A Fermentação: Glicólise e Redução

do Acido Pirúvico.

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O METABOLISMO CELULAR

É o conjunto de reacções químicas essenciais à vida realizadas pelas células

de todos os seres vivos.

METABOLISMO CELULAR

CATABOLISMO ANABOLISMO

Reacções metabólicas em que os compostos

orgânicos são degradados em moléculas mais simples, ocorrendo

libertação de energia.

Reacções metabólicas em que ocorre formação de

moléculas mais complexas a partir de moléculas mais

simples, ocorrendo consumo de energia.

AS REACÕES CATABÓLICAS

Existem diversas vias catabólicas capazes de transferir a energia contida

nos compostos orgânicos para moléculas de ATP.

Nestas vias, intervém compostos, (como o NAD+), que transportam os protões

(H+) e electrões (e-) do hidrogénio desde o substrato até um aceptor final.

NAD+ + 2e- + 2 H+ NADH + H+ oxidação

redução forma oxidada

forma reduzida

Reacções Catabólicas

Respiração Aeróbia Respiração Anaeróbia Fermentação

Cujo aceptor final de electrões é: Cujos aceptores finais de electrões são: Cujos aceptores finais de electrões são:

Oxigénio Outras moléculas inorgânicas

Outras moléculas orgânicas

A FERMENTAÇÃO E A RESPIRAÇÃO

São duas vias catabólicas responsáveis pela transferência de energia de

compostos orgânicos (glicose) para moléculas de ATP.

Em ambos os processos estão implicadas:

Reacções de descarboxilação (perda de dióxido de carbono)

Reacções de fosforilação (transferência de fosfato, Pi)

Transferências de energia do tipo oxidação – redução.

A FERMENTAÇÃO

Processo simples e primitivo de obtenção de energia a partir de compostos

orgânicos.

Seres anaeróbios facultativos

Organismos aeróbios que conservaram a capacidade de recorrer à fermentação

para produzir energia, nos curtos períodos em que o oxigénio não se encontra

disponível.

Seres anaeróbios obrigatórios

São seres que têm na fermentação a sua única fonte de obtenção de energia.

A fermentação ocorre na hialoplasma das células e compreende duas etapas:

Glicólise: conjunto de reacções que degradam a glicose até ácido pirúvico ou piruvato.

Redução do piruvato: conjunto de reacções que conduzem à formação dos produtos

da fermentação (etanol, ácido láctico, ácido acético, etc.).

A GLICÓLISE

A GLICÓLISE

As moléculas de glicose vão sofrer uma série de reacções durante

um processo denominado glicólise que é comum à respiração e à

fermentação.

A glicólise ocorre no citoplasma das células.

Na glicólise, a glicose é parcialmente oxidada, formando por cada

molécula:

Duas moléculas de ácido pirúvico (ou piruvato), constituídas por 3 átomos

de carbono cada, que ainda contêm grande quantidade de energia nas suas

ligações.

Duas moléculas de NADH, a partir da redução do NAD+.

Quatro moléculas de ATP, embora sejam consumidas duas moléculas

de ATP na fase inicial, para activar o processo.

A REDUÇÃO DO ÁCIDO PIRÚVICO

A REDUÇÃO DO ÁCIDO PIRÚVICO

Os produtos finais da fermentação alcoólica e da fermentação láctica diferem em

função das reacções que ocorrem a partir do ácido pirúvico.

Fermentação Alcóolica:

O ácido pirúvico experimenta a descarboxilação, libertando dióxido de carbono.

O composto formado é reduzido a etanol, um composto formado por 2 átomos de carbono.

Intervém o NADH formado na glicólise que é oxidado novamente a NAD+.

Fermentação Láctica:

– O ácido pirúvico experimenta redução ao combinar-se com os átomos de hidrogénio

transportados pela molécula de NADH.

– Forma-se ácido láctico, composto com três átomos de carbono.

Podem existir outros tipos de fermentação:

Fermentação acética: o produto final é o ácido acético (ex.: vinagre).

Fermentação butírica: o produto final é o ácido butírico (ex.: provoca a alteração da manteiga).

O RENDIMENTO ENERGÉTICO DA FERMENTAÇÃO

O rendimento energético da fermentação, quer alcoólica quer láctica é de 2 ATP

resultantes da glicólise.

Grande parte da energia da glicose permanece nas moléculas de etanol ou de

ácido láctico compostos orgânicos altamente energéticos.

Globalmente, pode traduzir-se a fermentação alcoólica e a fermentação láctica

pelas seguintes equações químicas:

Fermentação Alcoólica:

Glicose + 2 ADP + 2 Pi 2 Etanol + 2 CO2 + 2 ATP

Fermentação Láctica:

Glicose + 2 ADP + 2 Pi 2 Ácido láctico + 2 ATP

A FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA E LÁCTICA

A FERMENTAÇÃO E O EXERCÍCIO FÍSICO INTENSO

Em caso de exercício físico intenso, as células musculares humanas, por não

receberem oxigénio em quantidade suficiente, podem realizar a fermentação

alcoólica, 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.

APLICAÇÕES PRÁTICAS DA FERMENTAÇÃO

Os mecanismos de fermentação nos microrganismos, além de permitirem mobilizar

energia contida em moléculas orgânicas, como a glicose, conduzem também à

síntese final de substâncias que têm sido utilizadas para proveito humano.

Fabrico de Pão:

O CO2 libertado na fermentação alcoólica fica aprisionado na massa conferindo ao pão cozido

o seu aspecto alveolar.

O álcool produzido evapora-se durante o cozimento da massa.

Fabrico de Bebidas Alcoólicas:

O CO2 é libertado e o álcool acumula-se.

No fabrico de vinho as leveduras encontram-se nas uvas e no fabrico da cerveja as leveduras

encontram-se nos grãos de cereais.

Fabrico de Produtos Lácteos e Fermentados:

A fermentação láctea é responsável pelo azedar e coagular do leite.

O ácido láctico mudando o pH do meio provoca a coagulação das proteínas do leite.