Cadeia Respiratória para o ensino superior

[Música] Olá queridos alunos Esse é um vídeo sobre a cadeia respiratória mas esse vídeo está voltado para você que faz bioquímica na faculdade Se você ainda está no ensino médio há um vídeo sobre a cadeia respiratória mais voltado para você sem tanto aprofundamento tudo bem bem antes de entrar em cadeia respiratória Deixa eu só lembrar a vocês do que aconteceu anteriormente a glicólise e o ciclo de crebs também conhecido como ciclo do ácido cítrico produziram poucos ATPS mas produziram também nadh e fadh2 lembre que a função do nadh e do fadh2 é levar elétrons ricos

em energia para a cadeia respiratória a cadeia vai produzir ATPS usando a energia dos elétrons transportados pelo nadh e pelo fadh2 Então a partir de agora vamos ver como é que a cadeia respiratória produz ATP a partir do nadh e depois veremos como ela produz ATP a partir do fadh2 Observe serve a cadeia respiratória ocorre na membrana interna da mitocôndria nas chamadas cristas mitocondriais na membrana interna nós teremos o complexo um A alicona o complexo TR é assim mesmo pula deum pro três depois você vai entender porquê o citocromo c o complexo 4 o carreador

fosfato e a fantástica enzima ATP sintase muito bem como eu tinha lhe dito todos os n H dirigem-se à cadeia respiratória porque você já sabe a função do NAD H é levar um par de elétrons para a cadeia então aqui na cadeia o NAD H libera o seu par de elétrons e volta a cena de mais o par de elétrons é recebido pelo complexo um e lembre que esses elétrons não são elétrons quaisquer são elétrons ricos em energia então o complexo um usa energia do par de elétrons para bombear qu mais que estavam dentro da

mitocôndria para o espaço entre a membrana externa e a membrana interna então esses elétrons trazidos pelo nadh vão servir na cadeia para fornecer energia para bombear h+ para esse espaço entre a membrana externa e a membrana interna bom acontece que esses elétrons serão atraídos por um O2 E agora fica Claro porque o nome desse assunto é respiração celular vocês viram que nas etapas anteriores do piruvato até o final do ciclo do ácido cítrico são liberadas moléculas de gás carbônico Esse é o gás carbônico eliminado pelos nossos pulmões quando nós respiramos ao mesmo tempo todos nós

precisamos de oxigênio para sobreviver devido ao papel que ele exerce na cadeia respiratória o O2 que está no ar entra no pulmão cai no sangue entra na na célula e vai até a mitocôndria participar da cadeia respiratória E qual é o papel dele é ele quem vai atrair os elétrons pela cadeia transportadora de elétrons Então você verá que esse P de elétrons vai passar de proteína a proteína até se encontrar com o O2 e formar a água veja então esse par de elétrons será atraída O2 e vai passando de uma proteína a outra ao chegar

ao Complexo 3 ele volta a fornecer energia para bombear 4 h+ e segue em frente chegando ao Complexo 4 o par de elétrons já não tem tanta energia assim então o complexo 4 só conseguirá energia para bombear mais 2 h+ não perca a conta no total então o par de elétrons do naddi H forneceu energia para bombear 10 h+ 4 mais 4 + 2 finalmente o par de elétrons se encontra com O2 e forma água tem aluno que pergunta para onde vai essa água para lugar nenhum a água é útil pode ficar dentro da célula

mesmo não tem problema veja que o O2 foi o último a receber o par de elétrons por isso dizemos que o O2 é o aceptor final de hidrogênios e elétrons bem o objetivo disso tudo é produzir ATP para produzir ATP vai ser preciso o ADP e além do ADP vai ser preciso o fosfato acontece que a entrada do Fosfato na mitocôndria envolve um processo importante Veja Bem do lado de fora da mitocôndria da membrana interna da mitocôndria está mais positivo do lado de dentro da membrana interna da mitocôndria está mais negativo bom o h+ obviamente

é positivo então esses h+ que foram bombeados para fora serão atraídos pelas cargas negativas do lado de dentro e terão a tendência de voltar atraídos pelas cargas negativas eles voltarão um h+ voltará para dentro da mitocôndria levando com ele um fosfato inorgânico pi nós chamamos de fosfato inorgânico um fosfato que tá livre solto Então veja o fosfato usado para fazer o ATP entra na mitocôndria em um processo que envolve a volta de um h+ o h+ é atraído pelas cargas negativas e retorna paraa mitocôndria pro interior dele atraindo um fosfato levando com ele um fosfato

Além disso outros três h mais vão retornar para o interior da mitocôndria também atraído pelo lado mais negativo só que esses três h mais Retornam passando por dentro da ATP sintase quando eles passam pela ATP sintase ela literalmente gira e ao girar Ela Une um ADP ao fosfato inorgânico produzindo o ATP criatura veja se você entende esse processo Porque ele é bonito e é ele que te mantém vivo numa hidroelétrica nós construímos uma barragem para acumular água quando a água Desce a toda velocidade o gerador gira e gera energia elétrica quando você come o seu

corpo retira elé ricos energia do alimento aí a mitocôndria usa a energia desses elétrons para criar um acúmulo de h+ e depois é o retorno desse h+ que produz ATP Entenda você pegou elétrons ricos em energia usou a energia dos elétrons para bombear h+ depois os h+ atraídos pelo lado negativo Retornam para dentro da mitocôndria só que quando eles Retornam eles passam pela ATP ase o movimento do h+ pela ATP sintase faz essa proteína girar só que quando ela gira ela não produz energia elétrica ela produz energia química na forma de ATP então a lógica

é essa obter elétrons ricos em energia usar a energia desses elétrons para criar um acúmulo de h+ e usar a energia do movimento do h+ para produzir ATP vamos agora ver como fica contabilidade a quantidade de ATPS produzid lembre que a partir da energia do par de elétrons do nadh foram bombeados 10 h+ e repare que para produzir um ATP são necessários 4 h+ Ah por que são necessários 4 h+ para produzir um ATP porque 1 h+ vai voltar levando com ele o fosfato e outros TRS h+ precisam passar pela TP entase para ela produzir

um ATP então no total a partir da energia do par de elétrons foram bombeados 10 h+ e são necessários 4 h+ para produzir um ATP Então veja temos aqui o nadh com o par de elétrons do nadh foi possível bombear 10 h+ a cada 4 h+ será produzido um ATP então 4 h 1 ATP mais 4 h+ 1 ATP com 2 h+ é a metade meio ATP Ou seja a partir de cada NAD H serão produzidos 2 e me ATPS Ah eu aprendi que eram três você tá numa contabilidade antiga o conhecimento mais atual mostra

isso que a partir de cada nadh é possível obter energia para produzir 2,5 ATPS por quê Porque o par de elétrons do NAD H fornece energia para bombear 10 h+ e a cada 4 h+ é produzido um ATP dando 2,5 ATPS para cada nadh Tudo bem então agora vamos ver quantos ATPS são produzidos a partir do FAD H2 bom aqui estão as proteínas da cadeia respiratória o complexo 1 o complexo 3 o complexo 4 o carreador fosfato e a ATP sintase só que agora também aparece o complexo 2 porque o complexo 2 será importante na

produção de ATP a partir do FAD de H2 o complexo 2 não participa da produção de ATP a partir do nadh vamos em frente você sabe que a função do fadh2 é a mesma do nadh levar elétrons ricos energia para cadeia respiratória então FAD H2 entrega o seu par de elétr ao Complexo 2 e volta a ser FAD esse par de elétrons será atraído pelo O2 e ele vai seguir em direção A2 mas Note que ele não vai passar pelo complexo um ele começa um pouco adiante porque o p de elétrons que o f H2

carrega tem menos energia que o par de elétrons do n h então é como se ele começasse um degrau abaixo da escada ele pula o complexo 1 ele já começa do complexo 2 aí ele vai ser do pelo O2 e segue em frente quando ele chega no complexo 3 o complexo 3 usará a energia do par de elétrons para bombear 4 h+ e o par de elétrons segue em direção ao oxigênio no complexo 4 você já aprendeu vai haver energia para bombear 2 h+ o elétron finalmente se encontra com o do e forma água bem

você sabe também que para produzir o ATP vai precisar do ADP você também sabe que para fazer o ATP precisa do Fosfato e que o fosfato vai entrar arrastado por um h+ que por sua vez é atraído pelo lado de dentro que está mais negativo entrou o fosfato você também já sabe que três h+ passarão pela ATP sintase atraídos pelo lado mais negativo e quando esses três h+ passam pela TP sintase ela gira e o une o ADP ao fosfato inorgânico produzindo o ATP agora você vai ficar atento à contabilidade como o par de elétrons

do FAD H2 não passou pelo complexo um ele fornece energia para bombear apenas 6 h+ e observe que continuam sendo necessários 4 h+ para produzir um ATP Então como é que vai ficar a nossa contabilidade o FAD H2 fornece energia para bombear 6 h+ com 4 h+ se faz um ATP então com dois corresponderia a meio ATP portanto para cada f de H2 serão produzidos 1 E5 ATPS muito bem então agora vamos fazer nossas contas fechar nossos cálculos vamos preencher uma tabelinha vamos lá aqui está a glicólise o ciclo de crebs vamos somar e vamos

fazer a cadeia respiratória nadh você sabe que a glicólise produz dois nadh você sabe que o ciclo de crebs produz oito na verdade não é o ciclo é do piruvato até o final do ciclo são produzidos oito nadh então deu um total de 10 nadh bem Você acabou de ver comigo que cada nadh fornece energia para produzir do 2,5 ATPS então 10 x 2,5 serão 25 ATPS produzidos na cadeia a partir de 10 nadh fadh2 a glicólise não produz fadh2 o ciclo de crebs produz dois fh2 então o total é de 2 fh2 você acabou

de ver que um F de H2 fornece energia para produzir um ATP E5 então 2 x 1,52 3 ATPS muito bem quanto aos ATPS a glicólise produziu dois de saldo porque ela produz quatro gastam dois então sobram dois de saldo positivo o ciclo de creves produz dois ATPS dando um total de quatro agora veja a cade respiratória produziu 25 ATPS a partir do nadh e três ATPS a partir do fadh do Então ela produziu 28 mas os quatro ATPS que vieram da glicólise do ciclo de crebs dá um total de 32 ATPS Então a partir

de uma glicose são produzidos 302 ATPS 32 é partindo de dados mais atuais a ciência não entende ainda tudo sobre a cadeia respiratória mas sabemos que não é mais aquele valor de antigamente quer dizer TR ATPS para um nadh e 2 ATPS para um fadh2 Não Dá Um Valor realmente fracionado de 2,5 ATPS para um nadh e 1,52 ATP para um fadh2 agora pegando esses valores mais atuais chegamos a 32 ATPS mas na verdade na verdade vai ser um pouco menos de 32 porque há alguns custos durante o processo de respiração celular e são esses

custos que eu quero analisar com vocês agora Por que vai ficar menos do que 32 ATPS vamos analisar que Pontos são esses da respiração celular que envolvem outros custos durante o processo fazendo a quantidade líquida de ATP cair um pouquinho mais o primeiro custo será na produção de ATPS pelo ciclo de crebs veja você sabe que o ciclo de crebs produz dois ATPS mas há um custo nisso o ciclo ocorre dentro da mitocôndria na matriz condal para produzir esse ATP o ciclo pega um gdp une o fosfato produzindo gtp o gtp então perde um fosfato

e volta a ser gdp esse fosfato que o gtp perdeu é passado para o ADP que ao receber o fosfato se converte em ATP de forma bem simplificada é assim que o ciclo de crebs produz ATP acontece que pro gdp se converter em gtp antes um fosfato teve que entrar na mitocôndria E você já sabe que o fosfato inorgânico entra na mitocôndria acompanhado de um h+ então pro fosfato entrar ele vem junto com o h+ Esse é o custo porque isso significa que esse h+ que poderia ter sido usado pela ATP sintase para produzir ATP

foi usado para arrastar o fosfato então desviou-se um h+ da síntese de ATP pelo ATP Eh sintase vamos dar uma olhada aqui repare ao todo foram produzidos 10 nadh dois pela glicose glicólise oito pelo ciclo de crebs você já sabe que cada nadh bombeia 10 h+ então 10 nadh fornecerão energia para bombear 100 h+ também foram produzidos dois FAD H2 você sabe que cada F H2 fornece energia para bombear 6 h+ então com 2 f H2 são bombeados 12 h+ Então até agora foram bombeado 112 h+ para o espaço entre a membrana externa e a

membrana interna acontece que desses 112 h+ dois serão desviados para trazer o fosfato pro ciclo de crebs então o saldo caiu para 110 então ao invés de ter termos 12 h+ para produzir ATP pela ATP sintase passaremos a ter 110 h+ disponíveis para produzir ATP Esse é o primeiro custo há um outro custo o outro custo se refere ao seguinte a glicólise produziu dois nadh mas pro nadh entrar na mitocôndria vai também envolver um gasto de energia Veja a glicólise ocorre no citosol ela produziu dois nadh no citosol e agora vai ter que se investir

para esses nadh produzidos no citosol entrarem na mitocôndria vamos dar uma olhada aí está a glicólise ela produziu resumidamente claro né ela produziu dois nadh e agora esses dois nadh terão que entrar na mitocôndria há duas formas diferentes desses nadh entrar há duas maneiras desse nadh entrar na MIT primeira o chamado circuito malato aspartato como é que funciona o circuito malato aspartato vamos dar uma olhada nós temos aí a glicose que na glicólise é convertida em piruvato no caminho o NAD mais recebe hidrogênios e elétrons e é convertido em NAD H muito bem no circuito

malato aspartato o aspartato vai ser convertido em oxaloacetato e depois o oxaloacetato é convertido em malato acontece o seguinte dê uma olhadinha na fórmula do oxaloacetato Agora dê uma olhadinha na fórmula do malato perceba que a diferença é que o malato tem dois hidrogênios que o oxalacetato não tem portanto pro oxalacetato se converter em malato ele teve que receber hidrogênios e ele recebeu esses hidrogênios do nadh ou Opa Então veja a glicólise produziu nadh Só que os hidrogênios e elétrons do nadh foram passados pro malato Então veja a glicólise produziu nadh e o nadh passou

seus elétrons ricos energia para o malato por que isso porque o NAD h não consegue atravessar a membrana interna da mitocôndria como nadh não consegue passar pela membrana interna da mitocôndria ele transferiu os seus elétrons hidrogênios para malato resultado quem vai entrar na mitocôndria não é o nadh quem vai entrar na mitocôndria é o malato os elétrons do nadh foram passados para malato e é o malato que entra na mitocôndria dentro ele volta a ser oxol acetato meu filho criatura de Deus olha só a figura se a reação dentro da mitocôndria está acontecendo ao contrário

significa que agora o malato devolveu os elétrons para NAD maisis e voltou a formar o nadh Então veja no circuito malato aspartato o nadh não é ele que entra na mitocôndria ele passa os elétrons pro malato e dentro da mitocôndria o malato devolve os elétrons para NAD mais que se convertem nadh tudo bem tudo isso porque o nadh não consegue passar pela membrana interna da mitocôndria agora o oxalacetato é convertido em aspartato e o aspartato volta pro lado de fora volta pro citosol acontece que quando o aspartato sai um h+ entra é um tipo de

transporte chamado de antiporte um vai no sentido o outro volta a saída do aspartato da mitocôndria envolve a entrada de um h mais Ou seja é mais um h+ que deixa de participar da síntese de ATP pela ATP sintase Esse é o custo de novo vamos desviar um h+ da síntese de ATP pela ATP sintase como na verdade a glicólise produz dois nadh Isso vai acontecer duas vezes então serão desviados do h+ vamos ver como é que fica você já tinha visto essa conta até aí a partir de 10 nadh São bombeados 100 h mais

a partir de 2 FAD H2 são bombeados 12 h+ dando um total de 112 h+ houve um custo para produzir dois ATPS no ciclo de crebs fazendo o total de h+ disponível cair para 110 agora temos um novo custo que é a entrada de dois nadh na mitocôndria a entrada dos dois nadh da G na mitocôndria vão consumir mais 2 h+ então nós teremos agora um saldo de 108 h+ disponíveis para ATP sintase produzir ATP acontece que você sabe que a cada 4 h+ se faz o ATP Então a partir de 108 serão feitos 27

ATPS então a cadeia respiratória vai produzir 27 at se descontos esses dois custos mas os dois ATPS da glicólise que foram produzidos na glicólise sobe para 29 mas os dois ATPS que são produzidos no ciclo de crebs sobe para 31 ATPS Então na verdade se levarmos em conta o custo da produção de ATP pelo ciclo de crebs e se levarmos em conta o custo da entrada do nadh pelo circuito malato aspartato o saldo líquido de ATPS a partir de uma glicose é de 31 ATPS não entendeu Vamos tentar ver assim agora vou te mostrar tudo

isso de outro jeito criatura que é para você dormir feliz hoje repare você já sabe que o nadh chega na mitocôndria entrega seus elétrons e se converte n dem mais se são 10 nadh chegando na cadeira respiratória e cada nadh bombeia 10 h+ então com 10 nadh serão bombeados 100 h+ Entre a membrana externa e a interna por favor não perca tempo contando que eu já contei aí você tem 100 h+ 100 h+ foram bombeados para o espaço entre a membrana externa e a membrana interna usando energia do nadh bom Criatura você sabe que tem

um FAD H2 dois F vão fornecer energia para bombear mais 12 h+ tá aí mais 12 H então no total foram bombeados para o espaço entre a membrana externa e interna 112 H você sabe que 1 H será usado para trazer o fosfato para dentro da mitocôndria e você sabe que precisa de TR H passarem pela ATP sintase para produzir um ATP então para cada ATP produzido serão necessários 4 h+ tudo bem Só que você tem que lembrar viu meu filho o seguinte desse conjunto de h+ que estão no espaço entre a membrana externa e

interna dois h+ não passarão pela ATP sintase 2is h+ serão usados na produção de ATP pelo ciclo de crebs e outros do h+ também serão desviados para trazer o nadh da glicólise para dentro da mitocôndria então ou seja são 4 h+ 4 h+ que não vão participar da síntese de ATP dois vão participar da produção de ATP pelo ciclo de crebs dois vão ser usados para trazer o nadh da glicólise para dentro da mitocôndria portanto 4 h+ foram desviados da produção de ATP só que olha olha ó matemática Olha aí você sabe que 4 h+

corresponde um ATP por isso que da de 32 ATPS que a gente viu na tabela cai um fica um saldo líquido de 31 ATPS Por que ficou o saldo líquido de 31 ATPS porque 4 h+ foram desviados da produção de ATP e 4 h+ corresponde a 1 ATP então caiu de 32 para 31 bom mas você deve lembrar que eu falei que é uma segunda maneira do NAD H entrar na mitocôndria é o chamado circuito glicerol fosfato que vai acontecer da seguinte maneira aí está o nadh produzido pela glicólise bem nesse caso a dihidroxi acetona

fosfato que tem essa fórmula será convertida em glicerol TR fosfato com essa fórmula Note que o glicerol tem dois hidrogênios que é de hidróxi acetona não possui você agora já entendeu tudo porque é muito parecido com o que a gente viu há pouco quem vai fornecer hidrogênios é elétrons é o NAD H que volta a ser NAD mais então os elétrons do NAD H agora estão no glicerol glicerol esse que vai entrar na mitocôndria Na verdade o glicerol vai para o espaço intr membrana externa e a membrana interna na membrana interna da mitocôndria então há

uma enzima que volta a transformar glicerol em dihidroxi acetona que retorna ao citosol ah Já entendi tudo se a reação ao contrário vai formar nadh de novo não é bem assim essa enzima na verdade pega os elétrons do glicerol e não devolve pro NAD ela vai devolver os elétrons para o FAD pessoal no circuito glicerol fosfato os dois nadh produzidos pela glicólise entrarão na mitocôndria Como faz de H2 Veja a consequência disso não serão produzidos 10 nadh e sim oito porque os dois nadh da glicólise quando chegar a mitocôndria vão chegar como FAD H2 se

cada nadh bombeia fornece energia para bombear 10 h+ a partir de 8 nadh serão bombeados 80 h mais Note que agora a produção não será de 2 fadh2 não serão de dois fadh2 serão de quat fadh2 por qu porque os dois na DH da glicólise foram convertidos em fh2 cada fh2 fornece energia para bombear 6 h+ então quro f de H2 bombear fornecerão energia para bombear 24 h+ dando um total de 104 vamos reduzir o custo da produção de ATP pelo ciclo de crebs então cairá para 102 e você sabe a cada 4 h+ é

produzido um ATP então serão produzidos 25 E5 ATPS pela cadeia respiratória se for utilizado circuito glicerol fosfato mas os dois ATPS de saldo da glicólise vai subir para 27,5 mas os dois do ciclo de crebs saldo final 29,5 até ATPS então levando o custo de produzir ATPS no ciclo de crebs se o nadh da glicólise entrar pelo circuito malato aspartato o sal do líquido será de 31 ATPS se o nadh da glicólise entrar pelo circuito glicerol fosfato o salo líquido será de 29,5 ATPS então não tem o número certo exato perfeito isso vai depender da

análise que o livro tá fazendo ou que o seu professor está fazendo o importante é que se você entendeu todo esse processo que foi explicado aqui você vai entender também porque alguns livros dizem 32 outros dizem 31 ou 29,5 E por aí vai se você entender o processo todo que foi abordado ficará mais fácil de você entender o que cada um está falando não é que haja uma resposta certa depende da análise Depende do que se está levando em consideração por exemplo tem bons livros que não leva em consideração o custo da produção de ATP

no ciclo de crebs eu aqui resolvi lhe dar informação que eu achei mais completa para a partir daí você entender a aula do seu professor ou o livro que você está lendo Espero muito que essa aula tenha sido útil para você um grande abraço até a próxima aula i