Taxa metabólica basal (TMB): quantidade energética que o corpo utiliza, durante o repouso, para o funcionamento normal de todas as suas funções.
- OBS: Todas as reações em sistemas biológicos são consideradas reversíveis.
∆G<0 exergônicas, espontâneas
∆G>0 endergônicas, não espontâneas
A oxidação é dividida em duas etapas gerais.
1) Produção de coenzimas nucleotídeos reduzidas
2) Síntese de ATP a partir da energia livre proveniente da oxidação das coenzimas reduzidas.
Coenzimas
- Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD+)
- Flavina Adenina Dinucleotídeo (FAD+)
- Flavina Mononucleotídeo (FMN)
Durante o metabolismo energético, elétrons são transferidos dos carboidratos e gorduras para estas coenzimas, reduzindo-as a NADH, FADH2 e FMNH2.
NAD+: Aceita um íon hidreto = 1 próton e 2 elétrons.
FAD e FMN: aceitam 2 prótons e 2 elétrons.
O metabolismo dos carboidratos inicia-se no citoplasma (via glicolítica), enquanto a produção de energia a partir de ácidos graxos ocorre exclusivamente na mitocôndria.
Mitocôndria: Oxida combustíveis metabólicos e conserva energia livre para síntese de ATP. Possui duas membranas.
MME (membrana mitocondrial externa): permeável
MMI (membrana mitocondrial interna): pregueada (cristas), impermeável à maioria dos íons e moléculas pequenas, tais como NADH, ATP, coenzimas, fosfato e prótons. Proteínas transportadoras são necessárias para facilitar SELETIVAMENTE a translocação de moléculas através da MMI. Ela também contém componentes da fosforilação oxidativa, processo pelo qual coenzimas nucleotídeos reduzidas são oxidadas e o ATP é sintetizado.
Fosforilação oxidativa: A energia livre de oxidação do NADH é usada pelo sistema de transporte de elétrons para bombear prótons no espaço intermembranas. A energia produzida quando esses prótons voltam para a matriz mitocondrial é utilizada para a síntese de ATP.
Todo o sistema de transporte de elétrons (cadeia transportadora de elétrons ou cadeia respiratória) está localizado na MMI. Consiste em vários complexos proteicos grandes e dois componentes independentes pequenos (ubiquinona e citocromo C). Os elétrons são conduzidos através desse sistema em uma sequência definida das coenzimas nucleotídeo até o oxigênio e a variação da energia livre causa o transporte de prótons da matriz intermembrana através de três bombas de prótons. Os prótons são bombeados da matriz para o espaço intermembrana através dos complexos I, III e IV. O oxigênio é o aceptor final de elétrons e é reduzido a duas moléculas de água pela transferência de quatro elétrons do complexo IV.
Complexo I: NADH desidrogenase. É uma flavoproteína que contém FMN. Oxida o NADH mitocondrial e transfere elétrons através de complexos Fe-S e FMN para a ubiquinona, bombeando quatro prótons da matriz na reação.
Complexo II: Succinato desidrogenase. Oxida succinato a fumarato e reduz FAD a FADH2.
Glicerol-3-fosfato desidrogenase (uma parte da lançadeira do Glicerol-3P): Oxida glicerol- 3P citoplasmático a diidroxiacetonafosfato (DHAP) e reduz FAH a FADH2.
Acetil-CoA desidrogenase: catalisa a primeira etapa da oxidação mitocondrial de ácidos graxos e produz FADH2.
Complexo III: complexo enzimático também conhecido como ubiquinona-citocromo C redutase. Oxida a ubiquinona e reduz o citocromo C. Quatro prótons são bombeados (dois da ubiquinona e dois da matriz).
Citocromo C: hemeproteína presente na MMI que lança os elétrons do complexo III para o complexo IV. Cada citocromo C carreia somente um elétron.
Complexo IV: citocromo C oxidase. Bombeia prótons para fora da matriz, fornecendo energia para a síntese de ATP.
Complexo ATP sintase (complexo V): Motor impulsionado por prótons, exemplo de catálise giratória.
Desacopladores: dissipam o gradiente de prótons por transportá-los para a matriz sem considerar a ATP sintase. Isso estimula a respiração, uma vez que o sistema faz uma tentativa de restaurar o gradiente de prótons, oxidando mais combustíveis e bombeando mais prótons para fora da mitocôndria.
Proteínas desacopladoras:
PD1 - termogenina (tecido adiposo marrom -> grande quantidade de mitocôndrias). Desacopla o gradiente de prótons, gerando calor em vez de ATP.
Inibidores do sistema de transporte de elétrons: inibem os complexos I, III ou IV, interrompendo o fluxo de elétrons da cadeia respiratória. Param o bombeamento de prótons, a síntese de ATP e a captação de oxigênio.
Bibliografia: Bioquímica Médica - John Baynes
