# Metabolismo Celular ## Introdução O **metabolismo celular** é o conjunto de reações bioquímicas que ocorrem nas células para manter a vida: obter e transformar energia, sintetizar componentes celulares e eliminar resíduos. Essas reações estão organizadas em vias metabólicas interconectadas que permitem à célula responder a mudanças ambientais e manter a homeostase interna. > **Definição:** O metabolismo celular é o conjunto de processos químicos dentro da célula que permitem transformar nutrientes em energia e matéria-prima para sintetizar e degradar biomoléculas. ## Visão geral: catabolismo e anabolismo - **Catabolismo:** rotas que degradam moléculas complexas em unidades mais simples, liberando energia. Exemplos: degradação de glicose, ácidos graxos. - **Anabolismo:** rotas que constroem moléculas complexas a partir de unidades simples, consumindo energia. Exemplos: síntese de proteínas, ácidos nucleicos, lipídios. > **Definição:** Catabolismo é a fase do metabolismo que gera energia ao quebrar moléculas; anabolismo é a fase que consome energia para construir moléculas. ### Tabela comparativa: catabolismo vs. anabolismo | Característica | Catabolismo | Anabolismo | |---|---:|---:| | Função principal | Liberar energia | Consumir energia | | Exemplo típico | Glicólise | Síntese de proteínas | | Moléculas envolvidas | Glicose, lipídios | Aminoácidos, nucleotídeos | | Relação com ATP | Gera ATP | Consome ATP | ## ATP: a moeda energética - O **ATP** (adenosina trifosfato) é a molécula que armazena e transporta energia dentro da célula. - A hidrólise de ATP a ADP e Pi libera energia que as enzimas usam para o trabalho celular. > **Definição:** ATP é a molécula energética que fornece a energia imediata para reações celulares. ### Reação central $$\ce{ATP + H2O -> ADP + Pi + energia}$$ ## Principais Vias Catabólicas 1. **Glicólise** (citoplasma) - Converte glicose em piruvato, produzindo um saldo líquido de 2 ATP e 2 NADH por glicose. - Via anaeróbia: na ausência de oxigênio, o piruvato pode ser convertido em lactato. > **Definição:** Glicólise é a via que degrada glicose a piruvato, gerando ATP e NADH. Exemplo prático: células musculares realizam glicólise rapidamente durante exercício intenso anaeróbio. $$\text{Glicose} \rightarrow 2\;\text{Piruvato} \;+\; 2\;\text{ATP (líquido)} \;+\; 2\;\text{NADH}$$ 2. **Ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico)** (mitocôndria) - Oxida acetil-CoA a CO2 e gera NADH, FADH2 e GTP (ou ATP). $$\text{Acetil-CoA} + 3\;\text{NAD}^+ + \text{FAD} + \text{ADP} + \text{Pi} \rightarrow 2\;\text{CO}_2 + 3\;\text{NADH} + \text{FADH}_2 + \text{ATP}$$ 3. **Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilação Oxidativa** (membrana mitocondrial interna) - NADH e FADH2 doam elétrons; a energia dos elétrons bombeia prótons e cria um gradiente que impulsiona a síntese de ATP pela ATP sintase. $$\text{NADH} + H^+ + \tfrac{1}{2}\;\text{O}_2 \rightarrow \text{NAD}^+ + \text{H}_2\text{O}$$ - A fosforilação oxidativa pode gerar cerca de 26–28 ATP por glicose, dependendo da eficiência. ## Vias anabólicas chave - **Síntese de proteínas:** união de aminoácidos por meio de ligações peptídicas no ribossomo; requer gasto de ATP e GTP. - **Biossíntese de ácidos graxos:** forma ácidos graxos a partir de acetil-CoA usando NADPH. - **Síntese de nucleotídeos e DNA/RNA:** construção de bases e polimerização que requer energia (ATP, GTP). > **Definição:** Anabolismo inclui rotas biossintéticas que requerem energia e precursores para formar biomoléculas. ## Regulação do metabolismo - O metabolismo é regulado por: - Disponibilidade de substratos (glicose, O2, aminoácidos) - Sinais hormonais (insulina, glucagon) — nota: mecanismos fisiológicos extensos não serão abordados aqui - Regulação alostérica de enzimas-chave - Modificação covalente de enzimas (fosforilação) - Exemplo: a fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) é uma enzima reguladora-chave da glicólise, ativada por