Metabolisme: Reaccions Químiques Cel·lulars
Flashcards
- Què és el metabolisme cel·lular?
- Conjunt de reaccions químiques a l'interior cel·lular per obtenir matèria i energia.
- Què catalitza les reaccions metabòliques, reduint l'energia d'activació?
- Enzims.
- Com s'anomenen les molècules que intervenen en una via metabòlica?
- Metabòlits.
- Quins són els dos coenzims principals d'oxidació i reducció que transporten protons i electrons?
- NAD+/NADH+H+ i FAD/FADH.
Preguntes tipus test
- Quin és el propòsit principal del metabolisme cel·lular?
- a) Obtenir energia exclusivament.
- b) Degradar molècules complexes.
- c) Obtenir matèria i energia per a les funcions cel·lulars.
- d) Sintetitzar molècules complexes.
Resposta: c) Obtenir matèria i energia per a les funcions cel·lulars.. El metabolisme cel·lular és el conjunt de reaccions químiques que permeten obtenir matèria per construir i renovar estructures cel·lulars, a més d'energia per realitzar les funcions vitals.
- Quina fase del metabolisme implica la degradació de molècules complexes en altres més senzilles?
- a) Catabolisme.
- b) Anabolisme.
- c) Glicòlisi.
- d) Fosforilació oxidativa.
Resposta: a) Catabolisme.. El Catabolisme és la fase del metabolisme on les molècules complexes són degradades en altres més senzilles.
- Quina fase del metabolisme implica la síntesi de molècules complexes a partir d'altres més simples?
- a) Catabolisme.
- b) Anabolisme.
- c) Cicle de Krebs.
- d) Lipòlisi.
Resposta: b) Anabolisme.. L'Anabolisme és la fase del metabolisme on es sintetitzen molècules complexes a partir d'altres més simples.
Catabolisme: Degradació de Molècules
Flashcards
- Què és el catabolisme?
- És la degradació de molècules complexes en altres més senzilles, alliberant energia.
- Quin tipus de reaccions caracteritzen el catabolisme pel que fa a la transferència d'electrons?
- Són reaccions d'oxidació, on l'àtom perd electrons.
- Quins són els dos coenzims principals implicats en el transport de protons i electrons durant el metabolisme?
- El NAD+/NADH+H+ i el FAD/FADH.
- Defineix la glicòlisi segons el text.
- És el pas d'una glucosa a dos piruvats en condicions anaeròbiques.
Preguntes tipus test
- Quin procés defineix millor el catabolisme segons el document?
- a) Síntesi de molècules complexes a partir de simples.
- b) Degradació de molècules complexes en més senzilles.
- c) Procés que només requereix energia.
- d) Conjunt de reaccions que construeixen estructures cel·lulars.
Resposta: b) Degradació de molècules complexes en més senzilles.. El text defineix el catabolisme com la degradació de molècules complexes en altres més senzilles, amb alliberament d'energia. La síntesi de molècules complexes a partir de simples és anabolisme.
- Les reaccions catabòliques són principalment de:
- a) Oxidació (l'àtom perd electrons).
- b) Reducció (l'àtom guanya electrons).
- c) Esterificació.
- d) Hidròlisi sense transferència d'electrons.
Resposta: a) Oxidació (l'àtom perd electrons).. En el catabolisme, les reaccions són d'oxidació, on l'àtom perd electrons. En l'anabolisme, són de reducció i l'àtom guanya electrons.
- Quina de les següents opcions descriu la glicòlisi?
- a) Transformació de piruvat en acetil-CoA.
- b) El cicle de l'àcid cítric.
- c) El pas de glucosa a dos piruvats.
- d) La β-oxidació dels àcids grassos.
Resposta: c) El pas de glucosa a dos piruvats.. La glicòlisi és el procés de trencament d'una molècula de glucosa en dos piruvats. La transformació de piruvat en acetil-CoA, el cicle de Krebs i la cadena respiratòria són etapes posteriors o diferents vies catabòliques.
Glicòlisi: Descomposició de la Glucosa
Flashcards
- Com es realitza el pas de glucosa a dos piruvats durant la glicòlisi, pel que fa a la presència d'oxigen?
- Anaeròbicament
- Quantes molècules de piruvat s'obtenen a partir d'una molècula de glucosa al final de la glicòlisi?
- Dos piruvats
- Quantes molècules de fosfat s'incorporen inicialment a la glucosa, provinents de l'ATP, al començament de la glicòlisi?
- 2 molècules d'ATP
- En quina molècula inestable es converteix la glucosa després d'incorporar els dos grups fosfat inicials?
- Fructosa difosfat
Preguntes tipus test
- Quin és el resultat principal de la glicòlisi a partir d'una molècula de glucosa?
- a) Una molècula de glucosa en una molècula d'acetil-CoA
- b) Una molècula de glucosa en dues molècules de piruvat
- c) Dues molècules de piruvat en una molècula de glucosa
- d) Una molècula d'àcid làctic en piruvat
Resposta: b) Una molècula de glucosa en dues molècules de piruvat. La glicòlisi és el procés de descomposició d'una molècula de glucosa en dues molècules de piruvat, tal com s'especifica en la definició del procés.
- Respecte a la presència d'oxigen, la glicòlisi és un procés que:
- a) Requereix oxigen
- b) Es realitza només en presència de CO2
- c) Es realitza en absència d'oxigen
- d) És un procés aeròbic i anaeròbic simultàniament
Resposta: c) Es realitza en absència d'oxigen. La glicòlisi es descriu explícitament com un procés que es realitza 'anaeròbicament', és a dir, sense necessitat d'oxigen.
- Quin és el guany net de molècules d'ATP per cada molècula de glucosa que entra a la glicòlisi?
- a) 0 ATP
- b) 4 ATP
- c) 6 ATP
- d) 2 ATP
Resposta: d) 2 ATP. El balanç net de la glicòlisi per cada molècula de glucosa indica la producció de 2 molècules d'ATP.
Transformació de Piruvat en Acetil-CoA
Flashcards
- On entra el piruvat per ser transformat en Acetil-CoA en cèl·lules eucariotes?
- Mitocondri
- Quin tipus de transport utilitza el piruvat per entrar al mitocondri?
- Transport actiu
- Quin conjunt d'enzims i coenzims catalitza la transformació de piruvat en Acetil-CoA?
- Sistema piruvat-deshidrogenasa
- Quin procés inicial allibera una molècula de CO₂ durant la transformació del piruvat?
- Descarboxilació
Preguntes tipus test
- Quin sistema enzimàtic és responsable de la transformació de piruvat en Acetil-CoA?
- a) La cadena respiratòria
- b) El sistema piruvat-deshidrogenasa
- c) L'ATP-sintetasa
- d) La glicòlisi
Resposta: b) El sistema piruvat-deshidrogenasa. El text indica clarament que la transformació de piruvat en Acetil-CoA és catalitzada per un conjunt d'enzims i coenzims anomenat sistema piruvat-deshidrogenasa.
- Quina de les següents molècules és un REACTIU en la transformació de piruvat en Acetil-CoA?
- a) Acetil-CoA
- b) CO₂
- c) NADH + H⁺
- d) Piruvat
Resposta: d) Piruvat. El balanç net de la reacció mostra que els reactius són Piruvat (C₃H₃O₃⁻), Coenzim A (CoA-SH) i NAD⁺. L'Acetil-CoA és un producte.
- Quina molècula s'afegeix al piruvat durant la seva transformació per formar Acetil-CoA?
- a) Coenzim A
- b) Àcid làctic
- c) GTP
- d) FADH₂
Resposta: a) Coenzim A. Un dels passos clau en aquesta transformació és la introducció d'un Coenzim A (CoA) per formar l'Acetil-S-coenzim A, conegut com a Acetil-CoA.
Cicle de Krebs / Cicle de l'àcid cítric
Transport d'electrons en la cadena respiratòria
Flashcards
- On es localitza la cadena respiratòria a les cèl·lules eucariotes?
- A la membrana interna dels mitocondris.
- Quin és el paper principal dels coenzims reduïts (NADH i FADH2) en la cadena respiratòria?
- S'oxiden per tornar a utilitzar-se al cicle de Krebs i cedir electrons i protons a la cadena respiratòria.
- Què és la cadena respiratòria?
- És una sèrie de molècules o complexos proteics transportadors d'electrons.
- Què succeeix amb els electrons cedits pels coenzims reduïts?
- Passen pels diferents complexos proteics de la cadena respiratòria.
Preguntes tipus test
- En les cèl·lules eucariotes, on es troba la cadena respiratòria?
- a) A la membrana externa dels mitocondris.
- b) Al citosol.
- c) A la matriu mitocondrial.
- d) A la membrana interna dels mitocondris.
Resposta: d) A la membrana interna dels mitocondris.. La cadena respiratòria està situada a la membrana interna dels mitocondris, on es produeix el transport d'electrons i la quimioosmosi que impulsa la síntesi d'ATP.
- Quina molècula actua com a acceptor final d'electrons en la cadena respiratòria?
- a) El CO2.
- b) L'aigua.
- c) L'oxigen.
- d) L'ATP.
Resposta: c) L'oxigen.. L'oxigen molecular (O2) actua com a acceptor final d'electrons en la cadena respiratòria. Sense ell, el flux d'electrons s'atura.
- Per a què s'utilitza l'energia alliberada pels electrons a la cadena respiratòria?
- a) Bombejar protons cap a l'espai intermembranós.
- b) Bombejar electrons cap a la matriu.
- c) Sintetitzar directament molècules d'ATP.
- d) Degradar els coenzims reduïts.
Resposta: a) Bombejar protons cap a l'espai intermembranós.. Quan els electrons passen pels complexos proteics de la cadena, l'energia que alliberen s'utilitza per bombejar protons des de la matriu mitocondrial cap a l'espai intermembranós.
Balanç energètic del catabolisme per respiració de la glucosa
Flashcards
- Quins són els productes nets de la glicòlisi per una molècula de glucosa?
- 2 piruvats, 2 ATP i 2 NADH + H⁺
- Quanta ATP genera aproximadament una molècula de NADH + H⁺ durant la respiració cel·lular?
- 3 ATPs
- Quanta ATP genera aproximadament una molècula de FADH₂ durant la respiració cel·lular?
- 2 ATPs
- Quins productes s'obtenen del sistema piruvat-deshidrogenasa a partir de 2 molècules de piruvat (derivades d'una glucosa)?
- 2 Acetils-CoA i 2 NADH + H⁺
Preguntes tipus test
- Quina etapa del catabolisme de la glucosa produeix 2 molècules de piruvat per cada glucosa?
- a) Glicòlisi
- b) Sistema piruvat-deshidrogenasa
- c) Cicle de Krebs
- d) Cadena respiratòria
Resposta: a) Glicòlisi. La glicòlisi és la primera etapa i produeix 2 molècules de piruvat a partir d'una molècula de glucosa, independentment de la presència d'oxigen.
- Quins són els productes energètics i metabòlics clau obtinguts del sistema piruvat-deshidrogenasa per una molècula de glucosa?
- a) 1 Acetil-CoA i 1 NADH + H⁺
- b) 2 Acetils-CoA i 2 NADH + H⁺
- c) 2 piruvats i 2 ATP
- d) 6 NADH+H⁺ i 2 FADH₂
Resposta: b) 2 Acetils-CoA i 2 NADH + H⁺. El sistema piruvat-deshidrogenasa converteix cada molècula de piruvat en Acetil-CoA, produint 1 NADH + H⁺ per piruvat. Com la glicòlisi produeix 2 piruvats, s'obtenen 2 Acetils-CoA i 2 NADH + H⁺ en total d'aquesta etapa a partir d'una glucosa.
- Considerant el processament complet d'una molècula de glucosa, quina quantitat de coenzims reduïts i GTP es produeix en el cicle de Krebs?
- a) 3 NADH+H⁺, 1 FADH₂, i 1 GTP
- b) 2 NADH+H⁺, 2 FADH₂, i 2 ATP
- c) 6 NADH+H⁺, 2 FADH₂, i 2 GTP
- d) 18 ATP i 4 ATP
Resposta: c) 6 NADH+H⁺, 2 FADH₂, i 2 GTP. El cicle de Krebs, a partir de 2 molècules d'Acetil-CoA (derivades d'una glucosa), genera 6 NADH+H⁺, 2 FADH₂, i 2 GTP.
Catabolisme per fermentació
Flashcards
- Quines són dues característiques clau de la fermentació respecte a la respiració?
- No intervé la cadena respiratòria i l'acceptor final d'electrons és un compost orgànic, no l'oxigen.
- Quants ATPs es produeixen directament per glucosa en la fermentació?
- S'obtenen només 2 ATPs per glucosa, provinents de la glucòlisi.
- Quin és l'objectiu principal de la transformació del piruvat en els productes finals de la fermentació?
- Oxidar els coenzims reduïts (NADH+H+) per poder reutilitzar-los en la glucòlisi.
- Quins són els productes finals de la fermentació alcohòlica a partir del piruvat?
- Etanol i CO2.
Preguntes tipus test
- Quina afirmació descriu millor el catabolisme per fermentació?
- a) És un procés anaeròbic on la cadena respiratòria no intervé.
- b) És un procés aeròbic que produeix grans quantitats d'ATP.
- c) Utilitza l'oxigen com a acceptor final d'electrons.
- d) Oxida completament la glucosa fins a CO2 i aigua.
Resposta: a) És un procés anaeròbic on la cadena respiratòria no intervé.. La fermentació és un procés anaeròbic, la cadena respiratòria no hi intervé i l'acceptor final d'electrons és un compost orgànic, no l'oxigen de l'aire. La glucosa s'oxida parcialment i només es produeixen 2 ATPs per glucosa (provinents de la glucòlisi).
- Quin procés segueix el piruvat en la fermentació alcohòlica?
- a) Es transforma directament en àcid làctic.
- b) Es redueix a etanol sense passos intermedis.
- c) Entra al cicle de Krebs per ser oxidat.
- d) Es descarboxila a acetaldehid i després es redueix a etanol.
Resposta: d) Es descarboxila a acetaldehid i després es redueix a etanol.. En la fermentació alcohòlica, el piruvat es transforma primer en acetaldehid, alliberant CO2. L'acetaldehid és després reduït a etanol, regenerant els coenzims oxidats.
- Quin dels següents microorganismes és conegut per realitzar la fermentació alcohòlica?
- a) Lactobacillus casei
- b) Saccharomyces cerevisiae
- c) Bacillus amilobacter
- d) Streptococcus lactis
Resposta: b) Saccharomyces cerevisiae. Els llevats del gènere Saccharomyces, com S. cerevisiae, S. fragilis i S. ellipsoideus, són coneguts per realitzar la fermentació alcohòlica i s'utilitzen en la producció de begudes alcohòliques i pa.
Fermentació alcohòlica
Flashcards
- Quins són els productes finals de la fermentació alcohòlica a partir del piruvat?
- Etanol i CO2
- Quin és el primer pas de la fermentació alcohòlica després de la glicòlisi?
- El piruvat es transforma en acetaldehids i s'allibera CO2.
- En què es transformen finalment els acetaldehids en la fermentació alcohòlica?
- En etanol.
- Què els passa als coenzims NADH+H+ durant la fermentació alcohòlica?
- S'oxiden per poder tornar a reduir-se.
Preguntes tipus test
- Quin és el producte final principal de la fermentació alcohòlica a partir del piruvat?
- a) Àcid làctic
- b) Etanol i CO2
- c) Acetil-CoA
- d) Glucosa
Resposta: b) Etanol i CO2. La fermentació alcohòlica transforma el piruvat, producte de la glicòlisi, en etanol i diòxid de carboni. L'àcid làctic és el producte de la fermentació làctica, l'acetil-CoA és un intermediari del catabolisme aeròbic i la glucosa és el substrat inicial de la glicòlisi.
- Quin compost es forma a partir del piruvat abans de la producció d'etanol en la fermentació alcohòlica?
- a) Acetaldehid
- b) Àcid cítric
- c) Àcid làctic
- d) Acetil-CoA
Resposta: a) Acetaldehid. Després de la glicòlisi, el piruvat es converteix primer en acetaldehid, alliberant una molècula de CO2. L'acetaldehid és l'intermediari que posteriorment es reduirà a etanol.
- Què els passa als coenzims NADH+H+ durant la fermentació alcohòlica?
- a) Es redueixen a NAD+
- b) Es converteixen en FADH2
- c) S'oxiden a NAD+
- d) S'incorporen directament al cicle de Krebs
Resposta: c) S'oxiden a NAD+. En la fermentació alcohòlica, els coenzims NADH+H+, que es van reduir durant la glicòlisi, s'oxiden a NAD+. Aquesta oxidació és essencial per regenerar el NAD+ necessari per a la continuació de la glicòlisi i, per tant, per a la producció d'ATP.
Fermentació làctica
Flashcards
- Quin és el producte principal de la fermentació làctica a partir del piruvat?
- Àcid làctic
- Quin és un propòsit clau de la transformació de piruvat en àcid làctic en aquest procés?
- Regenerar els coenzims oxidats
- Quantes molècules d'ATP s'obtenen per cada molècula de glucosa durant la fermentació làctica?
- 2 ATP
- On es produeix la fermentació làctica en el cos dels animals?
- Cèl·lules musculars dels animals (durant sobreesforç sense oxigen), còrnia, medul·la renal, múscul esquelètic
Preguntes tipus test
- Quin producte es forma a partir del piruvat durant la fermentació làctica?
- a) Etanol i CO2
- b) Àcid làctic
- c) Acetaldehid
- d) Acetil-CoA
Resposta: b) Àcid làctic. La fermentació làctica transforma el piruvat directament en àcid làctic per regenerar els coenzims reduïts.
- Quin és un propòsit clau de la fermentació làctica?
- a) Oxidar completament la glucosa
- b) Produir grans quantitats de CO2
- c) Regenerar coenzims oxidats (NAD+)
- d) Generar calor per a l'organisme
Resposta: c) Regenerar coenzims oxidats (NAD+). Un dels objectius principals de la fermentació làctica, a part de l'ATP produït en la glicòlisi, és oxidar els coenzims reduïts (com NADH+H+) perquè puguin ser utilitzats de nou en la glicòlisi.
- En les cèl·lules musculars dels animals, quan es produeix principalment la fermentació làctica?
- a) Durant el descans
- b) Quan l'aportació d'oxigen és insuficient durant un sobreesforç físic
- c) Només després que la respiració aeròbica s'hagi completat
- d) Per produir etanol
Resposta: b) Quan l'aportació d'oxigen és insuficient durant un sobreesforç físic. Les cèl·lules musculars realitzen fermentació làctica quan l'aportació d'oxigen és insuficient durant un sobreesforç, ja que no poden catabolitzar l'àcid pirúvic per respiració aeròbica.
Fermentació butírica
Fermentació pútrida / putrefacció
Catabolisme dels lípids
Balanç energètic del catabolisme dels lípids
Catabolisme de les proteïnes
Sistemes d'energia al teixit muscular
I 54 flashcards i 36 preguntes més al document.
Text del document
METABOLISME Conjunt de reaccions químiques que es produeixen a l'interior cel·lular per a obtenir matèria (construir i renovar estructures) i energia (emmagatzemar-la i realitzar les funcions vitals). Aquestes estan catalitzades per enzims, necessitant menys energia d'activació (perquè succeeixi la reacció en un mateix temps). Està format per vies metabòliques, les molècules que intervenen s'anomenen metabòlits. En una via metabòlica (conjunt de reaccions químiques encadenades) hi ha productes i substrats. Hi ha dos coenzims d'oxidació i reducció que transporten protons i electrons, el NAD+ /NADH+H+ i el FAD/FADH.
NAD+ +2H+ + 2e- NADH + H+ Dues fases: Catabolisme: Degradació de molècules complexes en altres més senzilles. S'allibera energia (emmagatzemada als enllaços fosfat de l'ATP). Són reaccions d'oxidació, l'àtom perd electrons. Els productes normalment són els mateixos. Anabolisme: Síntesi de molècules simples en altres més complexes. Es necessita energia (ATP). Són reaccions de reducció, l'àtom guanya electrons. Els productes són molt diferents. Esterificació i síntesi de proteïnes… CATABOLISME Glicòlisi El pas d'una glucosa a dos piruvats anaeròbicament.
La glucosa incorpora 2 fòsfors de dues molècules d'ATP (convertint-les en ADP), convertint-la en una fructosa difosfat inestable que es parteix en un glicerlaldehid-3-fosfat i una altra molècula que es tranformarà en el gliceraldehid. Els gliceraldehids s'oxiden (perden electrons NAD+ NADH+H+ ) i guanyen un fosfat cada un. Segueixen reaccionant fins que els seus fosfats són extrets per 2 ADPs, proporcionant en total 4 ATPs. Balanç net: C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 (ADP + Pi) 2 (C3H3O3 - ) + 2 (NADH + H+ ) + 2 ATP Piruvat Transformació de piruvat en acetil-CoA El piruvat primer entra al mitocondri mitjançant transport actiu.
La transformació la fa un conjunt d'enzims i coenzims anomenat sistema piruvat-deshidrogenasa. Primer succeeix una descarboxilació en forma de CO2, introducció d'un Coenzim A (CoA) i una reducció d'un NAD+ , resultant en un acetil-S-coenzim A (acetil-CoA). Balanç net: C3H3O3 - + CoA-SH + NAD+ Acetil-CoA + CO2 + NADH +H+ Cicle de Krebs / Cicle de l'àcid cítric (primera etapa de la respiració) Via metabólica complexa que degrada totalment els grups acetil (CH3-COO- ) dels Acetil-CoA. Partint d'Acetil-CoA, aquest transfereix el grup acetil a l'àcid oxoalacètic, forma l'àcid cítric, deixant lliure el coenzim A.
Després de dues descarboxilacions i tres reduccions: NAD+ NADH+H+ , una reducció FAD+ FADH i un GTP (equivalent a ATP) es torna a formar l'àcid oxoalacètic, formant un cicle que necessita l'aportació d'un grup acetil per part d'un Acetil-CoA. Balanç net: Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi 2CO2 + CoA-SH + 3(NADH + H+ ) + FADH2 + GTP És un procés aeròbic ja que, en absència d'oxigen, no es regeneren els NAD+ i el FAD a c.r. Transport d'electrons en la cadena respiratòria (segona etapa de la respiració) S'oxiden els coenzims reduïts (NADH i FADH2) per tornar a utilitzar-los al cicle de Krebs i es produeixen grans quantitats d'ATP.
Cada coenzim cedeix electrons i protons a la cadena respiratòria, una sèrie de molècules (bàsicament proteiques)/complexos proteics transportadors d'electrons situada a la membrana interna dels mitocondris. El primer complex accepta els electrons i els cedeix al següent, el qual té un potencial de reducció inferior (tendència a donar electrons, si és més baixa els rebrà). Mentres els electrons passen pels diferents complexos proteics succeeix la quimioosmosi. L'energia perduda pels electrons s'usa en punts concrets de la cadena per bombejar els protons dels coenzims oxidats cap l'exterior de la membrana, en cas dels mitocondris, cap l'espai intermembranós.
Els electrons són transferits a l'oxigen, l'acceptor final d'electrons, el qual forma aigua amb protons ( 2H+ + ½ O2 + e- H2O ). Quan hi ha una elevada concentració de protons, la membrana no pot contenir la diferencia de potencial i els protons tornen a la matriu mitjançant uns canals amb un enzim anomenat ATP-sintetasa. Aquest enzim està dividit en quatre parts formades per subunitats de polipèptids, les quals es mouen com un molí hidràulic quan els protons flueixen pel canal interior. El pas dels protons per l'enzim provoca la unió d'un ADP amb un grup fosfat i es genera així una molècula d'ATP. Aquest procés s'anomena fosforilació oxidativa.
Una molècula de NADH + H+ proporciona aproximadament 3 ATPs i el FADH2 proporciona 2.
Balanç energètic del catabolisme per respiració de la glucosa Glicòlisi: 2 piruvats/glucosa 2 NADH + H+ /glucosa Sistema piruvat-deshidrogenasa: Acetil-CoA/piruvat 1 NADH + H+ /piruvat Cicle de Krebs: 3 NADH+H+ /Acetil-CoA 1 FADH2/Acetil-CoA GTP/Acetil-CoA Respiració: 3 ATP/NADH + H+ 2 ATP/FADH2 Glicòlisi: 2 piruvats i 2 ATP 2 NADH + H+ Sistema piruvat-deshidrogenasa: 2 Acetils-CoA 2 NADH + H+ Cicle de Krebs: 6 NADH+H+ 2 FADH2 2 GTP Respiració: 18 ATP (NAD) 12 ATP(NAD sobrants) 4 ATP (FAD) Total: 2 ATP + 2 GTP + 18 ATP + 4 ATP + 12 ATP = 38 ATP En les cèl·lules eucariotes, per introduir els 2 (NADH + H+ ) al mitocondri, on pugui incorporar-se a la respiració cel·lular, es gasten 2 ATPs, rebaixant els ATP a 36.
En les procariotes es queda a 38 el balanç global Catabolisme per fermentació En la fermentació no intervé la cadena respiratòria. Per això és un procés anaeròbic ja que no pot utilitzar l'oxigen de l'aire com a acceptor d'electrons final, aquest és un compost orgànic. En els dos tipus de fermentació s'obté només 2 ATPs al substrat, osigui, la glucòlisi i s'oxida parcialment la glucosa. Finalment es tornen a oxidar els coenzims reduïts Fermentació alcohòlica El piruvat es transforma en etanol i CO2. Un cop feta la glicòlisi i produïts els 2 ATP, els piruvats es transformen en acetaldehids i deixen 1 molècula de CO2 per cada piruvat.
Aquests acetaldehids es transformen finalment en etanol i els NADH+H+ s'oxiden per poder tornar a reduir-se. Els productes poden variar. C6H12O6 + 2 (ADP + Pi) 2 (CH3 - CH2OH) + 2 CO2 + 2 ATP Microorganismes i llevats (fongs) realitzen aquesta fermentació. Gènere Saccharomyces: anaerobis facultatius. Poden fer també la respiració i la prefereixen. Saccharomyces cerevisiae: Cervesa, whisky, rom i una varietat purificada, el pa.
gènere espècie Saccharomyces fragilis: Cava Saccharomyces ellipsoideus: Vi Saccharomyces apiculatus: Sidra Fermentació làctica El piruvat es transforma en àcid làctic Un cop feta la glucòlisi i produïts els 2 ATP, els piruvats es transformen en àcid làctic per regenerar els coenzims oxidats. C6H12O6 + 2 (ADP + Pi) 2 (CH3 - CHOH - COOH) + 2 ATP Les cèl·lules musculars dels animals també la fan quan es produeix un sobreesforç físic i es queden sense prou oxigen per catabolitzar l'àcid pirúvic per respiració. L'acumulació de molt àcid làctic provoca l'acidificacació de les fibres musculars, impedeix la contracció dels músculs i provoca fatiga muscular.
Eventualment, es transporta de manera gradual a les cèl·lules hepàtiques i, en condicions aeròbiques, es reconverteix en àcid pirúvic. També es produeix a la córnea, medul·la renal i al múscul esquelètic El realitzen també microorganismes com el Lactobacillus casei, Streptococcus lactis, Leuconostoc citrovorum dels quals s'obtenen productes derivats de la llet (formatge iogurt i quefir. Fermentació butírica Substàncies glucídiques d'origen vegetal com el midó o cel·lulosa es descomponen en determinats productes com l'àcid butíric, hidrogen, CO2 o substàncies que fan pudor. Bacteris anaerobis Bacillus amilobacter i Clostridium butiricum.
Contribueix a la descomposició de restes vegetals del sòl. Fermentació pútrida / putrefacció Els substrats són de naturalesa proteica o aminoàcida, els productes són orgànics i pudents, indole, cadaverina i escatol, responsables de la pudor de cadàvers d'animals i de llavors en descomposició. No obstant, els productes d'algunes no són tan desagradables i s'usen per produir gustos de formatges i vins. CATABOLISME DELS LÍPIDS Els triglicèrids (greixos) trobats en el teixit adipòs o en el torrent sanguini es degraden per lipòlisi en àcids grassos. També podem obtenir àcids grassos, secundàriament, de fosfolípids.
La lipòlisi consisteix en una hidròlisi dels triglicèrids amb aigua, catalitzada per lipases, es trenquen els enllaços èster del triglicèrid i l'àcid gras es separa de la glicerina. La glicerina restant es pot incorporar a la glicòlisi o a l'anabolisme Els àcids grassos necessiten una via metabòlica anomenada la β-oxidació. En les cèl·lules eucariotes, aquests han d'entrar als mitocondris. Per entrar, s'uneix a un coenzim A (gasta dos enllaços fòsfor d'un ATP deixant 1 AMP) i forma un Acil-CoA d'un determinat nombre de carbonis. Un cop ha entrat a la matriu es pot incorporar a la β-oxidació.
La β-oxidació consisteix en un procés amb una reducció d'un FAD, una hidratació i una reducció d'un NAD+ . Això resulta en un Acetil-CoA i un Acil-CoA amb 2 carbonis menys que l'inicial (els quals han anat a l'Acetil-CoA) L'Acil-CoA segueix fent la β-oxidació deixant 1 Acil-CoA per volta i coenzims reduits fins que un Acil-CoA de 4 carbonis fa una última volta i deixa 2 Acetil-Coa de 2 carbonis cada un. Acil-CoA (n carbonis) + FAD + H2O + NAD+ + CoA - SH Acil-CoA (n-2 carbonis) + 1 FADH2 + NADH+H+ + Acetil - CoA ATP AMP + Pi + Pi Obtenim tants acetil-CoA com la meitat de carbonis de l'àcid gras, tantes voltes com la meitat dels carbonis menys 1 i tants NADH+H+ i FADH com voltes.
La β-oxidació consumeix ATP però es torna a guanyar amb els coenzims (cadena respiratòria) i els Acetils-CoA (enviats al cicle de Krebs i després c.r.).
Balanç energètic del catabolisme dels lípids Activació per entrar al mitocondri: 1 Acil-CoA / àcid gras -2 ATP β-oxidació: 1 Acil-CoA n-2 / Acil-CoA 1 FADH2 / Acil-CoA 1 NADH / Acil-CoA 1 Acetil-CoA / Acil-CoA Cicle de Krebs: 3 NADH+H+ /Acetil-CoA 1 FADH2/Acetil-CoA GTP/Acetil-CoA Respiració: 3 ATP/NADH + H+ 2 ATP/FADH2 Àcid palmític Activació per entrar al mitocondri: 1 Acil-CoA / àcid palmític -2 ATP β-oxidació: 7 FADH2 7 NADH+H+ 8 Acetil-CoA Cicle de Krebs: 24 NADH+H+ 8 GTP 8 FADH2 Respiració: 93 ATP 30 ATP Total: 93 ATP + 30 ATP + 8 GTP - 2 ATP = 129 ATP L'alt rendiment energètic justifica perquè els lípids són uns grans combustibles orgànics i am un alt valor calòric.
Catabolisme de les proteïnes Les proteïnes tenen funcions diferents a l'energètica, però, si els aminoàcids es troben en excés (no es necessita més proteïnes) es poden usar com a font d'energia. En casos de dejuni prolongat fins i tot es pot fer la proteòlisi. En el catabolisme dels aminoàcids trobem separació dels grups amino (transaminació i desaminació oxidativa, inhibida per GTP i ATP i activada per GDP i ADP) i la incorporació de la resta principalment a diversos components del cicle de Krebs. També pot formar el piruvat o Acetil-CoA.
Sistemes d'energia al teixit muscular Les fibres musculars (cèl·lules multinucleades llargues) dels músculs tenen miofibril·les formades per actina i miosina que permeten la contracció muscular amb consum d'ATP. L'ATP emmagatzemat a les fibres només perdura 5 segons i es necessita generar més a partir d'altres vies. La molècula de fosfocreatina constitueix una via anaerobia i alàctica, la qual allibera energia del seu enllaç fòsfor fins a uns 15 segons. A partir d'aquest moment s'inicia la via anaeròbica làctica: la glicòlisi i la fermentació làctica.
Aquesta via és més ràpida però produeix àcid làctic, l'acumulació del qual provoca un canvi de pH que afecta als enzims i altera el funcionament normal de les fibres musculars (els enzims són proteïnes, les quals es desnaturalitzen per canvis de pH). Fins als 30 segons l'obtenció energètica és totalment anaeròbica làctica. Entre els 30 i 90 segons hi ha un període de transició entre la via anaeròbica i la aeròbica. A partir dels 90 segons només hi ha via aeròbica. Aquesta via usa totes les molècules que pot aportar la sang (glucosa, greixos, proteïnes) i inclou la glicòlisi, el cicle de Krebs i la cadena respiratòria.