catabolismo de carboidratos - Carbohydrate catabolism
A digestão é a quebra dos hidratos de carbono para produzir um composto rico energia chamada ATP . A produção de ATP é obtida através da oxidação de glicose moléculas. Na oxidação, os electrões são retirados a partir de uma molécula de glicose para reduzir NAD + e FAD . NAD + e FAD possuir um elevado potencial de energia para dirigir a produção de ATP na cadeia de transporte de electrões . Produção de ATP ocorre na mitocôndria da célula. Existem dois métodos de produção de ATP: aeróbia e anaeróbia . Na respiração aeróbia, o oxigénio é necessária. Oxigénio desempenha um papel fundamental, uma vez que aumenta a produção de ATP a partir de 4 moléculas de ATP a cerca de 30 moléculas de ATP. Em respiração anaeróbica, o oxigénio não é necessária. Quando o oxigénio está ausente, a geração de ATP continua através fermentation.There são dois tipos de fermentação: fermentação alcoólica e a fermentação do ácido láctico .
Existem vários tipos diferentes de hidratos de carbono : polissacáridos (por exemplo, amido , amilopectina , glicogénio , celulose ), monossacidos (por exemplo, glicose , galactose , frutose , ribose ) e os dissacáridos (por exemplo, sacarose , maltose , lactose ).
Glucose reage com o oxigénio na seguinte redox reacção, C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O, dióxido de carbono e água são produtos de resíduos, e a reacção global é exotérmica .
A degradação da glicose em energia sob a forma de moléculas de ATP é, por conseguinte, um dos mais importantes vias bioquímicas encontrados em organismos vivos.
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Glicolise
Glicólise , que significa “divisão de açúcar”, é o processo inicial na respiração celular via. A glicólise pode ser quer uma aeróbio ou anaeróbio processo. Quando o oxigénio está presente, a glicólise continua ao longo da via de respiração aeróbica. Se o oxigénio não se encontra presente, então o ATP produção é restrita a respiração anaeróbica . O local onde a glicólise, aeróbio ou anaeróbio, é ocorre no citosol da célula . Na glicólise, um seis carbonos glicose molécula é dividido em duas moléculas de três carbonos chamados piruvato . Estas moléculas de carbono são oxidadas em NADH e ATP. Para a molécula de glicose para oxidar em piruvato, é necessária uma entrada de moléculas de ATP. Isto é conhecido como a fase de investimento, no qual um total de duas moléculas de ATP é consumido. No final da glicólise, o rendimento total de ATP é quatro moléculas, mas o ganho líquido é duas moléculas de ATP. Mesmo que o ATP é sintetizado, as duas moléculas de ATP produzidos são poucos em comparação com o segundo e terceiro percursos, ciclo de Krebs e da fosforilação oxidativa .
Fermentação
Mesmo se não houver oxigénio presente, a glicólise pode continuar a gerar ATP. No entanto, para a glicólise para continuar a produzir o ATP, não deve ser NAD + presente, que é responsável para a oxidação da glicose. Isto é conseguido por reciclagem de NADH a NAD + para trás. Quando o NAD + reduzido a NADH, os electrões do NADH são, eventualmente, transferido para uma molécula orgânica separada, transformando NADH de volta para o NAD +. Este processo de renovação da oferta de NAD + é chamado de fermentação, que se divide em duas categorias.
álcool Fermentação
Na fermentação alcoólica, quando uma molécula de glicose é oxidada, etanol (álcool de etilo) e o dióxido de carbono são subprodutos . A molécula orgânica que é responsável pela renovação da NAD + fornecimento neste tipo de fermentação é o piruvato de glicólise. Cada piruvato liberta uma molécula de dióxido de carbono, transformando-se em acetaldeído . O acetaldeído é então reduzido pelo NADH produzido a partir de glicólise, formando o produto residual de álcool, etanol, e a formação de NAD +, repondo assim o seu fornecimento de glicólise para continuar a produzir o ATP.
Ácido láctico Fermentação
Na fermentação do ácido láctico , cada molécula de piruvato é directamente reduzido pela NADH. O único subproduto a partir deste tipo de fermentação é lactato . A fermentação do ácido láctico é utilizado por humanos células musculares como um meio de gerar ATP durante extenuante exercício onde o consumo de oxigénio é maior do que o oxigénio fornecido. Como este processo progride, o excedente de lactato é trazido para o fígado , que o converte de volta para o piruvato.
Respiração
O ciclo do ácido cítrico (também conhecido como o ciclo de Krebs)
Se o oxigénio está presente, em seguida, após a glicólise, as duas moléculas de piruvato são trazidos para a mitocôndria -se a ir através do ciclo de Krebs . Neste ciclo, as moléculas de piruvato a partir de glicólise são subdivididas para aproveitar a energia restante. Cada piruvato passa por uma série de reacções que o converte em acetil-coenzima A . A partir daqui, apenas o grupo acetilo participa no ciclo de Krebs, em que ele passa através de uma série de reacções redox , catalisadas por enzimas , para aproveitar ainda mais a energia a partir do grupo acetilo. A energia a partir do grupo de acetilo, sob a forma de electrões , é usado para reduzir o NAD + a NADH e FAD e FADH 2 , respectivamente. NADH e FADH 2 contêm a energia armazenada aproveitado a partir da molécula inicial de glucose e é usado na cadeia de transporte de electrões , onde a maior parte do ATP é produzido.
Fosforilação oxidativa
O último processo em respiração aeróbia é fosforilação oxidativa , também conhecida como a cadeia de transporte de electrões . Aqui NADH e FADH 2 , que contêm a energia sob a forma de electrões, entregar os seus electrões para as membranas internas da mitocôndria para fornecer energia a produção de ATP. A fosforilação oxidativa contribui a maioria do ATP produzido, em comparação com a glicólise e o ciclo de Krebs. Enquanto a contagem de ATP é a glicólise e o ciclo de Krebs representa duas moléculas de ATP, a cadeia de transporte de electrões contribui, no máximo, vinte e oito moléculas de ATP. Um fator que contribui é devido aos potenciais de energia de NADH e FADH 2 . Como eles são trazidos do processo inicial, glicólise, para a cadeia de transporte de electrões, a energia armazenada nos mesmos são agora utilizados. Um segundo factor que contribui é que cristas , as membranas interna de mitocôndrias, aumentar a área superficial e, portanto, a quantidade de proteínas na membrana que auxiliam na síntese de ATP. Ao longo da cadeia de transporte de electrões, existem compartimentos separados, cada um com o seu próprio gradiente de concentração de iões H +, que são a fonte de alimentação de síntese de ATP. Para converter ADP em ATP, deve ser fornecido energia. Que a energia é fornecida pelo gradiente de H +. De um lado do compartimento da membrana, existe uma elevada concentração de iões de H + em comparação com o outro. O vaiv de H + para um lado da membrana é impulsionado pelo exergônica fluxo de electrões ao longo da membrana. Estes elétrons são fornecidos pelo NADH e FADH 2 como eles transferem a sua energia potencial. Uma vez que o gradiente de concentração de H + é estabelecida, uma força motriz protónica é estabelecida, o qual fornece a energia para converter ADP em ATP. O iões H + que foram inicialmente obrigados a um lado da membrana mitocondrial agora fluir naturalmente através de uma proteína de membrana chamado de ATP sintase , uma proteína que converte ADP em ATP, com a ajuda de iões H +.