Entrega dia 21.06, no caderno!!!
GLICÓLISE
A molécula de glicose é quimicamente inerte. Assim, para que a sua degradação se inicie, é necessário que esta seja activada através da energia fornecida pelo ATP.
Segue-se um conjunto de reacções que levam à degradação da glicose até ácido pirúvico, com formação de ATP e NADH.
A glicolise compreende: Uma fase de activação durante a qual é fornecida energia à glicose para que esta se torne quimicamente activa e dê início ao processo de degradação. Assim:
- A glicose é fosforilada por 2 ATP, formando-se frutose-difosfato;
- A frutose-difosfato se desdobra em duas moléculas de aldeído fosfoglicérico (PGAL).
Segue-se uma fase de rendimento durante a qual, a oxidação dos compostos orgânicos permite libertar energia que é utilizada para formar ATP. Assim:
- O PGAL é oxidado, perdendo 2 hidrogénios (2e- + 2H+), os quais são utilizados para reduzir a molécula de NAD+, formando-se NADH + H+;
- Formam-se 4 moléculas de ATP;
- Após estas reacções, forma-se ácido pirúvico (ou piruvato), uma molécula que contém, ainda, uma elevada quantidade de energia química.
No final da glicólise, restam:
- 2 moléculas de NADH;
- 2 moléculas de ácido pirúvico;
- 2 moléculas de ATP (formam-se 4, mas 2 são gastas na activação da glicose).
O rendimento energético da glicólise é muito pequeno comparado com a energia total da glicose.
Duas moléculas de ATP correspondem apenas a cerca de 14 kcal/mole, enquanto que se a glicose em laboratório for completamente oxidada formando H2O e CO2, liberta, sob a forma de calor, 686 kcal/mole.
Assim, as moléculas de ATP formadas directamente na glicólise representam apenas cerca de 2% da energia total da glicose. São as duas moléculas de NADH, e especialmente as duas moléculas de ácido pirúvico, que contêm a maior parte da energia química inicialmente proveniente na glicose.
O aproveitamento da energia contida no ácido pirúvico depende da organização estrutural das células e da existência ou não de oxigénio no meio.
A redução do ácido pirúvico (piruvato), em condições de anaerobiose, faz-se pela acção do NADH, formado durante a glicólise, e pode conduzir à formação de diferentes produtos. Assim, existem vários tipos de fermentação, cujas designações indicam o produto final: fermentação alcoólica (álcool etílico), fermentação láctica (ácido láctico), fermentação acética (ácido acético) e fermentação butírica (ácido butírico).
Dada a sua relevância económica e frequência de ocorrência, destacaremos a fermentação alcoólica e a fermentação láctica.
Fermentação alcoólica
Os produtos finais da fermentação alcoólica e da fermentação láctica diferem em função das reacções que ocorrem a partir do ácido pirúvico.
Na fermentação alcoólica, o ácido pirúvico, resultante da glicólise, composto com 3 C, experimenta uma descarboxilação, libertando-se CO2 e originando um composto com 2 C, aldeído acético, o qual, por redução origina etanol (álcool etílico) composto com 2 C. Essa redução é devida a uma transferência de hidrogénios do NADH formado durante a glicólise, o qual fica então na sua forma oxidada, o NAD+, podendo ser de novo reduzido.
O rendimento energético da fermentação alcoólica é de 2ATP formados durante a glicólise. Grande parte da energia da glicose permanece no etanol, um composto orgânico altamente energético.
A fermentação alcoólica é realizada por diversas células, sendo aplicada na industria de produção do álcool. As leveduras do género Saccaromyces são utilizadas na produção de vinho, de cerveja e de pão. No caso do vinho e da cerveja, interessa, sobretudo, o álcool resultante da fermentação. No caso da indústria de panificação, é o dióxido de carbono que interessa. As bolhas deste gás contribuem para levedar a massa, tornando o pão leve e macio.
Fermentação láctica
Na fermentação láctica, o ácido pirúvico experimenta uma redução ao combinar-se com o hidrogénio transportado
pelo NADH que se forma durante a glicólise. Origina-se, assim, ácido láctico composto com 3 C, tendo sido reciclado o NAD+, livre, então, para outras reacções de oxirredução.
O rendimento energético na fermentação láctica é também de 2 ATP sintetizados durante a glicólise. Tal como o etanol, o ácido láctico é uma molécula rica em energia.
A fermentação láctica é efectuada por diversos organismos, alguns dos quais são utilizados na indústria alimentar, nomeadamente, no sector dos lacticínios. O ácido láctico altera o PH do meio, sendo por isso responsável pela coagulação das proteínas – processo fundamental para o fabrico de derivados do leite, como o iogurte.
Em caso de exercício físico intenso, as células musculares humanas, por não receberem oxigénio em quantidade suficiente, podem realizar fermentação láctica, além da respiração aeróbia. Desta forma, conseguem sintetizar uma quantidade suplementar de moléculas de ATP.
A acumulação de ácido láctico nos músculos é responsável pelas dores musculares que surgem durante estes períodos de intenso exercício. O ácido láctico, assim formado, é rapidamente metabolizado no fígado, sob pena de se tornar altamente tóxico para o nosso organismo.
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