Energia metabólica

O que é energia metabólica?

O Energia metabólica É a energia obtida por todos os seres vivos da energia química contida em alimentos (ou nutrientes). Essa energia é basicamente a mesma para todas as células; No entanto, a maneira de obter é muito diversificada.

Os alimentos são formados por uma série de biomoléculas de vários tipos, que têm energia química armazenada em seus links. Dessa forma, os organismos podem aproveitar os alimentos armazenados em alimentos e depois usar essa energia em outros processos metabólicos.

Todos os organismos vivos precisam de energia para crescer e reproduzir, manter suas estruturas e responder ao meio ambiente. O metabolismo abrange os processos químicos que sustentam a vida e que permite que os organismos transformem energia química em energia útil para células.

Nos animais, o metabolismo decompõe carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos para fornecer energia química. Por sua parte, as plantas convertem a iluminação do sol em energia química para sintetizar outras moléculas; Isso é feito durante o processo de fotossíntese.

Tipos de reações metabólicas

O metabolismo inclui vários tipos de reações que podem ser agrupadas em duas grandes categorias: as reações de degradação das moléculas orgânicas e as reações de síntese de outras biomoléculas.

Catabolismo

As reações de degradação metabólica constituem catabolismo celular (ou reações catabólicas))). Estes envolvem a oxidação de moléculas ricas em energia, como glicose e outros açúcares (carboidratos). À medida que essas reações liberam energia, elas são chamadas de Exergonic.

Anabolismo

Por outro lado, as reações de síntese compõem o anabolismo celular (ou reações anabólicas))). Eles realizam processos de redução de moléculas para formar outros ricos em energia armazenada, como glicogênio. Como essas reações consomem energia, elas são chamadas de ender doando.

Fontes de energia metabólica

As principais fontes de energia metabólica são:

• Moléculas de glicose.
• Ácidos graxos.

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Estes constituem um grupo de biomoléculas que podem ser rapidamente oxidadas para obter energia.

As moléculas de glicose vêm principalmente de carboidratos ingeridos na dieta, como arroz, pão, massas, entre outros derivados de vegetais ricos em amido. Quando há pouca glicose no sangue, também pode ser obtida das moléculas de glicogênio armazenadas no fígado.

Durante o jejum prolongado, ou em processos que requerem gastos de energia adicionais, essa energia é necessária a partir de ácidos graxos mobilizados de tecido adiposo.

Esses ácidos graxos sofrem uma série de reações metabólicas que os ativam e permitem seu transporte para o interior das mitocôndrias, onde serão oxidados. Esse processo é chamado de oxidação β de ácidos graxos e fornece até 80 % de energia adicional nessas condições.

Proteínas e gorduras são a última reserva a sintetizar novas moléculas de glicose, particularmente em casos de jejum extremos. Esta reação é do tipo anabólico e é conhecida como gluconeogênese.

Processo de transformação de energia química em energia metabólica

As moléculas alimentares complexas, como açúcares, gorduras e proteínas, são fontes ricas de energia para células, porque grande parte da energia usada para formar essas moléculas é literalmente armazenada dentro das ligações químicas que as mantêm juntas.

Os cientistas podem medir a quantidade de energia armazenada em alimentos usando um dispositivo chamado bomba calorimétrica. Com esta técnica, a comida é colocada dentro do calorímetro e aquece até queimar. O excesso de calor liberado por reação é diretamente proporcional à quantidade de energia contida em alimentos.

A realidade é que as células não funcionam como calorímetros. Em vez de queimar energia em uma grande reação, as células liberam a energia armazenada em suas moléculas alimentares lentamente através de uma série de reações de oxidação.

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Oxidação

A oxidação descreve um tipo de reação química na qual os elétrons são transferidos de uma molécula para outra, alterando a composição e o teor de energia das moléculas doador e aceitador. Moléculas de alimentos atuam como doadores de elétrons.

Durante cada reação de oxidação envolvida na decomposição dos alimentos, o produto da reação tem um teor de energia mais baixo do que a molécula doadora que o precedeu na rota.

Ao mesmo tempo, as moléculas que aceitam elétrons capturam parte da energia perdida da molécula alimentar durante cada reação de oxidação e a armazenam para uso posterior.

Eventualmente, quando os átomos de carbono de uma molécula orgânica complexa são completamente oxidados (no final da cadeia de reação), eles são liberados na forma de dióxido de carbono.

As células não usam a energia das reações de oxidação assim que for liberada. O que acontece é que eles a tornam pequenas e ricas moléculas em energia, como ATP e NADH, que podem ser usadas em toda a célula para aumentar o metabolismo e construir novos componentes celulares.

Energia de reserva

Quando a energia é abundante, as células eucarióticas criam moléculas maiores e ricas em energia para armazenar esse excesso de energia.

Os açúcares e gorduras resultantes são mantidos em depósitos dentro das células, algumas das quais são grandes o suficiente para serem visíveis em micrografias eletrônicas.

As células animais também podem sintetizar polímeros de glicose ramificada (glicogênio), que por sua vez são adicionados em partículas que podem ser observadas por microscopia eletrônica. Uma célula pode mobilizar rapidamente essas partículas sempre que você precisar de energia rápida.

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No entanto, em circunstâncias normais, os seres humanos armazenam glicogênio suficiente para fornecer um dia energético. As células vegetais não produzem glicogênio, mas fabricam diferentes polímeros de glicose conhecidos como amidos, que são armazenados em grânulos.

Além disso, as células vegetais e os animais mantêm energia derivando a glicose nas vias de síntese de gordura. Um grama de gordura contém quase seis vezes a energia da mesma quantidade de glicogênio, mas a energia da gordura está menos disponível que o glicogênio.

Mesmo assim, cada mecanismo de armazenamento é importante porque as células precisam de depósitos de energia a curto e longo prazo.

As gorduras são armazenadas em gotículas no citoplasma celular. Os seres humanos geralmente armazenam gordura suficiente para fornecer suas células por várias semanas.

Referências

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, d., Raff, m., Roberts, k. & Walter, P. (2014). Biologia da célula molecular (6ª ed.). Garland Science.
2. Berg, j., Tymoczko, J., Gatto, g. & Strayer, L. (2015). Bioquímica (8ª ed.). C. H. Freeman and Company
3. Campbell, n. & Reece, J. (2005). Biologia (2ª ed.) Pearson Education.
4. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c., Krieger, m., Bretscher, a. , Ploebh, h., Amon, a. & Martin, K. (2016). Biologia celular molecular (8ª ed.). C. H. Freeman and Company.
5. Purves, w., Sadava, d., Orians, g. & Heller, H. (2004). Vida: a ciência da biologia (7ª ed.). Sinauer Associates e W. H. Freeman.
6. Salomão, e., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologia (7ª ed.) Aprendizagem Cengage.
7. Voet, d., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentos da bioquímica: vida no nível molecular (5ª ed.). Wiley.