ED de Bioquímica

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Exercícios

  1. A presença de NAD+ é fundamental para a via glicolítica. A quantidade de NAD+ na célula é limitada e a regeneração ocorre na presença de O2. Explique então o que acontece na via glicolítica na ausência de O2.

R: A oxidação da glicose e a produção de ATP estão associadas à redução de NAD+, porém a concentração de NAD+ é limitada e muito inferior à do substrato. Então para manutenção do funcionamento da via giicolítica o NADH serve como receptor de elétrons. Na ausência de (O2, o próprio piruvato produzido pela glicólise sofre redução a lactato devido a ação da lactato desidrogenase , e assim, promove a reoxidação do NADH e manutenção da via .

  1. Uma deficiência de tiamina pode levar a sintomas neurológicos graves. Explique por que?

R:A forma biologicamente ativa da vitamina bi é o pirofosfato de tiamina (TPP) formado pela transferência de um grupo pirofosfato do ATP à tiamina. O pirofosfato de tiamina serve como coenzima da piruvato descarboxilase, responsável pela descarboxilação oxidativa do piruvato em lactato.Uma deficiência de tiamina torna o indivíduo incapaz de oxidar normalmente o piruvato, isso é de importância especial no cérebro; normalmente esse órgão obtém toda a sua energia pela oxidação aeróbica da glicose, e, portanto, a oxidação do piruvato" é essencial O beribéri é uma doença que resulta da deficiência dietética de tiamina, portanto, seus níveis de piruvatoe de a-cetoglutarato no plasma estão mais altos do que o normal, essa doença caracteriza-se pela perda parcial de funções neurais periféricas, com distúrbios sensoriais nos membros, distúrbios de personalidade, depressão e comprometimento da memória.

  1. A concentração de glicose no plasma sanguíneo humano é mantida em torno de 5 mM. A concentração de glicose livre no interior das células é muito menor. Por que a concentração é tão baixa no interior da célula? O que acontece com a glicose no interior da célula?

R: O transporte de glicose através da membrana plasmática da maioria das células humanas é um processo passivo, mediado por uma família de permeases, denominadas GLUT (glucose transporter). Estes sistemas de transporte apresentam distribuição diferente pêlos tecidos e são sensíveis ou não a insulina . A glicose sofre difusão facilitada, atravessando a membrana celular de fora para dentro (do meio de maior concentração para o meio de menor concentração de glicose) ligada a uma proteína carreadora específica. Sua entrada para o meio intracelular está condiocionada a relação ADP/ATP, pois sua entrada acontece apenas quando a célula necessita de ATP e sua concentração de ADP está elevada. Quando no meio intracelular, sua função é fornecer ATP para a célula. Entretanto, se a célula em questão for hepática ou muscular, a glicose pode ainda ser convertida em glicogênio. Sendo assim, sua entrada fica condicionada também a hiperglicemia e ativação das enzimas responsáveis, hexoquinase e glicoquinase, respectivamente.

  1. A concentração de frutose 2,6-bisfosfato na célula hepática está na faixa de micromolar. Esta faixa de concentração é mais baixa no fígado de ratos diabéticos. Por que a concentração de frutose 2,6-bisfosfato é mais baixa no fígado de ratos diabéticos? Justifique.

R: Devido os ratos diabéticos apresentarem níveis baixos de insulina, há unia redução da concentração intracelular de frutose 2,6-bisfosfato no fígado. Isto resulta em diminuição da velocidade global da glicólise e um aumento da gliconeogênese.

  1. Um grupo de células hepáticas foi colocado em um meio de cultura contendo glicose. A este meio foi adicionanda insulina. Após um determinado tempo foi dosada a glicose (extra celular) e glicogênio intracelular. Proponha o resultado obtido e justifique.

R: A insulina é um hormônio que tem importante efeito sobre processos metabólicos de natureza anabólica nas espécies mamíferas, por exemplo, na captação de glicose, síntese de glicogênio muscular e hepático. Não interfere no transporte de glicose através da membrana do hepatócito, porém aumenta sua captação indiretamente, pois induz a síntese de glicoquinase, a enzima responsável pela fosforilação da glicose no fígado. Conseqüentemente após um determinado tempo, o resultado obtido será a redução da taxa de glicose e aumento da concentração do glicogênio, devido a ativação da glicogênese.

  1. Se houver dininuição excessiva de oxaloacetato na célula haverá:

(a) Acúmulo de acetilCoA.

(b )Estimulação da atividade da piruvato carboxilase

(c) Somente a (a) está correta

(d) Somente a (b) está correta

  • (e) (a) e (b) estão corretas.

  1. Por que a fosfrutoquinase I e não a hexoquinase é a enzima chave da via glicolítica? Explique.

R: Os principais inibidores alostéricos da fosfofrutoquinase I são ATP e citrato. A inibição por ATP representa uma situação clássica de regulação por feedback, em que um dos produtos finais da via regula sua velocidade. A inibição por citrato permite ajustar a velocidade da glicólise a do ciclo de krebs, ou seja, se o suprimento de substratos para o ciclo ultrapassa sua capacidade de utilizá-los, acumula-se citrato, que difundinclo-se para o citossol, inibe a fosfòfrutoquinasel, reduzindo a produção de acetil-CoA a partir cia glicose.

  1. O DNP foi certa vez prescrita como droga redutora de peso corporal, mas por causa de algumas mortes que ocorreram após seu uso sua prescrição foi proibida. Explique o que o DNP causa nas células que pode causar a morte. Justifique

R: Na fosforilação oxidativa, o fluxo de elétons obtido a partir do NADH e o FADHa até o oxigénio conduz um gradiente de Hf da matriz até o espaço intermembranas.Este gradiente de H+ pode produzir ATP quando passa através da ATP sintase localizada na membrana mitocondrial interna.

Existem compostos químicos que causam desacoplamento da fosforilação oxidativa sem romper a estrutura mitocondrial. Entre estes desacopladores inclui-se o 2,4-dinitrofenol (DNP), um ácido fraco com propriedades hidrofóbicas. Tal hidrofobicidade permite sua difusão rápida através da membrana mitocondrial. Após entrar na matriz mitocondrial na forma protonada, pode liberar um próton, dissipando assim o gradiente de prótons. Conseqüentemente, a fosforilação oxidativa vai continuar sem a síntese de ATP. Essa droga foi prescrita para ajudar na redução do peso porque levaria o organismo a não utilizar os alimentos da dieta para obtenção de ATP. Porém, a ingestão de DNP pode levar a morte porque um excesso de inibidor pode provocar uma redução demasiada do nível de ATP até o limite incompatível com a vida. A diferença entre a perda de peso e a morte está apenas na diferença de concentração de dinitrofenol no organismo.

  1. O mercúrio inibe a enzima piruvato desidrogenase. Considerando este fato, responda: JUSTIFIQUE

      1. Quais as conseqüências metabólicas do envenenamento por mercúrio? Justifique.

R: Em condições aeróbias, o primeiro passo para a oxidação total do piruvato e a sua conversão a acetil-CoA. O piruvato é convertido a acetil-CoA, através de uma descarboxilação oxidativa e irreversível, catalisada por um complexo piruvato desidrogenase, como o mercúrio inibe esse complexo enztmático, não há formação de acetil-CoA a-partir-do piruvato, conseqüentemente ocorre uma redução na produção de ATP.

      1. Após a ingestão de glicose, as conseqüências metabólicas citadas por você anteriormente se agravarão? Justifique.

R: Sim, pois quando o organismo não utiliza a via aeróbia, há um acúmulo de ácido lático, devido a degradação da glicose pela via anaeróbia.

  1. Em relação ao metabolismo do glicogênio hepático e muscular, explique como esses dois tecidos utilizam o glicogênio e qual a importância, para o organismo, do glicogênio hepático?

R:O tecido muscular degrada o glicogênio e libera glicose-1-fosfato, que isomerizada a glicose-6-fosfato, vai ser metabolizada nas células musculares, exclusivamente pela via glicolítica, e o glicogênio será utilizado como fonte de energia para o próprio músculo. Entretanto, no fígado, o metabolismo do glicogênio é regulado através das mesmas cascatas de reações que o músculo, porém a degradação do glicogênio tem como função exportar glicose do hepatócito para gerar energia para o organismo. A importância do glicogênio hepático para o organismo está relacionada à sua degradação em situações em que a via glicolítica está inibida.

  1. Como irá estar a síntese de glicogênio em um paciente diabético não tratado?

R: Num paciente diabético não tratado, a sintese de glicogênio estará reduzida, pois o paciente não apresenta concentrações adequadas de insulina, cuja principal função é facilitar a entrada de glicose na célula hepática, muscular e renal, para que esta seja convertida em glicogênio.

  1. Explique como é feita a degradação do glicogênio

R: A degradação do glicogênio consiste na remoção sucessiva de resíduos de glicose, a partir das extremidades não-redutoras, por ação da glicogênio fosforílase, uma enzima que tem piridoxal fosfato, um derivado da vitamina B6, como grupo prostético. Esta enzima catalisa a fosforólise da ligação (a l-4), liberando um resíduo de glicose como glicose l-fosfato. À ação da glicogênio fosforiïase prossegue ao longo da cadeia, liberando um a uni os resíduos de glicose, mas termina 4 resíduos antes de uma ramificação. A degradação pode continuar por ação de outra enzima, chamada enzima desramificadora, que apresenta duas atividades distintas. Através de sua ação como transferase, transfere 3 dos 4 resíduos dê glicose remanescentes junto a ramificação para uma outra extremidade da cadeia de glicogênio, formando uma nova ligação (a-1,4); na sua nova posição, estes resíduos podem ser liberados por ação da glicogêniofasforilase. O resíduo de glicose restante é aquele que está ligado à cadeia principal por ligação (a-1,6). Esta ligação é htdrolisada pela segunda atividade da enzima desramificadora, a atividade de (a-1,6) glicosidase. É interessante que, neste caso, ocorre uma hidrólise, em lugar da fosforólise produzida pela glicogênio fosforilase.

A glicose l-fosfato é convertida pelafosfoglicoimitase à glicose 6-fosfato, que pode ser degradada pela glicólise muscular, formando lactato, ou no fígado, produzindo glicose, que é liberada na circulação.

  1. Durante o exercício ocorre liberação de adrenalina. Em relação ao metabolismo dos ácidos graxos no músculo, como esse hormônio agirá? E qual a importância fisiológica desta liberação de adrenalina durante o exercício? JUSTIFIQUE

R: A adrenalina é um hormônio secretado pela medula da glândula supra-renal que ativa a degradação de ácidos graxos. Ao entrar na célula ativa a adenilato ciclase, promovendo o aumento dos níveis de AMPc, este promove a dissociação da PKa que resulta em fosforilação da lipoproteína lipase, ativando-a. Quando ativada, essa enzima degrada os ácidos graxos no músculo para maior liberação de energia. A liberação de adrenalina durante o exercício é importante para gerar mais ATP. Quando ocorre algum defeito metabólico nesse processo, o atleta pode apresentar dores e cãimbras.

  1. Um paciente desenvolve uma doença caracterizada por fraqueza muscular progressiva e espasmos musculares dolorosos. Esses sintomas são agravados pelo jejum, exercícios e por dietas ricas em gorduras. Uma biópsia de uma amostra de músculo desse paciente oxida o oleato (um ácido graxo) mais lentamente que amostras obtidas de pacientes saudáveis. Quando a carnitina é adicionada a biópsia do músculo do paciente, a velocidade de oxidação do oleato foi igual àquela vista em pacientes saudáveis. O paciente foi diagnosticado como tendo uma deficiência de carnitina.

        1. Por que a carnitina adicionada aumenta a velocidade de oxidação do oleato na biópsia do músculo do paciente? Justifique

R: Porque a carnitina ligada a um radical acila participa da degradação de ácidos graxos de cadeia longa. Ao acrescentarmos a carnitina, observaremos o aumento da oxidação do oleato.

        1. Por que os sintomas são agravados por jejum, exercícios e dieta rica em gordura? Justifique

R: Porque o paciente apresenta deficiência de carnitina. Logo, apresentará dificuldade na degradação dos ácidos graxos, resultando em acúmulo destes, o esforço muscular continuado induz a dor, a edema e a fraqueza muscular, refletindo a necrose do músculo.

  1. A cirrose hepática é uma doença degenerativa do fígado e em longo prazo pode levar a morte. Um dos problemas desta doença é a presença de altos níveis de amônia no sangue e em alguns casos recomenda-se uma dieta com concentrações reduzidas de proteínas. Explique como esta dieta pode ajudar no tratamento desta doença e qual a razão dos níveis altos de amônia no sangue?

R: A diminuição da ingestão de proteínas ajuda a que se formem menos tóxinas no trato digestivo, uma dieta pobre em proteínas reduz a concentração de amónia no organismo, consequentemente auxilia no tratamento do paciente com cirrose hepática, uma vez que o fígado é o órgão responsável pela metabolização da amónia em ureia para facilitar sua excreção. O aumento dos níveis plasmáticos de amónia acontece devido a degeneração hepática que acomete o paciente com cirróse, portanto não havendo a metabolização da amónia, observa-se um aumento da sua concentração no sangue, resultando em tremores, fala arrastada e visão turva. Quando a concentração está muito elevada, pode causar coma e até morte.

  1. Uma mulher no sexto mês de gestação submete-se a um exame de urina de rotina e é verificada a presença de arginossuccinato na amostra da paciente. Explique como estará o ciclo da uréia e diga que tipo de deficiência possui esta mulher e sugira um tratamento adequado.

R: A mulher apresenta uma deficiência da enzima Arginina succinato liase. Pacientes com problemas relacionados ao ciclo da ureia devem controlar sua ingestão de proteínas. Ao reduzir a quantidade de proteínas, se previne a carga excessiva de nitrogénio, e assim o acúmulo de amónia.

  1. Um indivíduo com deficiência de glicogênio sintase no fígado apresentará:

(A) Deficiência de glicogênio no fígado

(B) Hiperglicemia após as refeições

(C) Hipoglicemia no jejum

(D) (b) e (c) estão corretas

          • (E) (a), (b) e (c) estão corretas.

  1. O gráfico a seguir mostra a quantidade de glicose e etanol em um meio de cultura de uma bactéria aneróbia facultativa, em função do tempo.

A – Por que o acúmulo de etanol cessa após a adição de O2?

R: Porque a bactéria é anaeróbia facultativa, ou seja, faz glicólise anaeróbia apenas na ausência de Ü2, portanto em presença de Ü2, faz preferencialmente a glicólise aeróbia. Consequentemente há redução de etanol, um produto obtido a partir da reoxidação do NADH.H+ na glicólise anaeróbia.

B – Por que o oxigênio diminui o consumo de glicose?

R: Porque a via glicolítica aeróbia resulta num saldo maior de ATP, consequentemente uma concentração menor de glicose será consumida pela bactéria.

EFA 4

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