terça-feira, 24 de novembro de 2009
Ciclo I - Modulo I - Anatomia
Consiste na transformação dos alimentos tornando-os solúveis e sofrendo modificações químicas para serem absorvidos e assimilados.
Funções do Sistema Digestivo
Preensão, mastigação, deglutição, digestão e absorção dos alimentos e a expulsão dos resíduos eliminados sob a forma de fezes.
Divisão do Sistema Digestivo
Canal Alimentar: órgãos situados na cabeça, pescoço, tórax, abdomen e pelve
Órgãos Anexos: glândulas salivares, fígado e pâncreas
O canal alimentar inicia-se na cavidade bucal, continuando-se na faringe, esôfago, estômago, instestinos (delgado e grosso), para terminar no reto, que se abre no meio externo através do ânus.
Lingua
Órgão muscular revestido por mucosa e que exerce importantes funções na mastigação, na deglutição, como órgão gustativo e na articulação da palavra.
Dentes
São estruturas rijas, esbranquiçadas, implantadas em cavidades da maxila e da mandíbula, denominadas alvéolos dentários.
Glândulas salivares
São responsáveis pela secreção da saliva.
Faringe
A parte bucal da faringe comunica-se com a cavidade bucal propriamente dita.
Esôfago
É um tubo muscular que continua a faringe e é continuado pelo estômago. Se divide em: cervical, torácica e abdominal. A luz do esôfago aumenta durante a passagem do bolo alimentar, o qual é impulsionado por contrações da musculatura de sua parede. Estes movimentos que são próprios de todo o restante do canal alimentar, são denominados peristálticos e à capacidade de realizá-los dá-se o nome de peristaltismo.
Diafragma
O abdome está separado do tórax, internamente pelo diafrágma.
Peritôneo
Membrana serosa que reveste os órgãos abdominais.
Peritôneo parietal: reveste as paredes da cavidade abdominal
Peritôneo visceral: envolve as vísceras
Estômago
É uma dilatação do canal alimentar que se segue ao esôfago e a continua no intestino. Está situado logo abaixo do diafrágma com sua maior porção a esquerda do plano mediano. A forma e posição do estômago variam de acordo com a idade, tipo constitucional, tipo de alimentação, posição do indivíduo e o estado fisiológico do órgão.
Intestino
- Intestino Delgado
Divide-se em duodeno, jejuno e íleo. No duodeno desembocam os ductos colédoco (que traz a bile) e pancreático (que traz a secreção pancreática).
A mucosa do intestino delgado apresenta inúmeras pregas circulares que se salientam na luz intestinal e aumentam a superfície interna da víscera.
- Intestino Grosso
É a porção terminal do canal alimentar, sendo mais calibroso e mais curto que o intestino delgado.
Anexos do Canal Alimentar
Fígado
É o mais volumoso órgão do sistema digestivo, localizando-se abaixo do diafragma e à direita, embora uma pequena porção ocupe tambémv a metade esquerda do abdome.
Desempenha importante papel nas atividades vitais do organismo, seja interferindo no metabolismo dos carboidratos, gordura e proteínas, seja secretando a bile e participando de mecanismos de defesa. Duas faces: diafragmática e visceral.
Pâncreas
Depois do fígado é a glândula mais volumosa do sistema digestivo. Situa-se posteriormente ao estômago. O pâncreas é uma glândula exócrina e endócrina. A secreção endócrina é a insulina e a exócrina é o suco pancreático.
Sistema Urinário
As atividades orgânicas resultam na composição de proteínas, lipideos e carboidratos, acompanhada de liberação de energia e formação de produtos que devem ser eliminados para o meio exterior. A urina é um dos veículos de excreção com que conta o organismo. Assim, o sistema urinário compreende os órgãos responsáveis pela formação de urina nos rins, e outros, a eles associados, destinados à eliminação da urina: ureter, bexiga urinária e uretra.
Rim
O rim do homem tem a forma de um grão de feijão.
Ureter
É definido como um tubo muscular que une o rim à bexiga. O tubo muscular é capaz de contrair-se e realizar movimentos peristálticos.
Bexiga
Funciona como reservatório da urina.. O fluxo contínuo da urina que chega pelos ureteres é transformado, graças a ela, em emissão periódica (micção)
A forma, o tamanho, a situação e as relações da bexiga com órgãos vizinhos variam com as fases de vacuidade, plenitude ou intermediárias, com as mesmas fases em que se encontram os órgãos vizinhos e ainda com a idade e o sexo.
O músculo esfíncter da bexiga, bem como a camada muscular do órgão, estão envolvidos na micção.
Uretra
Constitui o último segmento das vias urinárias. É um tubo mediano que estabelece a comunicação entre a bexiga urinária e o meio exterior.
segunda-feira, 9 de novembro de 2009
Ciclo I - Módulo I - Histologia
O tecido epitelial reveste o corpo humano e suas cavidades. Compõem-se quase exclusivamente de células justapostas, ou seja, muito unidas, com pouca ou até nenhuma substância intercelular entre elas, aderidas firmemente umas às outras por meio de junções intercelulares (estruturas associadas à membrana plasmática das células que contribuem para a coesão e comunicação entre as mesmas).
Qualquer glândula do nosso corpo é revestido por tecido epitelial glandular.
Secreção: elaborar e eliminar um produto
Na parte de cima da estrutura temos o tecido epitelial e na parte de baixo o conjuntivo.
Células justapostas: tecido epitelial
Células separadas: tecido conjuntivo
O tecido epitelial teve origem de 3 folhetos germinativos:
- Ectoderma: pele, boca, fossas nasais e ânus.
- Mesoderma: endotélio.
- Endoderma: árvore respiratória e tudo digestório.
Por ex: se estudarmos a boca, o tecido epitelial teve origem do ectoderma.
Componentes do tecido epitelial:
Lâmina Basal
Função da lâmina basal: separar e prender o tecido conjuntivo.
São formados por proteínas: colágeno IV, laminina, proteoglicanas e entactina.
Não dá para ver a lâmina basal no microscópio
Membrana Basal
É formado pela lâmina basal + fibras reticulares do tecido conjuntivo.
Dá para ver no microscópio.
Polaridade celular - basal e apical
Células epiteliais apresentam polaridade celular.
Estruturas de Adesão:
Faz parte das especializações das células que constituem o epitélio juntamente com os cílios, microvilos e estereocílios.
- Glicocálice ou Glicocálix: camada delgada (glicoprotéica) - defesa e facilita pinocitose (entrada de substâncias líquidas na célula).
Função da glicocálice: permitir adesão entre as células dos tecidos epiteliais.
A glicocálice é uma proteína associada com glicídeo (carboidrato) dos tecidos epiteliais.
- Interdigitações: superfície de contato.
Especializações intercelulares das células epiteliais:
- Junções de adesão: zônula de adesão (bolsa com presença de actina), desmossomos e hemidesmossomos. É um tipo de junção intercelular contínua que circunda toda a célula e contribui para a aderência entre células vizinhas. Uma característica importante dessa junção é a inserção de numerosos filamentos de actina em placas de material elétron-denso presentes no citplasma subjacente à membrana da junção. Apresenta material granular entre as membranas da junção (caderina) e, por isso, é sensível aos níveis de Ca+2.
- Junções impermeáveis: forma a estrutura da zônula de oclusão (sobreposição - impede a penetração de substâncias nocivas). As zsão as ônulas de oclusão estão localizadas na região apical da célula, acima da junção adesiva. A zona de oclusão consiste em uma rede de proteínas incrustadas na membrana plasmática e que, como a junção adesiva, situa-se em torno do ápice da célula. São as junções entre as camadas mais externas de células adjacentes (vizinhas), que estabelecem uma barreira à entrada de macromoléculas (lipídeos, proteínas) nas células. Tais células são encontradas em células epiteliais que revestem o intestino e outros órgãos, impedindo a passagem de produtos no espaço entre duas células (espaço intercelular). Com essa união, o alimento da cavidade intestinal, por exemplo, é obrigado a passar por dentro das células, o que garante o controle dos alimentos que devem ser absorvidos do lúmen intestinal pela membrana celular. Assim, as macromoléculas que passam pela zônula de oclusão apenas passam pelo interior de tais células, possibilitando um controle daquilo que as transpassa.
- Junções de comunicação: GAP. Junção Comunicante (canal que permite a comunicação). São pequenas regiões circulares em que as membranas de células adjacentes ficam muito próximas e são atravessadas por finíssimos tubos de um tipo especial de proteína (conexina). Esses tubos põem em contato direto o citoplasma de duas células vizinhas, permitindo o livre trânsito de pequenas moléculas e íons.
Outras observações:
Interdigitações: dobras que aumentam a superfície de contato.
Desmossomo: aglomerado de membranas laterais. São junções celulares constituídas por duas metades, uma em cada membrana das celulas adjacentes. Assim, os desmossomos consistem em duas placas circulares de proteínas especiais, uma em cada célula, é uma junção celular constituída por duas partes, uma delas na membrana de uma das células e a outra, na membrana da célula vizinha. De ambas as placas partem filamentos constituídos por outras proteínas, que atravessam as membranas plasmáticas e atingem espaço entre as células onde se associam. Essa associação dos filamentos no espaço intercelular mantém firmemente unidas as duas placas desmossômicas e, consequentemente, as células que as contêm. As partes das placas desmossômicas voltadas para o interior das células associam-se aos filamentos de queratina do citoesqueleto, promovendo o firme ancoramento do desmossomo em toda a estrutura celular.
Componentes especiais:
- Microvilos: projeções.
São projeções da membrana celular semelhantes a dedos de luva, que mantêm sua forma graças a microfilamentos de proteínas presentes em seu interior. As microvilosidades ampliam a superfícies de contato entre as células epiteliais e o meio, o que aumenta a capacidade de absorção do epitélio. Mantém sua forma graças a microfilamentos de proteínas no seu interior. As microvilosidades ampliam a superfície de contato entre as células epiteliais e o meio, o que aumenta a capacidade de absorção.
Função: absorção
Formato de dedo de luva
Somente dá para ver no microscópio eletrônico
Encontra-se no intestino delgado
- Estereocílios: prolongamentos extremamente longos e imóveis que podem ser vistos em microscópio óptico, são encontrados no epidídimo e canal diferente.
Função: abosorve nutrientes que irá proporcionar a maturação dos espermatozóides e também seguram os espermatozóides no centro de epidídimo.
Encontra-se no epidídimo
- Cílios: microtúbulos
São estruturas móveis em forma de pêlos microscópicos, presentes em epitélios que precisam remover constantemente muco e substâncias acumuladas. Prolongamentos celulares móveis que batem em rítmo ondular e sincrônico que propeli partículas superficiais.
Através de movimentos ordenados protege porque inibe substâncias nocivas
Nutrição: difusão (transporte passivo);
Oxigênio e nutrientes
Avascular: não tem vasos sanguineos próprio. Muito pouco e então depende do tecido conjuntivo (rico em vascularização)
Inervação: presença de terminações nervosas livres.
Permite a interlocomoção do tecido epitelial para o tecido nervoso. É independente do tecido conjuntivo (subjacente). Na constituição do tecido epitelial tem a presença de terminações nervosas livres.
Terminações nervosas: captação de estímulos
Existem 2 tipos de tecido epitelial:
Revestimento
O tecido epitelial fica separado do conjuntivo
Função: revestimento, absorção, separação de compartimento.
Glandular
O tecido epitelial fica junto (invade) o conjuntivo
Função: secreção. Ocorre na formação de glândulas.
Por número de camada de células:
- Simples: ovário (apenas 1 camada de célula) em contato com a lâmina. Pode ser classificada em pavimentosa, cúbicas e prismáticas ou colunar.
- Pseudo-estratificado: traquéia (parece que são varias camadas celulares mas é apenas 1 camada de célula, os núcleos são diferentes).
- Estratificado: pele (várias camadas de células).
Quanto a morfologia:
SIMPLES
- Pavimentoso (achatados): feixe vásculo-nervoso;
- Cúbico (quadrado): ovário;
- Prismático ou Colunar (cilíndrico): intestino delgado.
ESTRATIFICADO
- Pavimentoso: pele, boca e esôfago;
- Prismático: conjuntiva do olho;
- Transição (muda): bexiga - tem plasticidade. O tecido epitelial muda. Quando a bexiga retém urina é pavimentoso e quando libera ficam globosas (arredondas e grandes).
As glândulas são sempre formadas a partir de epitélios de revestimento cujas células proliferam e invadem o tecido conjuntivo subjacente.
Se o tecido epitelial invade o tecido conjuntivov ele é glandular.
Quanto a organização:
- Unicelular: células caliciformes presentes na parede celular interna do intestino delgado ou do trato respiratório. Elabora e libera muco sozinha
Quanto à função:
É amplamente distribuído em nosso corpo.
Funções:
- Preenchimento;
- Estabelece conexão entre os diversos tipos de tecidos ou órgãos
- Sustentação (ossos e cartilagens)
- Transporte de substâncias (sangue)
- Defesa (globulos brancos)
No conjuntivo as células (vários tipos de células) são separadas por causa da abundância de material intracelular. Ficam imersas em grande quantidade de substâncias intercelulares.
Os fibroblastos são células que secretam as proteínas que formam as fibras e a substância intercelular do tecido conjuntivo. Tem forma ovóide assume forma estrelada e, com atividade metabólica constante. Os fibrócitos são os fibroblastos "velhos", uma vez que não sintetizam mais as fibras como os fibroblastos, no entanto em caso de lesão, os fibrócitos voltam a forma de fibroblastos para ajudar na síntese de fibras.
Função: células responsáveis pela síntese do meio intercelular ou seja, síntese de proteínas, ou seja, tem muito RER (Retículo Endoplasmático Rugoso) e CG (Complexo de Golgi). Tem o formato de uma estrela (vários prolongamentos). Por isso, consegue se deslocar, se locomover para participar nos processos de recuperação. Como os ribossomos estão no RER e quem sintetiza os ribossomos é o nucléolo, essa célula também possui nucléolo.
Tipos:
O fibroblasto produz substância intercelular e é responsável pela sintése do colágeno Tipo I. Responsável pela produção de fibras e de uma substância gelatinosa chamada de substância fundamental amorfa.
- Fibroblastos inativos (FIBROCITO): não sintetiza proteína. Então possui pouco RER e CG. Quando é necessário (estímulo) ela passa a ser ativa. Há alterações morfológicas e funcionais.
Os macrófagos são células grandes e tem como função a limpeza dos tecidos através da fagocitose de agentes infecciosos como as bactérias e restos de células.
Morfologia: núcleo ovóide, superfície externa irregular e rico em lisossomos
Histamina (substância envolvida nos processos de reações alérgicas) e heparina (substância anti coagulante).
ECF - A: fator quimiotático dos eosinófilos na anafilaxia
Os plasmócitos são células que produzem anticorpos contra substâncias estranhas que penetram no organismo. São células que migram do sangue num processo chamado diapedese.
São poucas no tecido conjuntivo normal mas abundantes em locais sujeitos a penetração de bactérias (pele e intestino) e onde existe inflamação crônica.
Morfologia: ovóides, ricos em RER, CG e nucléolo evidente
Fibras Elásticas: elastina e microfibrilas (proteínas).
É na substância fundamental amorfa que o tecido conjuntivo e as células estão envoltos e se dá o seu desenvolvimento. É o seu ambiente metabólico.
Componente entre as fibras do conjuntivo
Está presente em praticamente todos os órgãos.
Fica sob a pele e é rico em fibras e em células que armazenam gordura.
Composto por células, fibras e substâncias intercelulares.
- Características:
Tecido Conjuntivo Denso
Presente nos ligamentos que unem o osso ao outro e nos tendões.É caracterizado pela abundância de fibras colágenas, o que lhe dá grande resistência.
Tecido Conjuntivo Reticular
quarta-feira, 30 de setembro de 2009
Ciclo I - Módulo I - Citologia
Morfologia: é o estudo da forma.
Função: papel que vai exercer.
CELULA
É a menor unidade morfofuncional (funcional e estrutural0 dos seres vivos.
Tipos de Células:
Células Procariontes: não contém núcleo estruturado (bactérias e algas marinhas)
Diferenciação celular:
Composição química da célula:
Carioteca = envoltório
Composição química:
Lipoproteína = lipídeos e proteínas
São 2 camadas de lipídeos e 1 camada de proteína.
Observações:
2.2 - Exocitose: saída de substâncias.
- há modificação na morfologia da membrana plasmática
Exemplo de questionamento:
Observação:
Especializações da membrana plasmática:
Na maioria dos tecidos, as células se prendem umas às outras através de modificações de suas membranas, conhecidas coletivamente como junções celulares. Muitas vezes, a função principal dessas estruturas é apenas a aderência entre as células, como acontece com os desmossomos; outras vezes, seu papel é vedar o espaço intercelular, impedindo o trânsito molecular extracelular de tal modo que a passagem tem que ser feita por via intracelular e, portanto, sob o controle das próprias células. A especialização da membrana para constituir essa estrutura de vedação chama-se zônula oclusiva ou zônula de oclusão. Há também, em alguns locais, modificações das membranas de céluloas adjacentes para permitir a passagem de uma célula para a outra, de íons e moléculas pequenas, que transferem informações através desses sinais químicos, integrando a atividade de conjuntos celulares. Esses conjuntos apresentam acentuada unidade funcional, porque todas as células respondem aos estímulos (hormonais, nervosos) recebidos, mesmo que esses estímulos sejam captados por apenas algumas células do conjunto.
As células são adjacentes (lado a lado)
Justaposição (ou sobreposição) das membranas laterais. Estão na mesma posição.
A zona de oclusão sempre ocorre na parte apical.
Bolsa com material;
Filamentos protéicos de actina;
Uma bolsa que no interior possui um material eletro denso e na superfície externa tem filamentos protéicos de actina.
- Gap junctions ou junções comunicantes. Trata-se de uma estrutura para estabelecer comunicação entre as células. Cada junção, geralmente circular, é constituída por conjunto de tubos proteicos paralelos que atravessam as membranas das duas células. Através dessas conexões passam nucleotídeos, aminoácidos, íons de uma célula para outra. Macromoléculas, porém, não conseguem atravessar as conexões. Espaço entre as células para permitir a comunicação entre as células. Permite a passagem de uma célula para a outra.
Desmossomo ou Mácula de adesão: a própria membrana forma um emaranhado (células adjacentes) Hemidesmossomos: células subjacentes localizados no polo basal.
Membrana plasmática ao redor da célula:
Parte de cima da célula (parte apical)
Parte de baixo da célula (parte basal)
do lado da célula (membrana lateral)
Sinalização ou Comunicação Celular:
Os mensageiros químicos influenciam o metabolismo, a multiplicação celular, a secreção, a fagocitose, a contração, a produção de anticorpos e muitas outras atividades celulares. Quase todas as funções celulares são reguladas pela troca de sinais químicos entre elas.
M. Sinalizadoras (os sinais):
Comunicação (sinalização):
Ocorre quando moléculas são liberadas de vesículas em junções neuronais chamadas sinapses.
Sinalização celular:
1 - 0 sinal (molécula sinalizadora) interage com um receptor (que está na membrana).
2 - o receptor ativa mecanismos celulares, produzindo um segundo sinal ou uma mudança na atividade de uma proteína celular.
3 - a atividade metabólica da célula alvo se altera.
4 - o evento de tradução cessa e a célula retorna ao seu estado pré-estímulo.
Funções:
Respiração celular
Componentes:
membrana interna
cristas mitocondriais
matriz mitocondrial (DNA, RNA, proteínas, enzimas). Possui um material genético mitocondrial (DNA (é circular), RNA mitocondrial).
Produção de energia (respiração celular)
Respiração celular (aeróbia) = mitocôndria.
RIBOSSOMAS
RNA Ribossômico ou RNA Ribossomal e proteínas constituem os ribossomos.
Componente que permite a associação de vários ribossomos --> RNA mensageiro (transmite as mensagens para unir os ribossomos).
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Consiste em uma rede membranosa que se estende pelo citoplasma organizada em cisternas e vesículas.
Vesícula = uma bolsa membranosa
Cisternas = uma bolsa membranosa maior que a vesícula e em formato achatado.
Morfologia: rede vesículas
Funções: síntese, conjugação e modificação de moléculas.
RETICULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
O ribossomo le a molécula de RNA mensageiro e vai adicionando aminoácidos, formando então a proteína de acordo com o RNA mensageiro.
Quando a proteína tiver uma sequencia sinal - indica então que a proteína deve ser enviada para o RER ou REG se ligando então a partículas receptoras de sinal na membrana do REG.
Funções: síntese (triglicerideos, hormônios esteróides e fosfolípides), controla a liberação de CALCIO para a contração muscular e participa do metabolismo do glicogênio hepático.
Controla o metabolismo do glicogênio.
Controla a entrada e saída de íon cálcio nas celulas musculares (retículo sarcoplasmático)
SRP - Partícula Reconhecedora do Sinal
O ribossomo muda do estágio livre para aderido na superfície externa através da SRP.
COMPLEXO DE GOLGI
Conjunto de cisternas e vesículas localizadas próximo do REG.
Responsável pela modificação / processamento, empacotamento e direcionamento de proteínas aos seus devidos destinos. Responsável pela secreção celular e pela produção dos lisossomos.
Conjunto de vesículas separadas
LISOSSOMOS
Morfologia: vesículas (enzimas hidrolíticas)
Funções: digestão intracelular e renovação de organelas
Lisossomo Primário: está apto a exercer a sua função mas não exerce
Lisossomo Secundário: exerce a função
Relação Funcional:
O RER através dos ribossomos ou granular sintetiza a proteína, as proteínas são encaminhadas ao CG e estão aptas a realizar sua função como enzima.
Enzimas hidrolíticas ou Digestivas: fazem a digestão do meio intracelular. A limpeza.
Toda enzima é uma proteína. Foram produzidas pelo RER e depois passou pelo complexo de golgi para então depois fazer a sua função.
FAGOSSOMO
Material englobado fundido ao lisossomo para ocorrer a digestão intracelular.
DIGESTÃO INTRACELULAR
Corpo Residual: material resistente ao processo de digestão celular. Ex: grânulos de lipofuscina (coloração / gordura).
Autofagia: degradação de porções do citoplasma e organelas através de enzimas lisossômicas = autofagossoma. Possibilita a eliminação de substâncias.As vesículas de endocitose podem-se fundir com lisossomos, organelas ricas em enzimas digestivas, que atacam as macromoléculas introduzidas nas células. Outra função dos lisossomos é digerir, nos autofagossomos, partes da células que perderam o significado funcional. Algumas vezes, as enzimas lisossômicas são secretadas e vão digerir macromoléculas da matriz extracelular.
A mesma quantidade que tenho de RER tenho de CG.
CITOESQUELETO
Constituição: filamentos protéicos. São constituídos de proteínas.
Componentes: microtúbulos, proteínas motoras, microfilamentos, filamentos grossos e filamentos intermediários.
Funções: suporte, morfologia, movimento celular e deslocamento intracelular. Movimentos celulares, suporte e sustentação das células, deslocamento intracelular.
Determinados componentes dos citoesquelétos fazem os movimentos celulares (ex: espermatozóides).
Para que as células consigam ter o seu formato e para dar suporte e sustentação a essa forma é que precisa do citoesqueleto.
1 - MICROTÚBULOS
Podem ser fixos ou transitórios.
O microtúbulo é formado por proteínas.
Funções: estabilidade e mobilidade.
Polimerização (montagem): regulada pela concentração de ÍONS CÁLCIO e pelas MAPS (Proteínas responsáveis pela formação dos microtúbulos).
Polimerização da união dos microtúbulos: os microtúbulos formam um conjunto de microtúbulos. O íon cálcio e várias proteínas (MAPS) são responsáveis pela união dos microtúbulos, permitem a junção e organização delas. Túbulos pequenos que constituem os citoesqueletos. Ele sempre vai estar unido, nunca estará sozinho.
Tubulina = proteína.
Os microtúbulos são formados por dímero de tubulina (alfa e beta)
beta monomero de tubulina (azul)
alfa monomero de tubulina (amarelada)
Os componentes formados pela união dos microtúbulos são:
1.1 - Microtúbulos Fixos = 9 conjuntos
Sempre terá e sempre forma 9 conjuntos
- centríolos(3): 9 conjuntos de trincas
- cílios(2): 9 conjuntos de duplas
- flagelos(2): 9 conjuntos de duplas: nos cílios e flagelos sempre tem 1 par a mais de microtúbulos no centro.
Nos cílios tem maior quantidade de tubulina alfa (amarelada)
Nos flagelos tem maior quantidade de tubulina beta (azul)
Os centríolos ficam em movimento (deslocamento) para organização da divisão celular para renovação das células.
Os cílios não estão presentes em todas as células. Especialização da membrana plasmática. A partir do momento que as células possuem funções específicas, possuem componentes específicos. Os cílios eliminam substâncias nocivas no sistema respiratório (250 cílios por célula). Os cílios é uma proteção que as células da traquéia adquiriram durante a diferenciação celular. Os cílios também existem nas células que revestem a tuba uterina.
Os flagelos se encontram apenas nas caudas dos espermatozóides. Permite a movimentação para o espermatozóide fecundar o óvulo. Sempre para formar um flagelo é necessário o microtúbulo.
1.2 - Microtúbulos transitórios (vida curta): aparecem em alguns momentos do ciclo de vida das células em apenas algumas fases.
Fuso mitótico é microtúbulos transitórios. Fuso mitótico: só aparecem em algumas fases da divisão celular (mitose). Durante a separação dos centríolos, deslocamentos dos centríolos, para as extremidades.
2 - Microfilamentos (ACTINA)
Também é uma proteína.
Microfilamentos ou filamentos finos.
Associa-se a vários tipos de proteínas.
Funções: estabilidade e movimento (quando associada com miosina). Também é responsável pela morfologia das células: dá sustentação e suporte para as células através da estabilidade que a ACTINA dá.
3 - Filamentos Intermediários
Permite estabilidade para as células.
Diâmetro intermediário entre filamentos de ACTINA (mais fino) e MIOSINA (mais grosso).
Mais abundante em células que sofrem atrito (Epiderme - camada mais externa da pele).
Função: estabilidade
Não é nem muito fino e nem muito grosso.
Em raras exceções a ACTINA pode estar sozinha mas na maioria das vezes está associada.
A contração muscular ocorre se tiver a associação da ACTINA com MIOSINA. A ACTINA sempre se associa com outra proteína.
4 - Filamentos Grossos (MIOSINA)
Somente tem função quando está associada a ACTINA: contração muscular.
Função: contração, motilidade (movimentação através da contração).
Filamentos grossos
5 - Proteínas Motoras
Possibilitam o deslocamento de substâncias e é formada por dois componentes: Dineína e Cinesina
Função: motilidade (centrífuga e centrípeta)
Possuem componentes: adaptador e motor.
O componente motor tem a função de mobilidade (transportar a proteína).
CITOPLASMA
Separa e organiza os componentes do meio intracelular.
Matriz Citoplasmática: hialoplasma ou substância fundamental.
Enzimas + metabólicos + íons + água
Citosol
Referência:
JUNQUEIRA, L.C. & CARNEIRO, J. Histologia Básica.
quinta-feira, 25 de junho de 2009
Metabolismo de Carboidratos
O metabolismo pode ser definido como uma rede altamente integrada de transformações químicas, catalisadas por enzimas, que ocorrem, em uma célula e/ou organismo vivo.
Em cada via, o substrato da via é transformado em um produto que poderá ser utilizado como substrato para a via subsequente.
Catabolismo: converte as moléculas de nutrientes complexas em substância mais simples liberando energia biologicamente utilizável.
Anabolismo: utiliza as moléculas simples e as transforma em compostos complexos à custa de energia. Ocorrem simultaneamente na mesma célula.
Substratos: carboidratos (CHO), lipídeos (LIP) e proteínas (PTO).
Ou seja, o metabolismo são caminhos cruzados que levam a célula ao propósito de manter-se viva e organizada.
METABOLISMO
Metabolismo celular pode ser definido como o conjunto de transformações químicas, catalisadas por enzimas, que ocorrem na célula e/ou organismo, formando um emaranhado de reações.
Trocam matéria e energia entre a célula e ou seu ambiente. Permite a célula obter energia química das moléculas de CHO, LIP e PTO, ou então, utilizar diretamente a energia luminosa.
Classificação metabólica dos organismos vivos
- Segundo a fonte de nutrientes - carbono:
Autotróficos: organismos que utilizam o CO2 como a única fonte de carbono.
Heterotróficos: não podem utilizar o CO2 como fonte de carbono e então precisam obter o carbono a partir de seu ambiente.
- Segundo a natureza da fonte de energia:
Fototróficos: utilizam a luz como fonte de energia
Quimiotróficos: utilizam a energia obtida através das reações de oxirredução. Neste caso, os elétrons são transferidos dos doadores de elétrons (agente redutor) para os aceptores de elétrons (agente oxidante) neste caso o CO2.
Quimiorganotróficos: são aqueles organismos que requerem moléculas orgânicas complexas, como a glicose, como doadora de elétrons.
Quimiolitrotróficos: utilizam doadores simples de elétrons, tais como hidrogênio, sulfato de hidrogênio, amônia ou enxofre.
- Segundo o aceptor final de elétrons
Aeróbios
Anaeróbios
Catabolismo
É a fase degradativa do metabolismo. As reações do catabolismo são acompanhadas pela liberação de energia química conservada na forma de ATP e em carreadores de elétrons reduzidos como NADH, NADPH, ou dissipada na forma de calor.
Estágio 1: transformação das macro em monoméricas: polissacarídeo em monossacarídeo. proteína em aminoácidos, lipídeo em ácidos graxos e álcool.
Estágio 2: transformação de unidades monoméricas em Acetil-CoA.
Estágio 3: oxidação do Acetil-CoA a CO2, com formação de água e liberação de energia.
Anabolismo
É a fase edificadora ou biossintética do metabolismo. As reações anabólicas reúnem moléculas pequenas, com aminoácidos para formar moléculas complexas, como as proteínas, monossacarídeos para formar polissacarídeos, nucleotídeos para formar os ácidos nucléicos. Neste caso existe requisição de energia para que as reações ocorram, gasta-se ATP.
O catabolismo e o anabolismo ocorrem simultaneamente no nosso organismo.
VIAS METABÓLICAS
De um modo geral, as vias catabólicas e anabólicas estão relacionadas, nas vias catabólicas, os metabólicos complexos são degradados em produtos simples com liberação de energia química: o ATP e o NADH. No caminho anabólico, as unidades monoméricas são utilizadas para a síntese de macromoléculas complexas, com gasto de energia química (ATP e NADH).
Um número relativamente pequeno de metabólicos serve como matéria-prima inicial para uma gama variada de produtos.
Controle do fluxo metabólico
- Genético
Exemplo: níveis elevados de insulina, resultantes de altos níveis de glicose no sangue, levam a um aumento na síntese de enzimas-chave do metabolismo de glicose.
- Controle alostérico
Retroalimentação negativa: o produto de uma via inibe uma das etapas anteriores. Geralmente, o produto final inibe a primeira reação da via.
- Modificação covalente
São processos de modificação enzimática que alteram a atividade das enzimas. Fosforilação (cinases), Desfosforilação (fosfatases).
- Composto de alta energia
Oxidação: o ATP é a energia química utilizada para promover os processos biológicos que consomem energia na célula. A utilização do ATP ocorre através da remoção e transferência de seu grupo fosfato treminal para moléculas aceptoras. O ATP é continuamente hidrolisado e regenerado.
Lembrando que a oxidação ocorre quando há perda de elétrons e prótons e também quando átomos de carbono são convertidos em CO2.
ALIMENTOS X NUTRIENTES
Alimentos são materiais que o organismo recebe para satisfazer as suas necessidades de manutenção, crescimento, trabalho e restauração dos tecidos.
Nutrientes são substâncias químicas que constituem os alimentos. Os nutrientes podem ser:
- Energéticos: LIP e CAR
- Plásticos: CAR, LIP, PTO, minerais
- Reguladores: Vitaminas e Sais minerais
1 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Objetivo: servem para fornecer energia, reservar energia e como intermediários metabólicos.
Tipos:
- Polissacarídeos (é o que comemos): amido e celulose de origem vegetal / glicogênio de origem animal
- Dissacarídeos: sacarose, lactose e maltose
- Oligossacarídeos: possuem de 3 a 10 cadeias de monossacarídeos
- Monossacarídeos: glicose, frutose, galactose e manose
Digestão do amido:
O polissacarídeos entra na boca (pH neutro) através da amilase salivar onde ocorrem as primeiras quebras transformando-o em oligossacarídeo, vai para o esôfago, depois estômago (pH ácido), onde ocorre a inativação da amilase salivar, depois intestino delgado onde ocorre a ação da amilase pancreática, fazendo com que o restante do amido que é oligossacarídeo, vire monossacarídeo (maltose) e dissacarídeo (dextrina), sendo então absorvidos. Os dissacarídeos que ficaram no intestino liberarão monossacarídeos através das bordas das células intestinais. Esses monossacarídeos vão para o sangue, depois entra nos tecidos e então poderão ser degradados ou sintetizados (vai depender da necessidade do organismo).
Como ocorre a entrada da glicose nas células?
A glicose entra na célula através da difusão facilitada e pode ou não depender de insulina. O que é uma difusão facilitada? tipo de transporte passivo em que as moléculas precisam de uma proteína transportadora para atravessarem a membrana. GLUT-1 a GLUT-5.
Difusão facilitada INDEPENTENDE de insulina: cérebro e fígado. O GLUT-2 é o transportador de glicose para este caso.
Difusão facilitada DEPENDENTE de insulina: tecidos periféricos (muscular e adiposo). O GLUT-4 é o transportador de glicose para este caso.
A insulina se liga ao seu receptor e manda um sinal para o transportador de glicose ir para a membrana, o transportador chega na membrana e abre o canal para que a glicose entre na célula.
1.1 CATABOLISMO DE GLICOSE
Primeiro e principal açucar utilizado como fonte de energia para a maioria dos organismos.
Portanto, a Glicólise é a rota principal do metabolismo dos carboidratos, pois os sacarídeos provenientes da dieta, são oxidados a piruvato como produto final nesta via.
Glicólise: é uma via central quase universal do catabolismo da glicose. Processo anaeróbico (não necessita de O2) que ocorre no citoplasma.
Funções da Glicólise:
- obtenção de energia a partir da glicose;
- em organismos aeróbicos, primeiro passo (preparatório) para a oxidação completa da glicose;
- fonte de intermediários biossintéticos (catabólica e anabólica).
Ocorre em uma sequência de 10 reações, transformando a molécula de glicose em duas de piruvato, com produção de ATP e redução da coenzima NAD+. Permite a produção de ATP em tecidos sem mitocôndria (ex. eritrócitos) ou em células em O2.
O piruvato formado tem três caminhos:
- Sem O2: fermentação alcóolica (etanol) e fermentação láctica (lactato)
- Com O2: Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória (oxidado completamente em CO2).
A glicose é uma hexose (monossacarídeo) com seis carbonos (C6 H12 02) é hidrolisada em 2 moléculas de piruvato, a cada uma como 3 carbonos, em uma sequencia de 10 reações.
As 5 primeiras reações constituem a fase preparatória da via (primeira fase):
- Primeira reação: a glicose é fosforilada no carbono 6 se transformando em glicose-6-fosfato.
- Segunda reação: a glicose-6-fosfato é convertida em frutose-6-fosfato
- Terceira reação: a frutose-6-fosfato é novamente fosforilada no carbono 1, liberando a frutose-1,6-bifosfato. O ATP é o doador de fosfato nas duas fosforilações.
- Quarta reação: a frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas moléculas com 3 carbonos (a diidroxiacetona fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato).
- Quinta reação: a diidroxiacetona fosfato é isomerizada.
Na segunda fase, cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico para formar 1,3-bifosfoglicerato. A liberação de energia ocorre quando as duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de piruvato e formação de quatro moléculas de ATP para cada glicose.
Lembrando que desidrogenação é a retirada de hidrogênio (quem faz são as desidrogenases). Esses hidrogenios retirados são transferidos para o NAD+.
Ou seja, na glicólise ocorre, com consumo de duas moléculas de ATP, degradação de uma molécula de glicose em 2 de piruvato, desidrogenação com consequente formação de duas moléculas de NADH que irão para a Cadeia Respiratória e liberação de energia que possibilita a formação de quatro moléculas de ATP.
Vamos ver detalhadamente cada reação da via glicolítica:
Reação 1: Fosforilação da glicose
Ocorre a transferência de um grupo fosfato da molécula de ATP para a glicose, formando a glicose-6-fosfato (G6P).
É uma reação irreversível catalisada pela hexocinase (catalisam a transformação de grupos fosfato). A hexocinase é inibida pelo seu produto (glicose-6-fosfato).
Quem catalisa essa reação no fígado é a cinase (glicocinase) -> sua afinidade pela glicose é baixa ou seja, vai reagir apenas com altas concentrações de glicose nos hepatócitos.
Reação 2: Conversão da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato
Essa reação é catalisada pela fosfoglicose-isomerase.
É uma reação reversível
Importante lembrar que toda reação irreversível é reguladora ou limitante da velocidade da reação.
Reação 3: Fosforilação da frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bisfosfato
A fosfofrutocinase (PFK-1) é que catalisa essa reação. Transfere um grupo fosfato para a frutose-6-fosfato formando frutose-1,6-bisfosfato.
É uma reação irreversível
A PFK-1 é muito importante pois é inibida por níveis elevados de ATP. Níveis aumentados de citrato (do Ciclo de Krebs) também inibe a PFK-1. E é ativada por altas concentrações de AMP.
Essa etapa é limitante da velocidade da glicólise.
Reação 4: Clivagem da frutose-1,6-bisfosfato
A frutose-1,6-bisfosfato é quebrada para formar duas trioses fosfato diferentes. Forma então a diidroxiacetona fosfato (DHAP) e o gliceraldeído-3-fosfato (GAP).
É uma reação reversível.
Reação 5: Isomerização da diidroxiacetona fosfato
FALTA ESSA PARTE
Reação 6: Oxidação e fosforilação do gliceraldeído-3-fosfato e, 1,3-bifosfoglicerato por NAD+ e Pi (fosfato inorgânico) sem uso de ATP.
Essa reação é catalisada pela gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH). A conversão do GAP em 1,3-BPG pela enzima GAPDH é a primeira reação de oxiredução de glicólise.
É uma reação reversível.
Reação 7: Transferência do fosfato do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP
Nessa reação é produzido ATP ao nível do substrato junto com 3-fosfoglicerato em uma reação catalisada pela fosfoglicerato cinase (PGK).
É uma reação reversível.
Nessa reação as duas moléculas de ATP utilizadas na primeira fase são pagas.
Reação 8: Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato
A fosfoglicerato mutase catalisa a transferência reversível do grupo fosforil do glicerato. Ou seja, troca do grupo fosfato carbono 3 para o carbono 2.
É uma reação reversível.
Reação 9: Desidratação do 2-fosfoglicerato para fosfoenolpiruvato
O 2-fosfoglicerato é desidratado a fosfoenolpiruvato. Essa reação é catalisada pela enolase.
É uma reação reversível que retira 1 molécula de H2O do 2-fosfoglicerato para liberar o fosfoenolpiruvato.
Reação 10: Transferência do grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para o ADP
Destino Anaeróbico do Piruvato
Com O2: oxidação completa via Ciclo do Ácido Cítrico a CO2 e H2O
A substância que substitui o O2 pode ser um composto orgânico ou inorgânico.
1.2.1 FERMENTAÇÃO LÁCTICA
Quando a capacidade oxidativa das células é limitada, o piruvato e o NADH produzidos a partir da glicólise não podem ser oxidados de forma aeróbia. O NADH é reoxidado no citosol em que o aceptor final de hidrogênios é o próprio piruvato que, ao receber os hidrogênios do NADH, transforma-se em lactato.
Objetivo da fermentação láctica: manter a integridade celular produzindo ATP enquanto não tem O2.
Como ocorre?
A lactato desidrogenase faz a reação de piruvato à lactato. O piruvato é reduzido a lactato porque ele ganha elétrons. Ao receber os hidrogênios do NADH, transforma-se em lactato. É uma reação reversível e por isso sempre vai retornar para piruvato (quando voltar a ter O2) para formar ATP.
Resultado da glicose anaeróbica:
2 moléculas de ATP
2 moléculas de NADH
2 piruvatos
As concentrações séricas de lactato fornecem detecção rápida e precoce do débito de O2 nos pacientes.
OBS: débito de O2 refere-se ao excesso de O2 necessário para se recuperar de um período em que a disponibilidade de O2 foi inadequada.
IMPORTANTE: por ser uma reação reversível o lactato liberado pelas células é captado por outros tecidos (principalmente o fígado) e oxidado de volta a piruvato. No fígado, o piruvato é utilizado para sintetizar glicose (gliconeogênese) a qual é devolvida para o sangue.
Tecido sem O2 --> fermentação láctica --> se em excesso no músculo --> pressiona o local --> circulação sanguínea --> volta O2 para o tecido --> piruvato --> forma Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória.
1.2.2 FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA
- Cada molécula de ácido pirúvico sofre descarboxilação (retirada de gás carbônico), numa reação catalisada pela piruvato descarboxilase; originando o acetaldeído.
- O gás carbônico é eliminado para o meio extracelular.
- O aceltadeído atua como aceptor final dos íons de hidrogênio da coenzima NADH, se convertendo em etanol numa reação catalisada pela enzima álcool desidrogenase que também será eliminada para o meio extracelular.
Produtos finais da fermentação alcóolica: etanol e gás carbônico
1.3 CICLO DE KREBS E CADEIA RESPIRATÓRIA
A oxidação completa da glicose ocorre em duas etapas, e começa com a oxidação do piruvato a dióxido de carbono e H2O
- O piruvato é transferido para a matriz mitocondrial, sofre descarboxilação oxidativa, formando Acetil-CoA.
- O Acetil-CoA é oxidado a dióxido de carbono com redução das coenzimas NAD+ e FAD.
Isso ocorre no Ciclo de Krebs
A segunda etapa é a transferências dos elétrons das conezimas NADH e FADH2 para o O2, liberando energia. A oxidação das coenzimas reduzidas ocorrem na mitocôndria e fazem parte dos componentes da cadeia de transporte de elétrons.
A maioria desses componentes agrupa-se em quatro complexos designados I, II, III, IV que atravessam a membrana interna. Os dois elétrons do NADH são transferidos para o complexo I, do complexo I para CoQ (Coenzima Q), depois para o complexo III, citocromo c, complexo IV e finalmente para o oxigênio. Os elétrons presentes no succionato desidrogenase-FADH2 são transferidos ao complexo II e deste para a CoQ. Desse ponto em diante, seguem o caminho complexo III, citocromo c, complexo IV e, finalmente, para o oxigênio. Essas transferências são possíveis porque todos os compostos presentes nos complexos, mais a CoQ e o citocromo c, podem apresentar-se nos estados reduzido e oxidado.
1.3.1 CICLO DE KREBS
O ciclo do ácido cítrico é uma rota metabólica que utiliza o Acetil derivado dos carboidratos, dos ácidos graxos e dos aminoácidos como substrato.
Função: oxidar o Acetil-CoA a CO2 e H2O, formando duas moléculas de CO2 de maneira que a energia livre liberada é conservada nos compostos reduzidos NADH e FADH2
A primeira etapa que é a descarboxilação do piruvato a Acetil-CoA não faz parte do CK (Ciclo de Krebs). É uma reação necessária para que ocorra o CK através da passagem de piruvato ao Acetil-CoA.
Vamos ver detalhadamente cada reação do CK:
Síntese do Acetil-CoA
Descarboxilação oxidativa do piruvato
Em condições aeróbias, o primeiro passo para a oxidação do piruvato é a sua descarboxilação oxidativa produzindo Acetil-CoA.
Na matriz mitocondrial, o piruvato sofre descarboxilação oxidativa pelo complexo piruvato desidrogenase, formando Acetil-CoA, conectando, portanto, a glicólise e o ciclo do ácido. Ou seja, o grupo carboxila é removido do piruvato na forma de uma molécula de CO2 e os dois carbonos remanescentes tornam-se o grupo Acetil-CoA que são transferidos para a coenzima A (CoA)
É uma reação irreversível: impede a formação de piruvato a partir do Acetil-CoA = explica porque a glicose não pode ser formada a partir do Acetil-CoA. Porque é uma reação irreversível.
Essa primeira etapa não ocorre dentro do CK
Regulação do Complexo Piruvato Desidrogenase
- O aumento de Acetil-CoA, aumento de NADH e de ATP: ativam as quinases, as quais fosforilam o complexo inibindo-o.
- A diminuição do Acetil-CoA, diminuição de NADH e de ATP: ativam as fosfatases, as quais desfosforilam o complexo ativando-o.
- A insulina também ativa as fosfatases, as quais desfosforiam o complexo ativando-o.
Como a insulina ativa o complexo?
A insulina sinaliza abundância de energia. Ela reverte essas inativações ativando a piruvato desidrogenase fosfatase, que remove o grupo fosfato da piruvato desidrogenase. A insulina, também, ativa a síntese do glicogênio pela ativação da fosfoproteína fosfatase. Dessa forma, em resposta ao aumento da concentração de glicose no sangue, a insulina promove a síntese do Acetil-CoA, bem como a de glicogênio.
Lembrando que o Acetil-CoA é derivado do metabolismo de CHO, ácidos graxos e aminoácidos.
Reação 1: Síntese do Citrato a partir do Acetil-CoA a Oxaloacetato.
A reação é regulada pela enzima citrato sintase. A entrada de Acetil-CoA é importante para reciclar a CoA (Coenzima A). O Acetil-CoA (que contém 2 carbonos) condensa com o oxaloacetato (que contém 4 carbonos) formando o citrato (ficando então com 6 carbonos). Ou seja, ocorre a condensação de uma unidade de dois carbonos, a acetila do Acetil-CoA, com uma de quatro carbonos, o oxaloacetato.
É uma reação irreversível, ou seja, reguladora/moduladora da velocidade da via metabólica.
O oxaloacetato reage com o Acetil-CoA e H2O, originando citrato e CoA numa reação catalisada pela citrato sintase.
A citrato sintase é inibida por seu produto, o citrato, e também por NADH e succinil-CoA. Sua velocidade é determinada pela disponibilidade de Acetil-CoA e do oxaloacetato e pela concentração do succinil-CoA, que compete com o Acetil-CoA e inibe a citrato-sintase. O produto citrato é isomerizado e isocitrato.
Reação 2: Formação do isocitrato via cis-aconitato
A isomerização do citrato é realizado por uma etapa de desidratação seguida de uma hidratação. O resultado é a troca de posições de um átomo de hidrogênio com uma hidroxila.
Reação 3: oxidação e descarboxilação do isocitrato a alfa-cetoglutarato
Ocorre a descarboxilação oxidativa do isocitrato para formar alfa-cetoglutarato na reação catalisada pela isocitrato-desidrogenase. Nessa reação, ocorre a liberação do primeiro CO2 e o primeiro NADH do ciclo do ácido cítrico.
Também é uma reação irreversível e por isso limitante da velocidade da via.
Regulação da isocitrato desidrogenase: altos níveis de ATP e de NADH inibem-a; já altos níveis de ADP ativam-a.
Reação 4: Descarboxilação oxidativa da alfa-cetoglutarato a succinil-CoA
A formação do alfa-cetoglutarato, a partir do isocitrato, dá-se por reação de descarboxilação oxidativa.
A reação na formação do succinil-CoA é catalisada pelo complexo alfa-cetoglutarato-desidrogenase. E nela ocorre a formação do segundo CO2 e produz o segundo NADH do ciclo.
Regulação do complexo alfa-cetoglutarato desidrogenase: altos níves de ATP, GTP, NADH e succinil-CoA inibem-a.
Reação 5: Conversão do succinil-CoA em succinato
A enzima succinil-CoA sintetase catalisa a formação do succinato a partir da succinil-CoA. O GTP e o ATP são energeticamente interconversíveis pela reação da nucleosídeo difosfato cinase:
GTP + ADP <--> GDP + ATP
Fosforilação da difosfato de guanosina (GDP), produz trifosfato de guanosina (GTP).
Ocorre então nessa reação a fosforilação em nível do substrato.
Reação 6: Oxidação do Succinato
O succinato é oxidado a fumarato pela succinato-desidrogenase, produzindo a coenzimar reduzida FADH2 (flavina adenina dinucleotídeo).
O FAD é o aceptor final de elétrons.
O poder redutor do succinato não é o suficiente para reduzir NAD.
A succinato desidrogenase é a única enzima do ciclo do ácido cítrico que está inserida na membrana interna da mitocôndria, por isso funciona como o complexo II da cadeia de transporte de elétrons.
Reação 7: Hidratação do Fumarato
Hidratação do fumarato para formar o malato. Essa reação é catalisada pela fumarase (fumarato-desidrogenase) numa reação livremente reversível.
Reação 8: Oxidação do Malato
Ocorre a transformação do malato em oxaloacetato, numa reação catalisada pela malato-desidrogenase. Essa enzima produz o terceiro e último NADH do ciclo.
Acetil-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O = 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+ + CoA
A cadeia de transporte de elétrons vai utilizar os 3 NADH multiplicar por 3 gerando 9 ATPs, vai utilizar o FADH2 multiplicar por 2 gerando 2 ATPs, ou seja,
3 NADH x 3 = 9 ATP
1 FADH x 2 = 2 ATP
TOTAL DE 11 ATP
Regulação do Ciclo do Ácido Cítrico
- Citrato cintase: é inibida na presença de altas concentrações de NADH, succinil-CoA e citrato
- Isocitrato desidrogenase é inibida na presença de altas concentrações de NADH, ATP e é ativada por ADP e Ca2+
- alfa-cetoglutarato desidrogenase é regulada alostericamente por ATP, GTP, NADH e succinil-CoA e ativada por níveis aumentados de Ca2+
Os equivalentes necessários para a fosforilação oxidativa são produzidas pelo complexo da piruvato-desidrogenase e pelo ciclo do ácido cítrico, e ambos os processos são, estimulados em resposta a um aumento na concentração de ADP.
Cada NADH libera 3 ATP
Cada FADH2 libera 2 ATP
1.3.2 CADEIA RESPIRATÓRIA
Esta parte do processo é responsável pela oxidação.
Os processos de oxidação da glicose, de aminoácidos e de ácidos graxos levam a produção de acetil-CoA que, no ciclo de krebs, é totalmente oxidado a CO2. O ciclo de krebs constitui, portanto, o estágio final e máximo de oxidação dos átomos de carbono que compõem os carboidratos, proteínas e lipídios. A oxidação destes compostos é acompanhada da redução de grande quantidade das coenzimas NAD+ e FAD.
Do ponto de vista energético, verifica-se, que dá energia total disponível na molécula de glicose, uma fração muito pequena levou à produção de ATP, a maior parte foi conservada nas coenzimas reduzidas. Este fenômeno repete-se na oxidação de aminoácidos e lipídios: há uma pequena síntese direta de ATP ao longo das reações de sua degradação, mas a maior parte da energia disponível é armazenada em coenzimas reduzidas. Estas coenzimas devem ser reoxidadas por duas razões. A primeira é para que, voltando a forma oxidada, possam participar outra vez das vias de degradação dos nutrientes. Em segundo lugar, é a partir da oxidação destas coenzimas que a energia nelas conservada pode ser empregada pelas células para sintetizar ATP.
As células aeróbias produzem a maior parte do seu ATP por oxidação das coenzimas pelo oxigênio (a chamada "respiração celular), efetuada por uma cadeia de transporte de elétrons ("cadeia respiratória"), a qual está intimamente associada a síntese de ATP. Esta síntese consiste na fosforilação do ADP e, por utilizar a energia derivada da oxidação das coenzimas, é denominada fosforilação oxidativa.
A oxidação de coenzimas libera grande quantidade de energia.
Nos organismos aeróbios, a oxidação das coenzimas é feita por transferência de seus elétrons para o oxigênio; recebendo elétrons, o oxigênio liga-se a prótons do meio, formando água. Este processo libera grnde quantidade de energia, em virtude da diferença de potenciais de redução.
A estratégia consiste em transformar a energia contida nas coenzimas reduzidas em um gradiente de protons e utilizar este gradiente para promover a síntese de ATP. A energia para gerar o gradiente de prótons é conseguida pela transferência dos elétrons das coenzimas para o oxigênio, não diretamente, mas via passagens intermediárias por vários compostos, que constituem uma cadeia de transporte de eletrons.
O transporte de elétrons é facilitado pelo fato de tais compostos estarem organizados em membranas, com posições definidas, de modo a situra cada componente exatamente entre aquele que lhe fornecerá elétrons e aquele ao qual seus elétrons serão doados. Ao mesmo tempo em que as passagens de elétrons se processam, forma-se uma concentração de prótons diferente de cada lado da membrana onde ocorre o transporte de elétrons. É o aproveitamento da energia potencial contida no gradiente de prótons que torna possível a síntese de ATP.
Cadeia de Transporte de Elétrons Mitocondrial
Os transportadores de elétrons estão agrupados em 4 complexos
A oxidação das coenzimas reduzidas processa-se na membrana interna da mitocôndria, da qual fazem parte os componentes da cadeia de transporte de elétrons. A maioria destes componentes agrupa-se em quatro complexos que atravessam a membrana interna. Estes componentes organizam-se em ordem crescente de potenciais de redução. Aparecem ainda dois componentes móveis de transporte de elétrons: a coenzima Q (CoQ), que conecta aos complexos I e II ao Complexo III, e o citocromo c, que conecta o Complexo III ao Complexo IV.
Dois elétrons do NADH são transferidos para o Complexo I, do Complexo I para CoQ, depois para o Complexo III, citocromo c, Complexo IV e finalmente para o oxigênio. Elétrons presentes no succinato e em outros substratos (FAD??) tem uma entrada especial: são transferidos ao Complexo II e deste para CoQ; deste ponto em diante, seguem o caminho comum.
Estas transferências são possíveis porque todos os compostos presentes nos complexos, mais a CoQ e o citocromo c, podem apresentar-se nos estados reduzido e oxidado - ao receberem um elétron do componente anterior da cadeia, reduzem-se; transferindo o elétron para o componenete seguinte, oxidam-se e estão aptos a receber elétrons novamente.
A respiração ocorre nos Cristais Mitocondriais
- Cada NADH oxidado gera 3 ATP
- Cada molécula de glicose gera H2O, ATP e CO2 (glicose + O2 ---> CO2 + H2O + E)
- Processo que o oxigenio molecular (O2) é aceptor final de elétron
- Tem energia, gera ATP.
Cada vez que um hidrogênio vem do NADH, ele gera o ATP e 1 molécula de H2O, 1 molécula de oxigênio.
Fosforilação Oxidativa
A maior parte da energia do metabolismo é obtida através deste processo.
NADH e FADH2 são utilizados para produzir ATP a partir de sua oxidação.
A oxidação depende do fluxo contínuo de elétrons através de estruturas complexas presentes na mitocôndria.
As transferências de elétrons de um componente para o seguinte constituem reações de óxido-redução termodinamicamente favoráveis. A síntese do ATP ou fosforilação oxidativa (de "fosforilação de ADP à custa de oxidação de coenzimas"), utiliza a energia liberada por essas reações de óxido-redução.
Na oxidação completa da glicose, são 34 ATPs de fosforilação oxidativa formados do NADH e do FAD.
A energia derivada do transporte de elétrons é convertida em uma força próton-motriz
A consequência do bombeamento é a produção de um gradiente de prótons, isto é, uma concentração diferente de prótons dentro e fora da mitocôndria.
O retorno dos prótons ao interior da mitocôndria é um processo espontâneo, a favor do gradiente eletroquímico, que llibera energia capaz de levar à síntese de ATP. A ATP sintase catalisa a formação de ATP quando os prótons atravessam a enzima, em direção ao interior da mitocôndria.
O gradiente de prótons (concentração maior de H+ fora da mitocôndria) e o gradiente elétrico (face interna da membrnaa interna mais negativa) constituem a força próton-motriz que é utilizada para sintetizar ATP pela ATP sintase.
Inibidores e Desacopladores
A transferência de elétrons pode ser bloqueada por inibidores específicos
Há drogas que são capazes de atuar especificamente sobre cada um dos componentes da cadeia de transporte de elétrons, impedindo o prosseguimento da transferência de elétrons. O resultado desta ação inibitória é a paralisação do transporte de elétrons e das vias metabólicas que dependem da cadeia para a reoxidação de coenzimas. Sem o transporte de elétrons não se forma o gradiente de prótons e, consequentemente, não há síntese de ATP.
Ex: inseticida (Complexo I).
O transporte de elétrons pode ocorrer sem a síntese de ATP
Desacopladores são capazes de dissociar o transporte de elétrons da fosforilação oxidativa. Quando os dois processos são totalmente desacoplados, a síntese de ATP pára; o transporte de elétrons, pode prosseguir.
Fosforilação no Nível do Substrato
Fosforilação do ATP na quebra da molécula do substrato. (Essa energia é armazenada na ligação fosfato).
A fosforilação no nível do substrato não é afetada por desacopladores
Chama-se fosforilação no nível do substrato a síntese de ATP obtida diretamente em reações que fazem parte de glicólise e do ciclo de krebs e que utilizam como substratos compostos ricos em energia. Estas reações são sempre precedidas por reações de óxido-redução. Na reação de óxido-redução, a energia é acumulada em uma ligação com fosfato ou CoA. Na reação seguinte, a ligação rica em energia é rompida e a energia é utilizada para a síntese de ATP.
A produção de ATP pela FONS responde por uma pequena fração do total produzido em condições aeróbias e, por ser independente do transporte de elétrons, não é afetada por desacopladores
Glicólise:
2 piruvatos
2 NADH x 3 = 6 ATP
2 ATP
TOTAL DE 8 ATP
DC piruvato = 2 NADH x 3 = 6 ATP
Ciclo de Krebs:
6 NADH x 3 = 18 ATP
2 FADH2 x 2 = 4 ATP
2 GTP = 2 ATP
TOTAL DE 24 ATP
TOTAL DE ATP GERADO NA OXIDAÇÃO TOTAL DA GLICÓLISE: 8 + 6 + 24 = 38 ATP