascular. Tem cerca de 200.000 a 300.000 plaquetas, denominadas trombócitos, no sangue.

Glóbulos Brancos

No sangue, temos de 5.000 a 10.000 corpúsculos ou glóbulos brancos (células brancas do sangue), que recebem o nome de leucócitos. De 4.000 a 11.000 glóbulos brancos por mm3. São de vários tipos principais:

◦Neutrófilos - Que fagocitam e destroem bactérias;

◦Eosinófilos - Que aumentam seu número e se ativam na presença de certas infecções e alergias;

◦Basófilos - Que segregam substâncias como a heparina, de propriedades anticoagulantes, e a histamina;

◦Linfócitos - Que desempenham um papel importante na produção de anticorpos e na imunidade celular;

◦Monócitos - Que digerem substâncias estranhas não bacterianas.

Doenças Sanguíneas

As doenças do sangue resultam mudanças anormais em sua composição. A redução anômala do conteúdo de hemoglobina ou do número de glóbulos vermelhos é conhecida como anemia. A formação de hemoglobina anômala é característica da anemia falciforme e da talassemia. A leucemia é acompanhada por uma proliferação desordenada de leucócitos.

A deficiência de qualquer dos fatores necessários à coagulação do sangue provoca hemorragias. Diversas doenças hemorrágicas, como a hemofilia, são hereditárias.

Anemia

Introdução

"Anemia", palavra que do grego significa "privação de sangue". É caracterizada por uma diminuição da quantidade total do número de glóbulos vermelhos ou de hemoglobina do sangue (concentração de hemoglobina inferior a 0,13g/ml no homem e a 0,12g/ml na mulher).

Hemoglobina

A hemoglobina é constituída por um pigmento vermelho chamado heme, que dá a cor vermelha característica do sangue. É um pigmento especial predominante no sangue, cuja função é transportar o oxigênio. Transporta o oxigênio dos pulmões até os tecidos do corpo. Depois, inverte sua função e recolhe o dióxido de carbono, transportando-o até os pulmões para ser expirado.

A deficiência de hemoglobina provoca a anemia. As alterações da estrutura da hemoglobina podem causar a anemia falciforme.

Anemia das células falciformes

A anemia falciforme é um processo hereditário em que a hemoglobina apresenta-se alterada. Conhecida também como anemia drepanocítica, é causada pela existência de hemoglobina anômala ou hemoglobina S, que muda de forma quando a quantidade de oxigênio no sangue se reduz por qualquer motivo. As hemácias que contêm a hemoglobina também mudam, adotando a forma de foice (falciforme).

Outros tipos de anemia

Pode-se verificar a anemia em diversos casos patológicos: hemólise, doenças malignas, saturnismo, talassemia, hemorragia, deficiência de vitamina B12, deficiência de ferro, afecções inflamatórias crônicas, etc.
A mais comum é a anemia ferropênica provocada por um déficit de ferro, elemento essencial para a fabricação de glóbulos vermelhos. A anemia perniciosa é provocada por um déficit de vitamina B12, fundamental para a produção de hemácias.

Análise de sangue

Através da análise de sangue, verifica-se a definição das diferentes formas de anemia e determina a sua causa. Destinguem-se:

◦Segundo o volume globular médio (hemácias), as anemias microcíticas, normocíticas, macrocíticas e megalocíticas;

◦Segundo a concentração corpuscular média de hemoglobina (cromia), anemias hipocrônicas ou normocrônicas;

◦Segundo a concentração sérica de ferro e de siderofilina, as anemias hipo, normo ou hipersiderêmicas com siderofilina baixa, normal ou aumentada;

◦Segundo o aspecto da medula óssea, as formas megaloblásticas;

◦Número de reticulócitos do sangue circulante, as anemias arregenerativas ou regenerativas;

◦Localização do fator responsável pela hemólise, as anemias hemolíticas corpusculares ou extracorpusculares.

Uréia

A uréia é um composto orgânico cristalino, incolor, de fórmula CO(NH2)2. Tóxica, a uréia forma-se principalmente no fígado, sendo filtrada pelos rins e eliminada na urina ou pelo suor, onde é encontrada abundantemente; constitui o principal produto terminal do metabolismo.
Também, está presente no sangue, na linfa, nos fluidos serosos , é proveniente da decomposição das células do corpo e também das proteínas dos alimentos.
É livremente filtrada pelos glomérulos e. Grande parte da uréia filtrada é reabsorvida passivamente nos túbulos proximais.
No indivíduo saudável, sua concentração varia de acordo com diferentes fatores tais como o conteúdo protéico da dieta e a hidratação.


Os aumentos dos níveis séricos da uréia podem ser classificados, de acordo com a sua origem, como pré-renais, renais e pós-renais. Os níveis séricos diminuídos são mais raros e decorrem de importante restrição da ingesta de proteínas, desidratração, reposição excessiva de líquidos, durante a gestação e nas doenças hepáticas graves por diminuição da síntese da uréia.



 Ciclo da Uréia:

O ciclo da uréia consiste em cinco reações - duas dentro da mitocôndria e três no citosol. O ciclo utiliza dois grupos amino, um do NH₄⁺ , e um do aspartato, e um carbono do HCO₃^- para formar a uréia, que é relativamente atóxica. Essas reações utilizam a energia de quatro ligações de fosfato (3 de ATP, que são hidrolizados a 2 ADP e 1 AMP). A molécula de ornitina é a carregadora desses átomos de carbonos e nitrogênio

Bioquímica Básica

A Bioquímica, anteriormente chamada de química biológica ou fisiológica é a ciência que estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e os processos químicos responsáveis pela vida.
Aqui nos estudaremos as propriedades e funções das macromoléculas vitais a sobrevivência celular e teremos o conhecimento dos fenômenos bioquímicos aplicados às situações do processo saúde-doença no desenvolvimento da prática assistencial do profissional de saúde.
Conceitos Básicos da Quíca Geral:
Elementos químicos comuns em nosso organismo
Átomo
ÍonsMolécula e
Ligação Química
Conceitos Básicos da Química Orgânica:
Funções orgânicas importantes
Amina
Ácido orgânico
Amida
Hidrocarboneto
Aldeído
Cetona
Éster
Equilíbrio Iônico na Água e Sistema Tampão:
PH
Sistema Tampão
Acidose e Alcalose Metabólica e Respiratória
Proteína:
Estrutura, Classificação, Propriedade e Funções Biológicas das Proteínas

Aminoácidos
Peptídios e proteínas
Enzimas:
Estrutura, Sítio Catalítico e Cafatores ( metais e coenzimas)
Controle da Atividade Enzimática
Efeito da Temperatura e do PH
Regulação Alosférica
Enzimas pesquisadas nos Exames Químicos do Sangue
Carboidratos:
Estruturas, Funções e Propridades
Monossacarídeo (glicose, frutose e galactose)
Dissacarídeo (lactose, maltose e sacarose)
Polissacarídeo (amido, celulose e glicogênio)
Lipídio:
Qual a importância dos Lipídios no nosso organismo???
Estrutura, Função e Propriedade dos
Ácidos Graxos saturados, insaturados
Triacilgliceróis
Esteróis (colesterois e sais biliares) e sua relação com a saúde.
Fosfoglicerolipídios das membranas biológicas
Ácidos Graxos ômega- 3, ômega- 6 e Trans-hidrogenação
Metabolismo:
Anabolismo
Catabolismo e
Vias Metabólicas
ATP estrutura e papel Biológico
O papel das Coenzimas.

Metabolismo Celular

Catabolismo de proteínas,Polissacarídeos e lípidios.

 Célula Vegetal

Mitocondria

Metabolismo Celular

Introdução

O metabolismo é normalmente dividido em dois grupos:anabolismo e catabolismo Reacções anabólicas, ou reacções de síntese, são reacções químicas que produzem nova Matéria Orgânica nos seres vivos. Sintetizam-se novos compostos (Moleculas mais complexas) a partir de moléculas simples (com consumo de ATP). Reacções catabólicas, ou reacções de decomposição/degradação, são reacções químicas que produzem grandes quantidades de energia livre (sob a forma de ATP) a partir da decomposição ou degradação de moléculas mais complexas (matéria orgânica). Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o organismo perde Peso, o que acontece em períodos de jejum ou doença; mas se o anabolismo superar o catabolismo, o organismo cresce ou ganha peso. Se ambos os processos estão em equilíbrio, o organismo encontra-se em equilibrio dinâmico ou homeostase.
O metabolismo é fundamentalmente estudado pela Bioquímica, usando muitas vezes também técnicas ligadas à Biologia Molecular e à Génetica.
  
Características gerais
O metabolismo de um Organismo determina quais substâncias são nutricionais e quais são tóxicas. Por exemplo, alguns procariontes utilizam ácido sufidrico como nutriente; este gás é no entanto venenoso para animais. A velocidade a que se processa o metabolismo, determinada pela taxa metabólica, também influencia a quantidade de alimento requerida por um organismo.
Uma característica do metabolismo é a semelhança de vias metabólicas básicas entre especies muito diferentes. Por exemplo, o conjunto de intermediários reacionais encontrados no ciclo dos acidos tricarboxílicos é encontrado de forma universal, em células tão diferentes como a bactéria Escherichia Coli ou o elefante Esta estrutura metabólica semelhante está provavelmente associada à grande eficiência dessas vias e na sua antiguidade na história da Evolução.


Mobilização de ATP na célula

As principais vias catabólicas que permitem obter ATP a partir da degradação de matéria orgânica são:

1) Respiração Celular – a degradação faz-se na presença de O2 e é completa.

              Ex: animais, plantas, algumas bactérias

2) Respiração Anaeróbia (Fermentação) – a degradação não se faz na presença de O2, como tal não é completa.

              Ex: algumas bactérias e leveduras, células musculares do Homem

Fermentação

Via catabólica de obtenção de ATP, a partir a glicose e na ausência de O2.

Tipos de fermentação:

- Alcoólica – produz-se CO2 e etanol – produção de vinho, cerveja e pão

- Láctica – produz-se ácido láctico – produção de queijos e iogurtes

- Acética – produz-se ácido acético – produção de vinagre

- Butírica – produz-se ácido butírico – alteração da manteiga

Independentemente do tipo de fermentação, existem sempre duas fases comuns:

1) Glicólise – fase em que há a transformação da glicose em ácido pirúvico (C3H4O3)

2) Redução do ácido

Respiração Celular

As principais fases da respiração celular são:

1) Glicólise – fase comum à fermentação, ocorre no hialoplasma (citosol).

2) Formação de Actetil-Coenzima A – fase curta, ocorre na matriz mitocondrial. Nesta fase, cada molécula de ácido pirúvico sofre descarboxilação (retira-se uma molécula de CO2), bem como sofre oxidação (são-lhes retirados 2e- + 2H+). Os electrões e H+ vão reduzir o NAD+, que passa a NADH + H+. Em suma, nesta fase formam-se: 2 moléculas de CO2, 2 moléculas de NADH + 2H+ e 2 moléculas de Acetil-CoA.

3) Ciclo de Krebs – ciclo que ocorre na matriz e que permite a oxidação total da glicose. As reacções que ocorrem são catalizadas por enzimas específicas. Em suma, no final de um ciclo, formam-se: 2 moléculas de CO2, 3 moléculas de NADH + 3H+, 1 molécula de FADH2, 1 molécula de ATP.

              NOTA: Lembrar que para degradar na totalidade uma molécula de glicose, é necessário realizarem-se DOIS ciclos.

4) Cadeia transportadora de electrões e forforilação oxidativa – nesta fase, os NADH e os FADH2 vão ceder os seus electrões e H+. Ao nível da crista mitocondrial, e nomeadamente ao nível da sua membrana, existem moléculas transportadoras de electrões que os vão receber. Os H+ ficam na própria matriz. Em consequência do transporte de electrões, gera-se energia que vai ser canalizada para formar ATP, a partir do ADP + P presente na célula. Como o ATP formado é proveniente de electrões libertados durante reacções de oxirredução, designa-se de fosforilação oxidativa. Por norma, por cada molécula de NADH formam-se 3 de ATP e por cada molécula de FADH2 formam-se 2 de ATP. O balanço energético desta fase varia entre 32 e 34 moléculas de ATP. O NADH da glicólise não consegue transpor a matriz mitcondrial, logo tem de ceder os seus electrões. Se o NADH ceder os seus electrões a uma molécula de NAD+ da matriz, formam-se 3 moléculas de ATP por cada uma de NADH. Se o NADH ceder os seus electrões a uma molécula de FAD+ da matriz, só se formam 2 moléculas de ATP por cada uma de NADH.

Respiração Celular e Fermentação: Aspectos Comparativos

1) Diferenças:

              - Na fermentação formam-se menos moléculas de ATP do que na respiração.

              - A fermentação ocorre na ausência de O2, enquanto que a respiração celular ocorre na presença de O2.

              - Os produtos formados na fermentação têm um potencial de energia elevado (álcool etílico e ácido láctico). Em contrapartida a água e o CO2 formados na respiração têm um potencial de energia baixo.

              - A fermentação ocorre toda no hialoplasma. A respiração ocorre maioritariamente na mitocôndria.

2) Semelhanças:

              - Em ambos os processos se obtém energia sob a forma de ATP.

              - Em ambos existe uma 1ª fase comum, a glicólise.

              - Em ambos ocorrem de uma forma contínua várias reacções de oxirredução.

              - Ambos são processos catabólicos.

Metabolismo 

Conjunto de Reações Químicas que ocorrem no organismo.

Os Três Estágios do Metabolismo

Estagio 1: Ocorre no tubo digestório; os Polímeros São quebrados Em Moléculas Fundamentais;São absorvidos e levado ás células;

Estagio 2:Ocorre no interior das células. As moléculas fundamentais são degradadas em produtos menores;produtos comuns: Piruvato e Acetil Co-A;

Estagio 3:Ocorre no interior das Mitocôndrias;converge para o ciclo de krebs; Produtos finais:

CO2 e H20; Nesta fase ocorre formação de ATP;Ocorre liberação de NH3 Pela degradação de Aminoácidos,sendo convertida em úreia para a excreção