O organismo vivo como sistema aberto
Qualquer organismo vivo representa um(a) sistema biológico aberto. Isso significa que sua existência depende diretamente da troca contínua de substâncias e energia com o meio ambiente. Essa troca é reconhecida como a propriedade fundamental e mais importante da vida.
Do ambiente externo, entram constantemente no organismo dois componentes principais:
- Substâncias, que atuam como material de construção universal.
- Energia, que é criticamente necessária para a construção de compostos químicos próprios e para a realização de qualquer trabalho biológico.
Graças a esse fluxo contínuo, garantem-se todos os processos vitais básicos, incluindo o crescimento de estruturas, o desenvolvimento do organismo e sua reprodução.
Essência e direções do metabolismo
Dentro de um sistema vivo, ocorrem transformações químicas constantemente. Todo o conjunto de reações metabólicas que ocorrem no organismo é chamado de metabolismo.
Para facilitar a compreensão, o processo unificado do metabolismo é geralmente dividido em duas direções opostas, porém estritamente inter-relacionadas:
- Anabolismo (reações de construção).
- Catabolismo (reações de degradação).
Esses dois processos não podem existir um sem o outro e ocorrem no organismo em paralelo, formando um ciclo unificado de metabolismo e conversão de energia.
Anabolismo: metabolismo plástico
Anabolismo (também conhecido como assimilação ou metabolismo plástico) representa um conjunto de reações endotérmicas de biossíntese. A endotermia significa que esses processos ocorrem com a absorção obrigatória e o gasto de energia.
Resultado do anabolismo: formação de substâncias complexas de alto peso molecular a partir de moléculas mais simples. É assim que o organismo constrói seus próprios tecidos e armazena nutrientes.
Exemplos clássicos de reações do metabolismo plástico são:
- Síntese proteica.
- Síntese de glicogênio.
- Fotossíntese.
- Quimiossíntese.
Catabolismo: metabolismo energético
Catabolismo (sinônimos — dissimilação, metabolismo energético) é o oposto do anabolismo. É um conjunto de reações exotérmicas, ou seja, processos de degradação e oxidação que são acompanhados pela liberação de energia.
Resultado do catabolismo: quebra de grandes substâncias orgânicas de alto peso molecular em compostos mais simples. A energia liberada nesse processo é então utilizada pelo organismo para várias necessidades, incluindo a garantia do metabolismo plástico.
Interrelação entre anabolismo e catabolismo
O metabolismo é um mecanismo unificado no qual o metabolismo plástico e o energético estão intrinsecamente ligados.
- Dependência do anabolismo em relação ao catabolismo: As reações de biossíntese (criação de novas substâncias) são absolutamente impossíveis sem energia. O organismo obtém essa energia justamente durante as reações do metabolismo energético (degradação).
- Dependência do catabolismo em relação ao anabolismo: Por sua vez, as reações de dissimilação (degradação) não podem ocorrer espontaneamente na velocidade necessária — elas exigem catalisadores específicos, que são as enzimas. Essas enzimas proteicas são formadas exclusivamente nas reações do metabolismo plástico.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais processos pertencem às reações de catabolismo em humanos?
As reações de catabolismo (metabolismo energético, dissimilação) incluem os processos de degradação e oxidação de substâncias de alto peso molecular em compostos mais simples. De acordo com as fontes, os seguintes processos de catabolismo ocorrem no organismo:
- Glicólise (degradação da glicose);
- Degradação do glicogênio;
- Lipólise (degradação de gorduras);
- Proteólise (degradação de proteínas);
- Cetogênese;
- Ciclo de Krebs (ciclo dos ácidos tricarboxílicos);
- Fosforilação oxidativa (cadeia respiratória).
Quais são as principais etapas em que se divide o metabolismo energético (catabolismo) na célula?
O metabolismo energético na célula é dividido nas seguintes etapas principais:
- Glicólise — ocorre no citoplasma da célula;
- Ciclo de Krebs (ciclo dos ácidos tricarboxílicos) — ocorre na matriz mitocondrial;
- Cadeia respiratória (cadeia transportadora de elétrons) — ocorre nas cristas da membrana interna das mitocôndrias (etapa aeróbica).
Sob a forma de quais compostos de alta energia a energia liberada durante o catabolismo é armazenada?
A energia liberada durante o catabolismo, de acordo com as fontes, é armazenada nas ligações de alta energia do ATP. Em etapas individuais, ela também se concentra temporariamente na ligação anidrida de alta energia do 1,3-bisfosfoglicerato; no ciclo do citrato, forma-se GTP (ATP).
Quais hormônios humanos estimulam predominantemente os processos anabólicos?
Os processos anabólicos no organismo, segundo as fontes, são estimados/estimulados por:
- Insulina — o período absortivo é caracterizado por processos anabólicos sob a influência da insulina; ela aumenta o transporte de glicose, a glicólise, a síntese de glicogênio, a lipogênese e a síntese proteica.
- Hormônio do crescimento (GH, somatotropina) — atua através das somatomedinas (IGF), que são os principais mediadores da ação anabólica; aumenta o crescimento tecidual e a síntese proteica.
Em quais organelas celulares ocorrem as principais reações de catabolismo com oxidação por oxigênio?
As principais reações de catabolismo com oxidação por oxigênio ocorrem nas mitocôndrias. Nestas organelas semiautônomas localiza-se a respiração celular aeróbica. Na matriz mitocondrial ocorre o ciclo de Krebs, e nas dobras da membrana interna (cristas) localizam-se as enzimas da cadeia respiratória, garantindo o processo de fosforilação oxidativa e a degradação de substâncias orgânicas por oxigênio.
Quais são os produtos finais do catabolismo de carboidratos e lipídios no organismo?
De acordo com as fontes, no catabolismo aeróbico completo de carboidratos, os produtos finais são CO₂ e H₂O: na respiração aeróbica, o oxigênio é consumido, enquanto o dióxido de carbono e a água são liberados. Sob condições anaeróbicas, durante a glicólise, pode ocorrer a formação de lactato. Para os lipídios, as fontes citam diretamente a lipólise e a oxidação de ácidos graxos, mas os produtos finais do seu catabolismo não são especificados.
Questões de aulas e exames
Em que consiste a principal propriedade dos organismos vivos?
A principal propriedade da matéria viva é o metabolismo contínuo de substâncias e energia com o meio ambiente, o que caracteriza os organismos como sistemas biológicos abertos.
Qual é a diferença entre anabolismo e catabolismo?
O anabolismo consiste em reações endotérmicas de biossíntese de substâncias complexas a partir de simples, com gasto de energia. O catabolismo consiste em reações exotérmicas de degradação de substâncias complexas com liberação de energia.
Como o metabolismo plástico e energético estão interconectados?
As reações do metabolismo plástico necessitam de energia, que é liberada durante o metabolismo energético. Por sua vez, o metabolismo energético é impossível sem as enzimas, que são sintetizadas durante o metabolismo plástico.
Quais processos pertencem à assimilação?
A assimilação (anabolismo) inclui reações de biossíntese, por exemplo: síntese proteica, síntese de glicogênio, fotossíntese e quimiossíntese.
O que mais estudar sobre o tema
- Mecanismos do metabolismo com o meio ambiente
- Etapas e importância da síntese proteica
- O papel do glicogênio no metabolismo plástico
- Fotossíntese e quimiossíntese: semelhanças e diferenças
- Natureza das enzimas e sua participação na dissimilação
- Armazenamento de energia durante a degradação de substâncias de alto peso molecular
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