Oxidação de ácidos graxos

A maior parte da reserva energética do organismo encontra-se armazenada sob a forma de triacilglicéridos. Estes podem ser hidrolisados por lipase à glicerol e ácidos graxos.

O glicerol é oxidado à diidroxiacetona fosfato. A diidroxiacetona fosfato faz parte na seqüência da glicólise. Esse composto pode ser convertido em glicogênio no fígado e tecidos musculares ou em ácido pirúvico, o qual entra no Ciclo de Krebs. Já os ácidos graxos têm como “destino” a β-oxidação.

O processo pelo qual o ácido graxo é convertido em acetil-CoA para a entrada deste no ciclo de Krebs é chamado de β-oxidação, esse processo acontece dentro da mitocôndria. Nesse processo a β-oxidação remove dois átomos de carbono da cadeia de ácido graxo.

Como sabemos (ou deveríamos saber!), os ácidos graxos livres podem passar para dentro da célula por difusão simples pela membrana plasmática, porém não podem entrar livremente para o interior das mitocôndrias. A entrada dos ácidos graxos no interior das mitocôndrias requer primeiro a transformação dos ácidos graxos em acil-CoA.

A membrana da mitocôndria é impermeável á acil-CoA. Para entrarem na mitocôndria estes reagem com um aminoácido "especial", a carnitina, liberando a coenzima A. A carnitina esterificada é transportada para dentro da mitocôndria por um transportador específico; a carnitina livre volta então para o citoplasma através do transportador. Neste processo não existe transporte de CoA para dentro da mitocôndria: as reservas citoplasmática e mitocondrial de CoA não se misturam.

A β-oxidação dos ácidos graxos consiste num ciclo de três reações sucessivas, idênticas à parte final do ciclo de Krebs Por ação da enzima tiolase, libera-se acetil-CoA, e um acil-CoA com menos dois carbonos que o acil-CoA original. A repetição do ciclo permite a degradação total de um ácido graxo de cadeia par em acetil-CoA, que pode entrar no ciclo de Krebs, onde é completamente oxidado a CO2; sendo assim é impossível utilizar acetil-CoA para produzir oxaloacetato.

Ciclo do Nitrogênio

O nitrogênio é um componente que entra na composição de duas moléculas orgânicas de considerável importância para os seres viventes: as proteínas e os ácidos nucleicos.

Embora presente em grande concentração no ar atmosférico, essencialmente na combinação molecular N2, poucos são os organismos que o assimilam nessa forma. Apenas certas bactérias e algas cianofíceas podem retirá-lo do ar na forma de N2 e incorporá-lo às suas moléculas orgânicas.

Contudo, a maioria dos organismos não consegue reter e aproveitar o nitrogênio na forma molecular, obtendo esse nutriente na forma de íons amônio (NH4+), bem como íons nitrato (NO3-).

Algumas bactérias nitrificantes na superfície do solo realizam a conversão do nitrogênio, transformam a amônia em nitratos, disponibilizando esse elemento diretamente às plantas e indiretamente aos animais, através das relações tróficas: produtor e consumidor.

Outras bactérias também fixadoras de nitrogênio gasoso, ao invés de viverem livres no solo, vivem no interior dos nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a soja e o feijão, uma interação interespecífica de mútuo benefício (simbiose). Ao fixarem o nitrogênio do ar, essas bactérias fornecem parte dele às plantas.

Portanto, a adoção do cultivo das leguminosas é uma prática recomendável à agricultura, porque desta forma as leguminosas colocam em disponibilidade o nitrogênio para culturas seguintes, não empobrecendo tanto o solo quanto à questão de nutrientes disponíveis.

A devolução do nitrogênio à atmosfera, na forma de N2, é feita graças à ação de outras bactérias, chamadas desnitrificantes. Elas podem transformar os nitratos do solo em N2, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.

Ciclo de krebs

O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico, ou ciclo do ácido tricarboxílico, é uma das fases da respiração celular descoberta pelo bioquímico Hans Adolf Krebs, no ano de 1938. Essa fase da respiração ocorre na matriz mitocondrial e é considerada uma rota anfibólica, catabólica e anabólica.

No ciclo de Krebs, o ácido pirúvico (C₃H₄O₃) proveniente da glicólise sofre uma descarboxilação oxidativa pela ação da enzima piruvato desidrogenase, existente no interior das mitocôndrias dos seres eucariontes, e reage com acoenzima A (CoA). O resultado dessa reação é a produção de acetilcoenzima A (acetilCoA) e de uma molécula de gás carbônico (CO₂). Em seguida, oacetilCoA reage com o oxaloacetato, ou ácido oxalacético, liberando a molécula de coenzima A, que não permanece no ciclo, formando ácido cítrico.

Depois de formar o ácido cítrico, haverá uma sequência de oito reações onde ocorrerá a liberação de duas moléculas de gás carbônico, elétrons e íons H⁺. Ao final das reações, o ácido oxalacético é restaurado e devolvido à matriz mitocondrial, onde estará pronto para se unir a outra molécula de acetilCoA e recomeçar o ciclo.

Os elétrons e íons H⁺ que foram liberados nas reações são apreendidos por moléculas de NAD, que se convertem em moléculas de NADH, e também peloFAD (dinucleotídeo de flavina-adenina), outro aceptor de elétrons.

No ciclo de Krebs, a energia liberada em uma das etapas forma, a partir doGDP (difosfato de guanosina) e de um grupo fosfato inorgânico (Pi), uma molécula de GTP (trifosfato de guanosina) que difere do ATP apenas por conter a guanina como base nitrogenada ao invés da adenina. O GTP é o responsável por fornecer a energia necessária a alguns processos celulares, como a síntese de proteínas.

Podemos concluir que o ciclo de Krebs é uma reação catabólica porque promove a oxidação do acetilCoA, a duas moléculas de CO₂, e conserva parte da energia livre dessa reação na forma de coenzimas reduzidas, que serão utilizadas na produção de ATP na fosforilação oxidativa, a última etapa da respiração celular.

O ciclo de Krebs também tem função anabólica, sendo por isso classificado como um ciclo anfibólico. Para que esse ciclo tenha, ao mesmo tempo, a função anabólica e catabólica, as concentrações dos compostos intermediários formados são mantidas e controladas através de um complexo sistema de reações auxiliares que chamamos de reações anapleróticas. Um exemplo de reação anaplerótica é a carboxilação de piruvato para se obter oxalacetato, catalisado pela enzima piruvato carboxilase.

Glicose no nosso organismo

A glicose, de fórmula C₆H₁₂O₆, é um dos carboidratos mais simples (monossacarídeo). É a partir desses monossacarídeos, glicose, frutose e galactose que todos os outros carboidratos são formados. Por a glicose ser a principal fonte de energia do nosso organismo, todos os carboidratos são quebrados, por meio de enzimas específicas, em moléculas menores. A glicose também é um dos principais produtos da fotossíntese que ocorre nos vegetais.

O amido, por ser um polímero de glicose, quando sofre a ação da enzima amilase, quebra-se em várias moléculas de glicose. Isso significa que ao ingerirmos alimentos ricos em amido, estamos consequentemente ingerindo glicose.

Quando nós ingerimos uma alta quantidade de glicose, o nosso organismo utiliza o que necessita e o excesso é enviado para o fígado, que transforma a glicose em glicogênio e ela fica armazenada em nosso fígado, aumentando a concentração de glicogênio. Quando o nível de glicogênio fica alto, o fígado começa a quebrar o glicogênio excedente, mandando-o para a corrente sanguínea, aumentando a concentração de glicose no sangue.

Como a concentração de glicose no sangue está alta, automaticamente opâncreas começa a produzir o hormônio insulina para mandar essa glicose para dentro das células dos músculos para ser transformada em glicogênio. Se a concentração de glicose no sangue continuar em excesso, o organismo começa a converter a glicose em triglicérides, que serão armazenados na forma de gordura. O fato de uma pessoa sempre consumir alimentos ricos em glicose pode fazer com que ela fique obesa.

Diminuindo os alimentos ricos em glicose, diminuímos também a concentração de glicose no sangue e também a taxa de triglicérides.

As pessoas diabéticas devem optar por alimentos que tenham um índice de glicose menor para terem um controle melhor na concentração de glicose no sangue. A maioria dos alimentos que possuem baixos índices de glicose tem maior teor de fibras e pouca gordura, o que se torna benéfico para quem tem problemas cardiovasculares.

Quem está interessado em perder peso deve optar por alimentos com menos glicose, como legumes, verduras, alimentos integrais e carboidratos ricos em fibras.

CARBOIDRATOS

                       

CONCEITOS GERAIS

              Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza, apresentam como  fórmula geral: [C(H₂O)]_n, daí o nome "carboidrato", ou "hidratos de carbono" e  são moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas:

            - Fonte de energia;

            - Reserva de energia;

            - Estrutural;

            - Matéria-prima para a biossíntese de outras biomoléculas.

            Na biosfera, há provavelmente mais carboidratos do que todas as outras matérias orgânicas juntas, graças à grande abundância, no reino vegetal, de dois polímeros da D-glucose, o amido e a celulose.         

            O carboidrato é a única fonte de energia aceita pelo cérebro, importante para o funcionamento do coração e todo sistema nervoso.

            O corpo armazena carboidratos em três lugares: fígado (300 a 400g), músculo (glicogênio) e sangue (glicose). Os carboidratos evitam que nossos músculos sejam digeridos para produção de energia, por isso se sua dieta for baixa em carboidratos, o corpo faz canibalismo muscular.

            

MONOSSACARÍDEOS

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            Os monossacarídeos, também chamados de açúcares simples, consistem numa só unidade cetônica. O mais abundante é o açúcar de seis carbonos D-glucose; é o monossacarídeo fundamental de onde muitos são derivados. A D-glucose é o principal combustível para a maioria dos organismos e o monômero primário básico dos polissacarídeos mais abundantes, tais como o amido e a celulose.

            São os carboidratos mais simples, dos quais derivam todas as outras classes.            Quimicamente são polihidroxialdeídos (ou aldoses) - ou polihidroxicetonas (ou cetoses), sendo os mais simples monossacarídeos compostos com no mínimo 3 carbonos:

O Gliceraldeído

A Dihidroxicetona

            Feita exceção à dihidroxicetona, todos os outros monossacarídeos - e por extensão, todos os outros carbohidratos - possuem centros de assimetria (ou qirais), e fazem isomeria óptica.            A classificação dos monossacarídeos também pode ser baseada no número de carbonos de suas moléculas; assim sendo, as trioses são os monossacarídeos mais simples, seguidos das tetroses, pentoses, hexoses, heptoses, etc. Destes, os mais importantes estão as Pentoses e as Hexoses.
Trioses

            As pentoses mais importantes são:
            - Ribose

            - Arabinose            - Xilose

            As hexoses mais importantes são:            - Glicose
            - Galactose

            - Manose            - Frutose

DISSACARÍDEOS

            São carboidratos ditos glicosídeos, pois são formados a partir da ligação de 2 monossacarídeos através de ligações especiais denominadas "Ligações glicosídicas". A ligação glicosídica ocorre entre o carbono anomérico de um monossacarídeo e qualquer outro carbono do monossacarídeo seguinte, através de suas hidroxilas e com a saída de uma molécula de água.
            Os glicosídeos podem ser formados também pela ligação de um carboidrato a uma estrutura não-carboidrato, como uma proteína, por exemplo.

POLISSACARÍDEOS

             São os carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas, unidas em longas cadeias lineares ou ramificadas. Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e como elementos estruturais. 
            Os polissacarídeos mais importantes são os formados pela polimerização da glicose, em número de 3:
            - O Amido: É o polissacarídeo de reserva da célula vegetal, formado por moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas ligações a (1,4) e poucas ligações a (1,6), ou "pontos de ramificação" da cadeia. Sua molécula é muito linear, e forma hélice em solução aquosa.
            - O Glicogênio: É o polissacarídeo de reserva da célula animal. Muito semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações a (1,6), o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula. Os vários pontos de ramificação constituem um importante impedimento à formação de uma estrutura em hélice.
            - A Celulose: É o carboidrato mais abundante na natureza. Possui função estrutural na célula vegetal, como um componente importante da parede celular. Semelhante ao amido e ao glicogênio em composição, a celulose também é um polímero de glicose, mas formada por ligações tipo b (1,4). Este tipo de ligação glicosídica confere á molécula uma estrutura espacial muito linear, que forma fibras insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano.