Cartoon sobre respiração anaeróbica

Música sobre a fermentação (2)

Mais uma música de Natal (Rudolph the Red-Nosed Reindeer) que se transformou numa música sobre a bioquímica, desta vez sobre a fermentação. Obrigado Dr. Ahern
(www.davincipress.com/metabmelodies.html).

http://www.mediafire.com/?5afx4u8ed6uk80l

The Alcohol Song

Cells go through fermentation

When they’re out of NAD
Substrate phosphorylation’s
How they make their ATP

Cells are efficient makers ( . . .of)

Energy on which to live
With no electron takers
They need an alternative

Oh glycolysis would stop

Without NAD
Isn’t fermentation great?
For reducing pyruvate!

And if you might be thinking

“Man this isn’t cool at all”
Ask yourself when you’re drinking
“Where do we get alcohol?”

Música sobre a fermentação

Eu gosto muito desta música do Dr. Ahern (www.davincipress.com/metabmelodies.html)... :)
É sobre a fermentação e baseia-se na famosa Oh Susana!

Aqui fica o link para o download:
http://www.mediafire.com/?zhbfbz91u70ca10

Oh, late last night I went to jog

when everything was still

I came upon a gravel road

a-windin’ up the hill

I don’t know why I did it but

I played a game with death

Ran up that hill in double time

And held in all my breath

Fermentation!

I need some NAD+

my cells are lackin’ oxygen

But using ATP

‘bout half way up I felt the burn

My hip down to my knee

if only I had stayed awake

In biochemistry

then I’d have had a warning, but

regrets were just too late

I stood in pain - my body was

reducing pyruvate!

Fermentation!

I need some NAD+

my cells are lackin’ oxygen

But using ATP

Well up came my professor who

was trailin’ close behind

he told me how fermenting was

a process most unkind

Oh ATP is energy

It’s keeping you alive

It’s mostly made by protons mov- ing

through the complex five

Fermentation!

I need some NAD+

my cells are lackin’ oxygen

But using ATP

In making ATP a pro- ton gradient is key

to ADP’s phosphoryla- tion, oxidatively

Electrons pass through complex four

And oxygen, you know

picks up four more electrons and

Fermentation!

I need some NAD+

my cells are lackin’ oxygen

But using ATP

I hope that you can clearly see

Exactly what I meant

That oxygen is needed for

The proton gra-di-ent

your muscles work in overdrive

And use up ATP

you might be breathin’ hard but lack sufficient energy

Fermentation!

I need some NAD+

my cells are lackin’ oxygen

But using ATP

You’re in a heap o’ trouble and

this breath may be your last

if you can’t make some ATP

and NAD+ real fast

It’s lactate dehydrogenase

To save the day, you see

Turn pyruvate to lactate and

Produce more NAD+!

Fermentation!

I need some NAD+

my cells are lackin’ oxygen

But using ATP

The NAD+’s important,

Are You gettin’ all of this?

it gets fed back into the pathway

of glycolysis”

It hit my ear, it was so clear

and all made sense to me

Although I had no oxygen

I still made ATP

Fermentation!

I need some NAD+

my cells are lackin’ oxygen

But using ATP

For all he’d done I took my prof

to sit down for a drink

admitting that his lesson earlier

had made me think

I took a swig of ale

And grinning wide, I said with glee

Oh, fermentation hurts but all in all

It’s fine by me

Fermentation!

I need some NAD+

my cells are lackin’ oxygen

But using ATPmakes double H2O

Fermentation!

Fermentação alcoólica

A primeira reacção requer a presença de Mg²⁺ e a segunda reacção regenera NAD⁺ a partir de NADH (uma molécula por molécula de piruvato). Conforme já referi no post da fermentação láctica, é este o objectivo da fermentação, a regeneração de NAD⁺, para que a glicólise possa continuar a ocorrer.

A enzima piruvato descarboxilase está normalmente presente nas leveduras usadas no fabrico de bebidas e pão. A gaseificação do champanhe e de outras bebidas alcoólicas, bem como as bolhas presentes no miolo do pão são originadas pela descarboxilação do piruvato.

 

A fermentação alcoólica não ocorre no nosso organismo. Tenham em atenção que quando eu digo isto, não estou a afirmar que nós não conseguimos metabolizar o etanol, pois esse é um processo independente da fermentação. O que eu estou a dizer é que é impossível o nosso organismo converter glucose em etanol.

Principais fontes bibliográficas:

- Quintas A, Freire AP, Halpern MJ, Bioquímica - Organização Molecular da Vida, Lidel

- Nelson DL, Cox MM, Lehninger - Principles of Biochemistry, WH Freeman Publishers

Fermentação láctica

Esta reacção é claramente favorecida no sentido directo. Em situações de hipoxia (esforço muscular intenso, por exemplo), ou ausência de mitocôndrias, a célula não é capaz de regenerar o NAD⁺ a partir de NADH através da cadeia respiratória. Por isso utiliza a conversão de piruvato em lactato, que consome NADH e liberta NAD⁺. Convém salientar que o NAD⁺ é indispensável para que a glicólise continue a ocorrer, permitindo assim a obtenção de energia através do catabolismo dos açúcares. Cada molécula de piruvato convertida em lactato regenera uma molécula de NAD⁺.

O lactato formado é enviado através da circulação sanguínea para o fígado, onde é convertido em glucose na gluconeogénese. A questão que se coloca é: “Então se é possível reciclar o lactato, convertendo-o novamente em glucose, porque é que é o fígado a fazer isso e não o músculo, uma vez que é no músculo que se produz o lactato? Assim o músculo podia aproveitar o seu produto da fermentação para repor os níveis de combustível metabólico!”. Se facto, à primeira vista até pode fazer sentido pensarmos assim. No entanto, a síntese de glucose, através da gluconeogénese, é um processo muito dispendioso, do ponto de vista energético, pelo que após um esforço físico intenso, não fazia sentido o músculo ter que gastar energia para sintetizar glucose. Sendo assim, a recuperação de um esforço intenso engloba não só a reposição dos níveis de ATP no músculo mas também um consumo extra de oxigénio no fígado, necessário para a síntese de ATP que será utilizado na gluconeogénese a partir do lactato. Por outras palavras, depois do esforço muscular, é o fígado que vai ter o trabalho de utilizar o lactato, permitindo uma recuperação muscular mais rápida e eficiente. Este processo designa-se por ciclo de Cori.

Durante o trabalho anaeróbico a concentração de lactato nas fibras musculares pode aumentar cerca de 30 vezes e é comum afirmar-se que é esta acumulação do ião lactato que provoca a fadiga. Contudo as evidências experimentais demonstram que embora a concentração de lactato esteja directamente relacionada com o grau de fadiga o ião lactato não interfere na actividade contráctil do músculo. A fadiga, as dores musculares e as cãimbras sentidas após um esforço físico intenso são o resultado da acidificação provocada pelo ácido láctico no músculo (o pH pode baixar de cerca de 7 para 6,5!!!). O pKa do ácido láctico é de cerca de 4, o que faz com que o pH das células (≈ 7) ou do plasma (≈ 7,4) provoque a dissociação do ácido láctico em lactato + H⁺. Esta acumulação de H⁺ vai interferir com a capacidade contráctil das fibras musculares e vai também invadir a fenda sináptica. Sendo assim, a incapacidade da junção neuromuscular em retransmitir os impulsos nervosos para as fibras musculares é devida, provavelmente, a uma menor liberação do transmissor químico acetilcolina por parte das terminações nervosas, devido à acidificação do líquido intersticial e alteração das estruturas proteicas (receptores de acetilcolina) pela acção dos H⁺.

Este sistema proporciona energia para actividades físicas que resultem em fadiga após cerca de 60-120 segundos. É portanto o principal processo metabólico associado a actividades como por exemplo corridas de até 400-800 m, provas de natação de 100-200 m, proporcionando também energia para momentos de alta intensidade no futebol, basquetebol, voleibol, ténis, entre outros. O denominador comum dessas actividades é a sustentação de esforço de alta intensidade com duração de 1-2 minutos. Mesmo os atletas melhor treinados são incapazes de sprintar por mais do que cerca de um minuto. Um atleta de alta competição necessita de cerca de 30 minutos para recuperar de uma corrida de 100m.

Alguns lactobacilos e estreptococus fermentam a lactose a ácido láctico no leite. A ionização do ácido láctico faz baixar o pH desnaturando a caseína (principal proteína do leite) e outras proteínas do leite. Quando essa desnaturação é controlada, e nas condições certas, obtem-se o iogurte ou o queijo.

Resumindo, a fermentação não serve para obter energia em condições anaeróbicas (esta ideia errada é muito comum…). Serve para regenerar o NAD⁺, de forma que a glicólise possa continuar a ocorrer na ausência de O₂, pois é a glicólise que vai produzir ATP!

Principais fontes bibliográficas:

- Quintas A, Freire AP, Halpern MJ, Bioquímica - Organização Molecular da Vida, Lidel

- Nelson DL, Cox MM, Lehninger - Principles of Biochemistry, WH Freeman Publishers

Vídeo sobre o catabolismo dos hidratos de carbono

Neste vídeo é dada uma perspectiva global sobre o catabolismo energético dos hidratos de carbono, abordando os seguintes processos:

- glicólise
- ciclo de Krebs
- respiração celular
- fermentação

Cartoon sobre fermentação

Aqui fica um cartoon sobre fermentação. :)