Estudo dirigido Bioquímica

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Cinthia Sousa Daumichen
Turma TXXII
CURSO DE MEDICINA – BIOQUÍMICA
EXERCÍCIO SOBRE METABOLISMO DE LIPÍDIOS E VIA DAS PENTOSES FOSFATO
PROF. MARIA IZABEL
Caso 1 - Deficiência da carnitina.
Uma moça de 19 anos de idade foi remetida a um centro médico universitário porque se
cansava facilmente e apresentava pouca tolerância ao exercício. Exame neurológico
cuidadoso revela certa fragilidade muscular em suas extremidades. Várias biópsias
musculares foram feitas. O exame microscópico indicou que o músculo estava cheio de
vacúolos contendo lipídios. Dosagens químicas indicaram que estes materiais musculares
continham quantidades grandamente aumentadas de triacilglicerol, mas apenas um sexto
da quantidade de carnitina presente em materiais de biópsias obtidas de outros pacientes
que não tinham nenhuma doença muscular primária.
Questões bioquímica
1- Qual é a principal função intracelular da carnitina?
A carnitina é um complexo proteico presente em todas as mitocôndrias do
corpo. Este composto de aminoácidos tem recebido atenção por ser um dos
responsáveis pela oxidação lipídica de modo que tem sido vendido como um fat
burner. Para que os ácidos graxos de cadeia longa atravessem a membrana
mitocondrial para serem oxidados, há o auxílio dacarnitna-palmitoil transferase,
cuja concentração pode ser manipulada pela suplementação de carnitina.
2- Você esperaria que a β-oxidação de ácidos graxos estivesse inibida nesta paciente?
Sim, pois os ácidos graxos de cadeia longa, são impermeáveis às membranas, portanto,
necessitam do sistema de transporte da carnitina para chegarem dentro da mitocôndria
onde sofreriam b-oxidação
3- Como a deficiência de carnitina poderia responder pelo acúmulo de triacilglicerol nos
músculos?
As acetil-CoA acumuladas no interior do citoplasma acabam sendo depositadas em
gotículas de triacilglicerol entre as fibras musculares, o que explica os sintomas
de fraqueza muscular nesses pacientes. Esses indivíduos, quando submetidos a
um jejum prolongado (como o descrito no teste clínico-laboratorial realizado com a
paciente), não podendo produzir ATPs através da β -oxidação, deixam de ajudar o
organismo a economizar glicose durante o jejum,o que leva a episódios de: (a)
hipoglicemia, pelo consumo forçado de glicose; (b)hiperamonemia, por não
haver ATP suficiente para realizar o ciclo da ureia; (c) falta de corpos
cetônicos para alimentar o cérebro. Em casos mais graves essas condições
podem levar ao coma, ocasionalmente observado em algumas crianças.
Caso 2 - Obesidade
Uma mulher de 19 anos de idade procurou auxílio médico porque ele estava 30 Kg acima
de seu peso normal. A maioria do seu excesso de peso estava na forma de triacilglicerol de
tecido adiposo. A história dietética revelou que sua dieta era extremamente pobre. Grande
parte de sua ingestão calórica era constituída por carboidratos (balas, biscoito, bolo,
refrigerante e cerveja); sua ingestão de gordura era, na realidade, bastante moderada.
Questões bioquímicas:
1- Como é possível formar quantidades excessivas de triacilglicerol no corpo se a dieta
contiver predominantemente carboidratos?
Durante o jejum, exercício vigoroso e em resposta ao estresse, os triglicerídeos são
hidrolisados (quebram suas ligações éster) em ácidos graxos e glicerol pela ação d
a lipase hormônio-sensível (HSL). Dependendo das necessidades energéticas, as novas
moléculas de gordura são empregadas para a geração de energia ou são
armazenadas nos adipócitos. Quando as reservas de energia do organismos estão
baixas, as gorduras armazenadas são mobilizadas em processo denominado lipólise.
Na lipólise, os triacilgliceróis são hidrolisados em ácidos graxos e glicerol. O glicerol
é transportado para o fígado, onde pode ser usado na síntese de lipídeos ou glicose
2- Como o acetil-CoA gerado dentro das mitocôndrias chega ao citoplasma para ser usado
na via de biossíntese de novo ácido graxo?
A biossíntese dos ácidos graxos é um processo que ocorre exclusivamente no citosol.
Contudo, a acetil−CoA gerada nas mitocôndrias não se difunde espontaneamente
para o citosol; em lugar disso, atravessa a membrana mitocondrial interna sob a
forma de citrato, produzido a partir da condensação do oxaloacetato e acetil−CoA no
ciclo do ácido cítrico. Em concentrações elevadas, o ATP inibe a enzima
isocitrato−desidrogenase no ciclo do ácido cítrico, provocando o acúmulo de citrato na
mitocôndria; o excesso difunde-se livremente para o citosol pela membrana
mitocondrial interna por meio do carreador do tricarboxilato. No citosol, a acetil−CoA
é regenerada, a partir do citrato pela ação da enzima ATP−citrato−liase
3- Como poderiam os carboidratos ingeridos por esta paciente suprir os equivalentes
redutores necessários para a biossíntese de ácidos graxos?
Via da pentose fosfato
Exercício 1 – Com relação à formação dos corpos cetônicos, responda:
A) Quando irá ocorrer a formação dos corpos cetônicos.
A partir de um excesso acetil-coA causado pelo excesso de lipólise causado
por uma baixa glicemia, ou seja, jejum prolongado que aumenta a lipólise.
Acetoacetato, D-β-hidroxibutirato e acetona
B) Explique com as suas palavras como ocorre a formação dos corpos cetônicos.
Corpos cetônicos são produtos da transformação de lipídios em glicose,
apresentam grupo funcional cetona, são sintetizados na matriz mitocondrial dos
hepatócitos(fígado) a partir de um excesso acetil-coA causado pelo excesso de
lipólise Causado por uma baixa glicemia, ou seja, jejum prolongado que
aumenta a lipólise. A acetogênese (síntese de corpos cetônicos) acontece na
mitocôndria das células do fígado. O fígado está fazendo gliconeogênese para
a produção de glicose, com isso está utilizando oxaloacetato e o acetil-coA
não poderá se combinar com o mesmo para a formação de citrato e iniciar
o ciclo de Krebs, tendo-se então um excedente de acetil-coA. No fígado dentro
da mitocôndria o acetil-coA acumulado sofrerá ação das tiolases se juntarão para a
formação dos corpos cetônicos (ácido acetoacético ou acetoacetato). Estes corpos
cetônicos sairão da mitocôndria e serão lançados na corrente sanguínea onde
irão para os tecidos neural (cérebro) e muscular que são consumidores do
mesmo para produção de energia. O beta-hidroxibutirato como combustível para
os tecidos extra-hepáticos é levado pela corrente sanguínea e é convertido em
acetoacetato
C) De que maneira a disponibilidade de oxaloacetato determina a via metabólica que será
tomada pelo acetil-CoA na mitocôndria hepática.
Altas concentrações relativas de oxaloacetato: A Acetil-CoA entra normalmente
no Ciclo do Ácido Cítrico, sendo sistematicamente oxidada para fornecer
substratos energéticos. Baixas concentrações relativas de oxaloacetato: A
Acetil-CoA é desviada para a via cetogênica, formando CoA livre e permitindo
a continuidade da beta-oxidação.
D) Durante um jejum de 24 horas, a concentração de corpos cetônicos no organismo se
eleva. Qual é a função metabólica dos corpos cetônicos?
São necessários para a nutrição cerebral em períodos de dieta ou jejum prolongado, a
medida que a hipoglicemia aumenta.
Exercício 2
Os indivíduos que apresentarem deficiência na enzima glicose-6-fosfato desidrogenase,
poderão ter sérias consequências, incluindo anemia hemolítica, em determinadas
circunstâncias. Explique.Com a deficiência da glicose-6-fosfato desidrogenase não ocorre a transformação da
glicose-6-fosfato em 6-fosfo-glucono-lactono, gerando um acúmulo de glicose 6-fosfato na
célula. Esse fato impede o desenvolvimento da via das pentoses fosfato e,
consequentemente, a produção de NADPH (reduzido) - responsável por oxidar a glutationa
a qual ativa proteínas que impedem o estresse oxidativo- formando assim, radicais livres.
Esses radicais livres são responsáveis por oxidar várias moléculas celulares, como
proteínas, DNA, RNA e lipídeos. Normalmente, a doença é assintomática, somente
apresentando sintomas quando a pessoa utiliza sulfa (antibiótico) ou anti maláricos, os
quais aumentam intensa produção das espécies reativas de oxigênio, intensificando a
hemólise da membrana plasmática dos eritrócitos, caracterizando um quadro de anemia
hemolítica.