Metabolismo catabolismo

Por Dr Alex Matos, MD

Metabolismo consiste de duas partes principais: anabolismo e catabolismo. Catabolismo é o conjunto de processos metabólicos que quebram grandes moléculas. Estas moléculas mais complexas são quebradas para produzir a energia necessária para várias funções do corpo. A energia é utilizada para processos de construção ou anabolizantes.

Catabolismo em diferentes organismos

A natureza exata destas reações catabólicos difere de organismo para organismo e organismos podem ser classificados com base em suas fontes de energia e carbono:

  • em organotrophs, fontes orgânicas são utilizadas como fonte de energia
  • em lithotrophs, são utilizados substratos inorgânicos
  • fototróficos, luz do sol é usada como energia química

As reações básicas comuns no catabolismo incluem reacções redox que envolvem a transferência de electrões de moléculas doadoras reduzidas como moléculas orgânicas, água, amônia, sulfeto de hidrogênio ou íons ferrosos para moléculas aceitador como oxigênio, nitrato ou sulfato.

Em humanos e animais, reações redox envolvem moléculas orgânicas complexas, sendo discriminadas a moléculas mais simples, como dióxido de carbono e água.

Em organismos fotossintéticos, como plantas e cianobactérias, estas reacções de transferência electrónica não libertam energia. Estas reações apenas ajudam a armazenar energia absorvida da luz solar.

Classificação dos organismos com base em seu metabolismo

fonte de energia luz solar Foto- -troph
moléculas pré-formadas quimio-
doador de elétron composto orgânico organo-
composto inorgânico Lito-
fonte de carbono composto orgânico hetero-
composto inorgânico auto-

Estágios do catabolismo

Catabolismo pode ser dividido em 3 principais etapas.

Fase 1 – fase de digestão

As grandes moléculas orgânicas, como proteínas, lipídios e polissacarídeos são digeridas em seus componentes menores fora de células. Nesta fase atua sobre o amido, celulose ou proteínas que não podem ser diretamente absorvidas pelas células e precisam ser quebrado em suas unidades menores antes que eles podem ser usados no metabolismo celular.

Enzimas digestivas incluem glicosídeo hidrolases que digerem polissacarídeos a monossacarídeos ou açúcares simples.

A principal enzima envolvida na digestão de proteínas é a pepsina, que catalisa a hidrólise das ligações peptídicas em um pH ideal de 2 inespecífica. No lúmen do intestino, o pâncreas segrega zymogens de tripsina, quimotripsina, elastase etc. Estas enzimas proteolíticas quebram as proteínas em aminoácidos livres, bem como dipeptídeos e tripeptides. Os aminoácidos livres, bem como o di e tripeptides são absorvidos pelas células mucosa intestinal que posteriormente são liberadas na corrente sanguínea onde eles são absorvidos por outros tecidos.

Os aminoácidos e açúcares são então bombeados para as células por proteínas de transporte ativo específico.

Fase 2 – liberação de energia

Uma vez discriminados essas moléculas são ocupadas por células e convertidas em moléculas ainda menores, geralmente acetil coenzima A (acetil-CoA), que libera alguma energia.

Fase 3 - o grupo acetil CoA é oxidado a água e dióxido de carbono na cadeia do ciclo do ácido cítrico e de transporte de elétrons, liberando a energia que é armazenada através da redução do coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD +), a NADH.

Degradação de carboidratos

Quando os carboidratos complexos são quebrados formam açúcares simples ou monossacarídeos. Isso é retomado pelas células. Uma vez dentro destes açúcares passam por glicólise, onde açúcares como a glicose e a frutose são convertidos em piruvato e alguns ATP é gerado. Piruvato é um intermediário em diversos vias metabólicas, mas a maioria é convertida a acetil-CoA e alimentada no ciclo do ácido cítrico ou ciclo do Kreb.

Dentro do ciclo do ácido cítrico mais ATP é gerado pelos monossacarídeos. O produto mais importante é o NADH, que é feito do NAD + como o acetil-CoA é oxidado. Esta oxidação libera dióxido de carbono como um produto residual.

Quando não há nenhum oxigênio, glicólise produz lactato, através da enzima lactato desidrogenase, re-oxidizing NADH para NAD + para reutilização na glicólise.

Glicose também pode ser discriminado por pentoses-fosfato, que reduz a coenzima NADPH e produz açúcares pentose como a ribose, o componente do açúcar de ácidos nucléicos.

Degradação de aminoácidos

As proteínas são quebradas em aminoácidos. Aminoácidos são usados para sintetizar proteínas e outras biomoléculas, ou oxidados a ureia e dióxido de carbono como fonte de energia.

No processo de oxidação, primeiro o grupo amino é removido por uma transaminase. O grupo amino é alimentado no ciclo da uréia, deixando um esqueleto de carbono deaminated sob a forma de um cetoácido.

Estes ácidos ceto Insira o ciclo do ácido cítrico. Glutamato, por exemplo, forma α-cetoglutarato. Algumas das aminas também podem ser convertidas em glicose, através da gluconeogénese.

Algumas proteínas são incrivelmente estáveis, outros são muito curta. As proteínas de curta duração geralmente desempenham importantes funções metabólicas. Os tempos de vida curta destas proteínas permitem ajustar rapidamente a mudanças no estado metabólico da célula a célula.

Degradação de lipídios

As gorduras são catabolizadas por hidrólise a ácidos graxos e glicerol. O glicerol entra glicólise e os ácidos graxos são discriminados por beta-oxidação para liberar acetil-CoA. Este acetil co-A chega próximo ciclo do ácido cítrico. Ácidos graxos liberar mais energia na oxidação de carboidratos, porque hidratos de carbono contêm mais oxigénio nas suas estruturas.

Calorias obtidas pela oxidação completa

  • Carboidratos rendem 4 kcal/g.
  • Carboidratos precisam ser armazenados com água e cada 1 g de glicogênio é hidratada com 2 g de água. Hidratado carboidratos: 1.3 kcal/g
  • Gordura: 9 kcal/g (gorduras não são hidratadas)
  • Proteínas: 4 kcal/g

Avaliado por abril Cashin-Gomes, BA Hons (Cantab)

Fontes

  1. http://www.tamu.edu/Faculty/bmiles/Lectures/Protein%20Catabolism.pdf
  2. http://www.csun.edu/~jm77307/fatty%20Acid%20Catabolism.pdf
  3. http://Cronus.uwindsor.ca/Units/Biochem/Web/biochemi.nsf/18e8732806421826852569830050331b/7a371e9af805f74e85256a4f00538021/$File/Energy%20metabolism.pdf
  4. http://www.oup.com/US/static/Companion.websites/9780199730841/McKee_Chapter8_Sample.pdf
  5. http://www.UNM.edu/~lkravitz/article%20folder/metabolism.pdf
  6. http://www.Sci.SDSU.edu/TFrey/Chem365/Bioenerg&MetabCh13&14.pdf
  7. http://Cronus.uwindsor.ca/Units/Biochem/Web/biochemi.nsf/18e8732806421826852569830050331b/7a371e9af805f74e85256a4f00538021/$File/amino%20acid%20catabolism.pdf

Leitura adicional

Last Updated: Oct 31, 2012

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