Presentació del Catabolisme 2n Batxillerat

2. CATABOLISME

3. Al nostre cos:
65% Aigua
18% proteïnes
12% lípids
5% sals minerals
0,3% glúcids
1. Introducció
1.1. BIOMOLÈCULES

4. Per què?
Músculs (llisos i estriats), tendons i part dels
ossos són de proteïnes.
Les cèl.lules contenen molta
aigua i els espais intercel.lulars
també

5. Quines biomolècules fem servir com a font
d’energia?
Glúcids i proteïnes: 4,3 Kcal/g
Lípids (Triglicèrids): 9,5 Kcal/g

6. Els glúcids
En la seva oxidació no generen gaires
residus.
Les cèl.lules del Sistema Nerviós tan sols
poden utilitzar glucosa com a font d’Energia.

7. Els lípids
Els triglicèrids són la reserva energètica més
important de plantes (llavors) i animals
(Teixit adipós)
Al ser molècules molt reduïdes, en la seva
oxidació fins a CO2 alliberen molta energia.
Al ser molècules hidròfobes, poden contenir
molta energia en poc volum.

8. 1.2 CATABOLISME
Procès metabòlic que té coma finalitat:
Obtenció d’ energia a través de l’oxidació de
biomolècules
L’ energia alliberada en aquest procés s’
emmagatzema en forma d’ ATP
Similar en organismes autòtrofs i heteròtrofs

9. Com s’obtè a questa
energia?
Mitjançant una sèrie de reaccions
redox encadenades.
Aquestes reaccions s’ agrupen en
diferents vies metabòliques.
Cada reacció és catalizada per un
enzim.

10. Exemple de la respiració cel.lular
de la glucosa
Balanç total

11. Actor principal: Coenzim
NAD+
El coenzim NAD+ s’ encarrega d’”agafar” els electrons i
protons dels substrats que es van oxidant.
El NADH (reduit) servirà per a sintetitzar ATP en el cas del
metabolisme per respiració.
El NADH tornarà al seu estat oxidat cedint finalment els
electrons a una molècula inorgànica (respiració) o a una
molècula orgànica (fermentació)

13. Ha de quedar molt clar que:
El catabolismeés un procès metabòlic on es
produeixen un seguit de reaccions químiques mitjançant les quals,
macromolècules reduïdes s’oxiden en altres de més petites.
Aquestes reaccions s’agrupen en diferents Vies metabòliques. En
cada via partim d’un substrat que es va transformant en diferents
metabòlits intermedis fins que obenim el/els producte/s. Aquests
processos alliberen energia en forma d’ATP o de poder reductor
(NADH). Són per tant reaccions exergòniques.

14. TIPUS DE CATABOLISME
Respiració; Hi intervé la
cadena transportadora
d’electrons.
-Aeròbia (O2)
-Anaeròbia (molècula :
Nitrat, sulfat)
Fermentació: No hi
intervé la cadena
transportadora
d’electrons.

15. CATABOLISME PER RESPIRACIÓ
catabolisme
de glúcids de lípids de proteïnes d’àcids nucleics

16. Re
**ESQUEMA GENERAL DEL METABOLISME: Vies Metabòliques

17. 2. CATABOLISME DE GLÚCIDS
• PER RESPIRACIÓ
1.-GLICÒLISI (Citoplasma)
2.-RESPIRACIÓ
1.-CICLE DE KREBS (Matriu mitocondrial)
2.-CADENA RESPIRATÒRIA (membrana interna
crestes mitocondrials)
• PER FERMENTACIÓ
1.-GLICÒLISI (Citoplasma)
2.-Transformació fermentativa de l’àcid pirúvic (Citoplasma)

18. Respiració Aeròbica

19. La Glicòlisi
•ÉS LA PRIMERA FASE DEL CATABOLISME DE GLÚCIDS
•TÉ LLOC AL CITOPLASMA
•ÉS ANAERÒBICA (Comú a respiració i fermentació)
LA FAN TOTES LES CÈL.LULES VIVES: PROCARIOTES I
EUCARIOTES

20. Que hi passa?En aquesta via una molècula de glucosa
s’escindeix en dos molècules d’ àcid
pirúvic. S’alliberen dos mlècules d’ ATP (
Fosforilació produida pel substrat) i es
generen 2 NADH
glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi →
2 piruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2H+ + H2O

23. Balanç:
glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+---> 2 piruvats + 2 ATP + 2 (NADH + H+)

24. Primera etapa de la
respiració
Cicle de Krebs

25. Què és el Cicle de Krebs?
•El cicle de Krebs és una via metabòlica en què el
piruvat (recorda: 2 piruvats per a cada glucosa)
obtingut de la glicòlisi, prèviament transformat en
Acetil-CoA, és oxidat fins a CO2.
•Durant aquest procès obtindrem NADH i FADH2.
Obtindrem també una molècula de GTP ( similar a l’
ATP)
•Es realitza en la matriu mitocondrial

26. Mitocondri

27. En la glicòlisi hem obtingut Piruvat, aquesta molècula
no pot travessar la membrana mitocondrial per
difusió, ha de ser introduit per una proteina
mitjançant transport actiu. Un cop dins el mitocondre,
el piruvat és oxidat fins Acetil CoA

32. Balanç global del Cicle
Glicòlisi
Cicle de
Krebs

33. Segona etapa de la
Respiració
Cadena respiratòria

35. Cadena Respiratòria
Transport electrons:
• 4 complexos proteïcs (I,II,III,IV): El complex III i IV
contenen unes proteïnes Citocroms que tenen un
ió Fe 3+ (Grup Prostètic)
• Ubiquinona (Q)
• Citocroms c
Fosforilació Oxidativa: ATP Sintetases
• Quimiòsmosi: Gradient electroquímic provoca
bombeig de protons des de l’espai
intermembranós cap a la matriu mitocondrial

36. La cadena transportadora d’ electrons:
fosforilació oxidativa.

37. Hipòtesis quimiosmòtica
1. L’ATP sintetasa és un gran complex
proteïc amb canals per protons que
permeten la re-entrada dels mateixos.
2. La síntesis d’ATP es produeix com
resultat de la corrent de protons fluint
a través de la membrana:
ADP + Pi ---> ATP
3. Els protons són transferits a través de
la membrana, des de la matriu a
l’espaci intermembrana, com a resultat
del transport d’electrons que s’originen
quan el NADH cedeix un hidrogen. La
continuada producció d’aquests protons
crea un gradient de protons.

38. Balanç energètic del catabolisme per
respiració de la glucosa

39. Videos
Cadena respiratòria
*Compte: Com pots veure en aquest vídeo, el nombre d’ATPs que s’obtenen
en la respiració aeròbica de la glucosa és una qüestió encara discutida en
ciència. En el vídeo diferencien entre els NADH obtinguts en la glicòlisi i els
obtinguts en el Cicle de Krebs/descarbocilació piruvat. Consideren que com els
obtinguts en la glicòlisi es troben al citoplasma, aquests no entren al
mitocondri, tan sols els electrons passen per la cadena de transport de la
membrana interna i s’incorporen al complexe proteïc II (de manera similar al
FADH2). Per aquest motiu el balanç total d’ATPs varia de 36 a 38 segons el
llibre de text. Es consideren vàlides les dos respostes.

40. CATABOLISME dels Lípids

41. Els lípids són una reserva energètica molt
important ja que tenen un elevat poder calòric
El mecanisme més important d’ obtenció d’ energia
dels lípids és a partir de l’ oxidació dels àcids
grassos, procedents de la hidròlisi dels lípids
saponificables: Triglicèrids i fosfolípids

42. Triglicèrid Glicerina + 3 Acids grassos
Fosfolípid 2AG + Glicerina + 1 Compost
alcohòlic + H3PO4

43. La glicerina s’ integra en la glicòlisi
(2a fase) i després s’ oxida
completament en el cicle de krebs
Els AG han d’ entrar al mitocondri
on segueixen un procès anomenat:
B-Oxidació

45. Els AG abans d’ entrar al mitocondri, s’ activen al
citoplasma i es converteixen en Acil CoA:
R-CH2-CH2-COOH R-CH2-CH2-CO-S-CoA
En aquest procés es necessita una molècula d’ ATP,
que s’ hidrolitza en AMP + PP
• Un cop activats ja poden entrar dins la Matriu
mitocondrial a través d’ un transportador orgànic:
Carnitina

48. Rendiment energètic del catabolisme dels àcids
grassos:

49. A tenir en compte…
*Pels àcids grassos amb nombre parell de Carbonis:
• El nombre de voltes que es produeix en la ß-
Oxidació sempre és = (nC/2) -1.
• El nombre d’acetil CoA produits sempre serà nC/2
*Els Acetil CoA obtinguts s’incorporen al C de Krebs i
tots els coenzims reduits produits a la cadena
respiratòria

50. 8 acetil co A x 12 ATP/c krebs,
cadena respiratòria
96 ATP
7 FADH2 X 2 14 ATP
7 (NADH + H+) X 3 21 ATP
TOTAL 131 ATP

51. Als 131 ATP hem de restar 2
molècules d’ATP (AMP+PP)
necessàries per activar l’ àcid gras
per a entrar al mitocondri.
Ens queden 129 ATP resultants de
l’ oxidació de l’ àcid palmític

52. catabolisme de les
proteïnes

53. Les proteïnes no tenen funció energètica, però
en casos de necessitat poden entrar al cicle de
krebs i a la cadena respiratoria (Dejunis
perllongats)
Estan formades per aminoàcids.

55. 1- Separació de grups Amino:
Processsos del catabolisme de proteïnes:

56. Transaminació: El grup amino de l’ aminoàci es
transfereix a una altra molècula (alfa cetoàcid). Es
catalitzat per les transaminasses. Que es troben tant al
citosol com als mitocondris de totes les cèl.lules
especialment les hepàtiques.
Desaminació oxidativa: Es separa el grup amino de l’
àcid glutàmic i s’allibera amoníac al medi aquós.

57. 2- Els productes obtinguts són diversos: àcid
pirúvic, acetil CoA o algun compost que s’incorpora al
cicle de Krebs.
3- Eliminació dels grups amino:
•Animals amoniotèlics: NH3. Invertebrats i peixos aigua
dolça.
•Animals urotèlics: UREA. Mamífers. Es produeix al
fetge.
•Animals uricotèlics: Àcid úric. Aus, rèptils i insectes.

58. catabolisme dels Àcids
nucleics

59. Són degradats a nucleòtids en el tub digestiu dels animals,
gràcies a les nucleasses.
Posteriorment els nucleòtids són trencats en pentosa,
bases nitrogenades i àcid fosfòric.
Les pentoses segueixen la via dels glúcids, l’ àcid fosfòric
s’ excreta com a ió fosfat i en part s’utilitza per a la
síntesi d’ ATP i de nous nucleòtids.
Les bases nitrogenades es degraden fins a urea, àcid úric
i amoníac.

62. Catabolisme per
fermentació

63. Procès metabòlic on No intervè la cadena
respiratòria. Té lloc al citosol
Característiques:
• Anaeròbic
• Aceptor finals d’electrons és un compost orgànic.
• Només hi ha síntesi d’ATP a nivell de substrat
Què és la fermentació

64. Qui fa la fermentació
Llevats ( pa, cervesa, vi). F. Alcohòlica
Bacteris (Iogurt). F. Làctica, butírica i pútrida
Músculs dels animals quan no arriba prou oxigen a
les cèl.lules (exercici intens en persones poc
entrenades). F. Làctica

65. Fermentació alcohòlica
GLICÒLISI

66. Cal saber que....
La formació de vinagre (àcid acètic) a partir del vi, no
es produeix per fermentació sino per oxidació de l’
etanol del vi a àcid.

67. Fermentació Làctica
GLICÒLISI

68. Fermentació butírica
Descomposició de substàncies glucídiques vegetals.
Dóna lloc a substàncies que fan pudor. Ho fan uns
bacteris que duen a terme la descomposició dels
vegetals morts al sòl

69. Fermentació Pútrida
Les substàncies que es degraden són de natura
proteica. Els productes obtinguts són pudents.

70. Fermentació vs Respiració
La fermentació és un procés catabòlic menys eficient
que la respiració en termes d’obtenció d’energia.
Les nostres cèl.lules el continuen utilitzant quan ens
manca oxigen.

71. En un congrès de cardiologia, els doctors Prim i Gras afirmen el
següent:
Dr Prim: l’exercici aeròbic, no molt intens, com ara caminar
ràpid una mitja hora al dia, ajuda a eliminar greixos
magatzemats.
Dr Gras: en canvi, un exercici molt intens i breu en el temps –
anaeròbic- no fa eliminar aquests greixos.
Justifiqueu aquestes afirmacions confeccionant un esquema metabòlic
que expliqui el consum de greixos en condicions aeròbiques però no
en condicions anaeròbiques.
Exercici Sele

72. En condicions anaeròbiques, els TAG no poden oxidar-se pel Cicle de Krebs i
formar CO2. En canvi, amb O2, es podran fer les vies 2-3-5 –segons aquest
esquema-.
Sense oxigen -com passa en un exercici molt intens i breu-, el que es pot fer és
oxidar de forma parcial glúcids, seguint les vies 1 (glucòlisi) i 4 (fermentació
làctica) però no lípids

73. Història de la Fermentació
La fermentació natural precedeix la història humana fins
que els humans en controlaren el procés. La primera
evidència de fer vi és a Geòrgia fa 8.000 anys. A les
muntanyes Zagros de l'Iran, s'han troba gerres amb
restes de vi de fa 7.000 anys. Hi ha evidències de la
fermentació del pa a Egipte de fa uns 4.500 anys i de la
fermentació de la llet a Babilònia de fa 5.000 anys.
Louis Pasteur va ser el primer en estudiar científicament
la fermentació (zimologia), quan l'any 1856 connectà el
llevat amb la fermentació.

74. 4.L’evolució del catabolisme
Formació del Planeta Terra: 4600 milions d’anys (ma).
Bacteris: 3800 ma
• Eren fermentadors
• Després van aparèixer els fotosintetitzadors.
• Fa 2600 ma els cianobacteris: Oxigen a l’atmosfera
• Bacteris que feien la respiració
Fa 1600 ma organismes unicel.lulars eucariotes

75. DE QUINES VIES
METABÒLIQUES ES
TRACTA ?

76. Respiració Anaeròbica
• La respiració anaeròbica és un procés metabòlic
d'oxidació-reducció anàleg a la respiració aeròbica, però en
el qual l'acceptor final d'electrons és una molècula
inorgànica diferent de l'oxigen. Pot ser el Sulfat o Nitrat.
• Ho fan alguns bacteris.
• No s'ha de confondre la respiració anaeròbica amb la
fermentació, en la qual no hi ha en absolut cadena de
transport d’electrons
• Respiración Anaeróbica Wikipedia

77. Selectivitat
- Os bru
- Os blanc
- Quinoa
- Alcohol
- Jordi
- Vi
- Usain Bolt