Catabolismo: funções e processos catabólicos

O catabolismo é um conjunto de processos metabólicos responsáveis pela quebra de moléculas complexas em moléculas mais simples, liberando energia para o organismo. Essas reações catabólicas são essenciais para a manutenção da vida, pois fornecem a energia necessária para as atividades celulares e para a síntese de novas moléculas. Neste contexto, os processos catabólicos desempenham um papel fundamental na regulação do metabolismo e na manutenção do equilíbrio energético do organismo. Neste texto, exploraremos as principais funções e processos catabólicos que ocorrem no corpo humano.

Qual a importância do catabolismo no organismo humano?

O catabolismo é um processo fundamental no organismo humano, responsável por quebrar moléculas complexas em nutrientes simples para gerar energia. Essa via metabólica é essencial para a manutenção da vida e para o funcionamento adequado de todas as células do nosso corpo.

Quando consumimos alimentos, o catabolismo entra em ação para quebrar as proteínas, gorduras e carboidratos presentes neles em aminoácidos, ácidos graxos e glicose. Estas substâncias são então utilizadas para produzir energia através da via da respiração celular.

Além disso, o catabolismo também desempenha um papel importante na eliminação de resíduos metabólicos e na reciclagem de moléculas danificadas ou desnecessárias no organismo. Isso ajuda a manter o equilíbrio interno e a saúde das células.

Portanto, podemos concluir que o catabolismo é essencial para garantir a obtenção de energia e a manutenção da saúde do nosso organismo. Sem esse processo, as células não teriam os nutrientes necessários para funcionar adequadamente e o corpo não seria capaz de realizar suas funções vitais.

Entenda os processos de quebra de moléculas: quais são os processos catabólicos do corpo humano?

O catabolismo é um processo fundamental no corpo humano, responsável por quebrar moléculas complexas em moléculas mais simples para gerar energia. Essa energia é essencial para as atividades celulares e metabólicas do organismo.

Existem diversos processos catabólicos no corpo humano, sendo os principais a glicólise, a beta-oxidação de ácidos graxos, a quebra de proteínas e a degradação de nucleotídeos. Cada um desses processos tem um papel crucial na obtenção de energia e na manutenção da homeostase do corpo.

A glicólise é responsável por quebrar a glicose em moléculas de piruvato, gerando ATP como forma de energia. Já a beta-oxidação de ácidos graxos é o processo no qual os ácidos graxos são quebrados em unidades menores para serem utilizados na produção de energia.

A quebra de proteínas ocorre quando o corpo necessita de aminoácidos para a síntese de novas proteínas ou para a produção de energia. Nesse processo, as proteínas são quebradas em aminoácidos, que podem ser utilizados conforme a necessidade do organismo.

Por fim, a degradação de nucleotídeos é o processo pelo qual os nucleotídeos são quebrados em suas unidades constituintes, como bases nitrogenadas e açúcares, para serem utilizados na síntese de DNA, RNA ou na produção de energia.

Em resumo, os processos catabólicos são essenciais para a obtenção de energia e para a manutenção das funções vitais do corpo humano. É importante compreender esses processos para garantir um bom funcionamento do organismo e uma boa saúde.

As fases do processo de degradação de moléculas para obtenção de energia.

O catabolismo é o conjunto de processos metabólicos responsáveis pela quebra de moléculas complexas em moléculas mais simples, com o objetivo de obter energia para as células. Esse processo ocorre em diversas fases, que são essenciais para a produção de ATP, a principal forma de energia utilizada pelas células.

A primeira fase do catabolismo é a digestão, na qual as moléculas complexas são quebradas em moléculas menores por meio de processos enzimáticos. Essas moléculas menores são então transportadas para o interior das células, onde ocorrerão as próximas etapas do processo.

A segunda fase é a glicólise, na qual a glicose é degradada em piruvato, gerando ATP e NADH. Esse processo ocorre no citoplasma das células e é uma etapa fundamental na produção de energia.

A terceira fase é o ciclo de Krebs, no qual o piruvato é oxidado em acetil-CoA, que entra no ciclo para gerar mais ATP, NADH e FADH2. Essa etapa ocorre na matriz mitocondrial e é essencial para a produção de energia de forma mais eficiente.

Por fim, a quarta fase é a fosforilação oxidativa, na qual os elétrons transportados pelo NADH e FADH2 são utilizados para gerar ATP por meio da cadeia respiratória. Esse processo ocorre na membrana mitocondrial e é responsável pela produção da maior parte da energia celular.

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Em resumo, o catabolismo é um processo complexo que envolve diversas fases para a degradação de moléculas e obtenção de energia. Cada etapa é essencial para a produção de ATP, garantindo o funcionamento adequado das células.

Entenda o que acontece durante o processo de catabolismo no organismo humano.

O processo de catabolismo no organismo humano é responsável por quebrar as moléculas de nutrientes complexos em moléculas mais simples, liberando energia. Durante o catabolismo, as moléculas são quebradas em pequenos componentes que podem ser utilizados pelo organismo para produzir energia, manter as funções vitais e reparar tecidos.

Uma das principais funções do catabolismo é a produção de energia para o funcionamento das células. Durante a quebra das moléculas, é liberada energia que é armazenada em moléculas de ATP, a forma de energia utilizada pelas células. Essa energia é essencial para o metabolismo celular e para a realização de diversas atividades do organismo.

Além da produção de energia, o catabolismo também é responsável por eliminar resíduos e substâncias indesejadas do organismo. Durante o processo de quebra das moléculas, são produzidos resíduos que precisam ser eliminados para manter o equilíbrio do organismo. Esses resíduos são excretados principalmente pelos rins e pelo fígado.

Em resumo, o catabolismo é um processo fundamental para a obtenção de energia e para a manutenção da homeostase do organismo. Através da quebra de moléculas complexas em moléculas simples, o catabolismo fornece os recursos necessários para as atividades celulares e para a manutenção da saúde do corpo humano.

Catabolismo: funções e processos catabólicos

O catabolismo engloba todas as reacções de degradação das substâncias no corpo. Além de “desintegrar” os componentes das biomoléculas em suas menores unidades, as reações catabólicas produzem energia, principalmente na forma de ATP .

As rotas catabólicas são responsáveis ​​por degradar as moléculas que provêm dos alimentos: carboidratos , proteínas e lipídios. Durante o processo, a energia química contida nas ligações é liberada para uso em atividades celulares que a exigem.

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Fonte: Por EsquemaCatabolismo.svg: eu; correção de pequenos erros: trabalho derivativo basquette: Gustavocarra (SchemeCatabolismo.svg) [Domínio público], via Wikimedia Commons

Alguns exemplos de vias catabólicas bem conhecidas são: ciclo de Krebs, oxidação beta de ácidos graxos, glicólise e fosforilação oxidativa.

As moléculas simples produzidas pelo catabolismo são usadas pela célula para construir os elementos necessários, usando também a energia fornecida pelo mesmo processo. Esta via de síntese é o antagonista do catabolismo e é chamada anabolismo .

O metabolismo de um organismo engloba reações de síntese e degradação, que ocorrem simultaneamente e de maneira controlada dentro da célula.

Funções

O principal objetivo do catabolismo é oxidar os nutrientes que o corpo utiliza como “combustível”, chamados carboidratos, proteínas e gorduras. A degradação dessas biomoléculas gera energia e resíduos, principalmente dióxido de carbono e água.

Uma série de enzimas participa do catabolismo, que são proteínas responsáveis ​​por acelerar a velocidade das reações químicas que ocorrem na célula.

Substâncias combustíveis são os alimentos que consumimos diariamente. Nossa dieta consiste em proteínas, carboidratos e gorduras que são degradadas pelas vias catabólicas. O corpo preferencialmente usa gorduras e carboidratos, embora em situações de escassez possa recorrer à degradação de proteínas.

A energia extraída pelo catabolismo está contida nas ligações químicas das biomoléculas mencionadas.

Quando estamos comendo qualquer alimento, mastigamos para facilitar a digestão. Esse processo é análogo ao catabolismo, onde o corpo é responsável por “digerir” as partículas no nível microscópico, para que sejam usadas por vias sintéticas ou anabólicas.

Processos catabólicos

As rotas ou caminhos catabólicos incluem todos os processos de degradação da substância. Podemos distinguir três etapas do processo:

– As diferentes biomoléculas encontradas na célula (carboidratos, gorduras e proteínas) são degradadas nas unidades fundamentais que as constituem (açúcares, ácidos graxos e aminoácidos, respectivamente).

– Os produtos do estágio I passam para constituintes mais simples, que convergem em um intermediário comum chamado acetil-CoA.

– Finalmente, este composto entra no ciclo de Krebs, onde continua a oxidar para produzir moléculas de dióxido de carbono e água – as moléculas finais obtidas em qualquer reação catabólica.

Entre os mais proeminentes estão o ciclo da uréia , o ciclo de Krebs, glicólise, fosforilação oxidativa e oxidação beta de ácidos graxos. A seguir, descreveremos cada uma das rotas mencionadas:

O ciclo da uréia

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O ciclo da uréia é uma via catabólica que ocorre nas mitocôndrias e no citosol das células hepáticas. É responsável pelo processamento de derivados de proteínas e o produto final é a uréia.

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O ciclo começa com a entrada do primeiro grupo amino da matriz mitocondrial, embora também possa entrar no fígado através do intestino.

O primeiro passo envolve a reacção do ATP, iões de bicarbonato (HCO 3 ) e de amónio (NH 4 + ) em fosfato carbomoyl, ADP e P i . O segundo passo envolve a ligação de fosfato de carbomoyl e ornitina para originar uma molécula de citrulina e P i . Essas reações ocorrem na matriz mitocondrial.

O ciclo continua no citosol, onde a citrulina e o aspartato se condensam em conjunto com o ATP para gerar argininosuccinato, AMP e PP i . O argininosuccinato passa para arginina e fumarato. O aminoácido arginina combina-se com a água para dar ornitina e, finalmente, uréia.

Esse ciclo está interconectado com o ciclo de Krebs porque o metabolito do fumarato participa de ambas as vias metabólicas. No entanto, cada ciclo atua de forma independente.

Patologias clínicas relacionadas a esta via impedem o paciente de comer uma dieta rica em proteínas.

O ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico

O ciclo de Krebs é um caminho que participa da respiração celular de todos os organismos. Espacialmente, ocorre nas mitocôndrias de organismos eucarióticos.

O precursor do ciclo é uma molécula chamada acetil coenzima A, que condensa com uma molécula de oxaloacetato. Essa união gera um composto de seis carbonos. Em cada revolução, o ciclo produz duas moléculas de dióxido de carbono e uma molécula de oxaloacetato.

O ciclo começa com uma reação de isomerização catalisada por acônito, onde o citrato passa para cis-aconito e água. Da mesma forma, a aconitase catalisa a passagem de cis-aconitate em isocitrato.

O isocitrato é oxidado em oxalossuccinato pela isocitrato desidrogenase. Esta molécula é descarboxilada em alfa-cetoglutarato pela mesma enzima, isocitrato desidrogenase. O alfa-cetoglutarato passa para a succinil-CoA pela ação da alfa-cetoglutarato desidrogenase.

O succinil-CoA passa para o succinato, que é oxidado em fumarato pela succinato desidrogenase. Posteriormente, o fumarato passa para o l-malato e, finalmente, o l-malato passa para o oxaloacetato.

O ciclo pode ser resumida na equação seguinte: Acetil-CoA + 3 NAD + + FAD + PIB + Pi + 2 H 2 O → CoA-SH + 3 (NADH + H +) + FADH 2 + GTP + 2 CO 2 .

Glicólise

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A glicólise, também chamada glicólise, é um caminho crucial que está presente em praticamente todos os organismos vivos, desde bactérias microscópicas até grandes mamíferos. A rota consiste em 10 reações enzimáticas que degradam a glicose em ácido pirúvico.

O processo começa com a fosforilação da molécula de glicose pela enzima hexoquinase. A idéia deste passo é “ativar” a glicose e prendê-la no interior da célula, pois a glicose-6-fosfato não possui um transportador através do qual possa escapar.

A isomerase de glicose-6-fosfato pega a glicose-6-fosfato e a reorganiza em seu isômero de frutose-6-fosfato. O terceiro passo é catalisado pela fosfofructoquinase e o produto é frutose-1,6-bisfosfato.

Então, a aldolase cliva o composto acima em fosfato de di-hidroxiacetona e gliceraldeído-3-fosfato. Há um equilíbrio entre esses dois compostos catalisados ​​pela triose fosfato isomerase.

A enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase produz 1,3-bifosfoglicerato que é convertido em 3-fosfoglicerato no próximo passo pela fosfoglicerato cinase. A fosfoglicerato mutase altera a posição do carbono e produz 2-fosfoglicerato.

A enolasa pega esse último metabólito e o converte em fosfoenolpiruvato. O último passo da rota é catalisado pela piruvato-quinase e o produto final é o piruvato.

Fosforilação oxidativa

A fosforilação oxidativa é um processo de formação de ATP graças à transferência de elétrons de NADH ou FADH 2 para oxigênio e constitui a última etapa dos processos de respiração celular. Ocorre nas mitocôndrias e é a principal fonte de moléculas de ATP em organismos com respiração aeróbica.

Sua importância é inegável, pois 26 das 30 moléculas de ATP que são geradas como resultado da oxidação completa da glicose em água e dióxido de carbono ocorrem por fosforilação oxidativa.

Conceitualmente, a fosforilação oxidativa acopla a oxidação e síntese de ATP com um fluxo de prótons através do sistema de membrana.

Assim, NADH ou FADH 2 gerado em diferentes rotas, chamado glicólise ou oxidação de ácidos graxos, é usado para reduzir o oxigênio e, a energia livre gerada no processo é usada para a síntese de ATP.

oxidação β de ácidos graxos

A oxidação is é um conjunto de reações que permitem que a oxidação de ácidos graxos produza grandes quantidades de energia.

O processo envolve a liberação periódica de regiões de ácidos graxos de dois átomos de carbono por reação até que o ácido graxo esteja completamente degradado. O produto final são moléculas de acetil-CoA que podem entrar no ciclo de Krebs para oxidar completamente.

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Antes da oxidação, o ácido graxo deve ser ativado, onde se liga à coenzima A. O transportador de carnitina é responsável por translocar as moléculas para a matriz mitocondrial.

Após estes passos anteriores, a própria oxidação β começa com os processos de oxidação, hidratação, oxidação por NAD + e tiolise.

Regulamento de Catabolismo

Deve haver uma série de processos que regulam as diferentes reações enzimáticas, pois elas não podem funcionar o tempo todo na velocidade máxima. Assim, as vias do metabolismo são reguladas por vários fatores que incluem hormônios, controles neuronais, disponibilidade de substrato e modificação enzimática.

Em todas as rotas, deve haver pelo menos uma reação irreversível (ou seja, apenas de sentido único) e que direcione a velocidade de toda a estrada. Isso permite que as reações funcionem na velocidade exigida pela célula e impede que as vias de síntese e degradação funcionem ao mesmo tempo.

Os hormônios são substâncias particularmente importantes que atuam como mensageiros químicos. Estes são sintetizados nas várias glândulas endócrinas e liberados na corrente sanguínea para agir. Alguns exemplos são:

Cortisol

O cortisol age para diminuir o aumento de processos de síntese e vias catabólicas no músculo. Este efeito ocorre pela liberação de aminoácidos na corrente sanguínea.

Insulina

Por outro lado, existem hormônios que têm o efeito oposto e diminuem o catabolismo. A insulina é responsável por aumentar a síntese protéica e, ao mesmo tempo, diminuir seu catabolismo. Nesse caso, a proteólise aumenta, o que facilita a saída de aminoácidos para o músculo.

Diferenças com anabolismo

Anabolismo e catabolismo são processos antagônicos que compreendem todas as reações metabólicas que ocorrem em um organismo.

Ambos os processos requerem múltiplas reações químicas catalisadas por enzimas e estão sob rigoroso controle hormonal, capaz de desencadear ou desacelerar certas reações. No entanto, eles diferem nos seguintes aspectos fundamentais:

Síntese e degradação de moléculas

O anabolismo compreende reações de síntese, enquanto o catabolismo é responsável pela degradação das moléculas. Embora esses processos sejam inversos, eles estão conectados no delicado equilíbrio do metabolismo.

Diz-se que o anabolismo é um processo divergente, pois pega compostos simples e os transforma em compostos maiores. Ao contrário do catabolismo, que é classificado como um processo convergente, obtendo pequenas moléculas como dióxido de carbono, amônia e água a partir de moléculas grandes.

As diferentes vias catabólicas pegam as macromoléculas que formam os alimentos e as reduzem aos seus menores constituintes. As vias anabólicas, por outro lado, são capazes de pegar essas unidades e construir moléculas mais elaboradas novamente.

Em outras palavras, a agência precisa “alterar a configuração” dos elementos que compõem os alimentos a serem utilizados nos processos necessários.

O processo é análogo ao popular jogo de legos, onde os principais constituintes podem formar estruturas diferentes com uma ampla variedade de arranjos espaciais.

Utilização de energia

O catabolismo é responsável por extrair a energia contida nas ligações químicas dos alimentos, portanto, seu principal objetivo é a geração de energia. Essa degradação ocorre, na maioria dos casos, por reações oxidativas.

No entanto, não surpreende que as rotas catabólicas exijam a adição de energia em seus passos iniciais, como vimos na via glicolítica, que requer a inversão das moléculas de ATP.

Por outro lado, o anabolismo é responsável por adicionar a energia livre produzida no catabolismo para conseguir a montagem dos compostos de interesse. Tanto o anabolismo quanto o catabolismo ocorrem constante e simultaneamente na célula.

Geralmente, o ATP é a molécula usada para transferir energia. Isso pode difundir para as áreas onde é necessário e quando hidrolisada, a energia química contida na molécula é liberada. Da mesma forma, a energia pode ser transportada como átomos de hidrogênio ou elétrons.

Essas moléculas são chamadas coenzimas e incluem NADP, NADPH e FMNH 2 . Eles agem através de reações de redução. Além disso, eles podem transferir a capacidade de redução no ATP.

Referências

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