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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO FG – UNIFG UC PROCESSOS BIOLÓGICOS Késsia Karine Neves Santos PORTFÓLIO DE APRENDIZAGEM Guanambi – BA 2021 2 Késsia Karine Neves Santos PORTFÓLIO DE APRENDIZAGEM Portfólio acadêmico apresentado a Unidade Curricular Processos Biológicos do Centro Universitário FG - UNIFG como um dos pré- requisitos para avaliação da A3. Professores: Alanna Fernandes, Adonay Nogueira, Juliana Mendonça Guanambi – BA 2021 3 1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................................4 2. RELATOS DE APRENDIZAGEM........................................................................................4 2.1. Tema gerador 1 - BIOLOGIA CELULAR 2.1.1 Pogil: Células...................................................................................................................5 2.1.2 Pogil: Membranas............................................................................................................7 2.1.3 Pogil: Divisão celular.......................................................................................................9 2.2. Tema gerador 2 - GENÉTICA 2.2.1. Ciclo celular e morte celular...........................................................................................11 2.2.2. Divisão celular................................................................................................................13 2.2.3. Replicação do DNA........................................................................................................14 2.2.4. Mutações........................................................................................................................15 2.2.5. Tipos de Herança (Hereditariedade)..............................................................................16 2.2.6. Leis de Mendel e Heredograma.....................................................................................17 2.2.7. Seminário – Síndromes cromossômicas........................................................................19 2.3. Tema gerador 3 BIOQUÍMICA 2.3.1. Caracterização bioquímica, estrutural e funcional dos aminoácidos, proteínas, carboidratos e lipídios ..............................................................................................................22 2.3.2. Glicolise – Gliconeogênese ...........................................................................................25 2.3.3. Metabolismo de aminoácidos ........................................................................................28 2.3.4. Metabolismo de Carboidratos e Lipídeos ......................................................................32 2.3.5. Fermentação ..................................................................................................................36 2.3.6. Metabolismo de carboidratos e Integração Metabólica .................................................39 4. CONCLUSÃO.......................................................................................................................45 5. REFERÊNCIAS....................................................................................................................46 4 1. INTRODUÇÃO Me chamo Késsia Karine Neves Santos, estou cursando graduação de bacharelado em Biomedicina. Ingressei na Faculdade Guanambi – UniFG, no 1º semestre do ano de 2021 e sou natural de Riacho de Santana. Esse portfólio de aprendizagem tem como objetivo apresentar todos os conteúdos que foram abordados no semestre da Unidade Curricular de Processos Biológicos, que são: Biologia celular, genética e bioquímica 2. RELATOS DE APRENDIZAGEM No início do semestre, consegui compreender bem o assunto, pois o conteúdo foi tranquilo e eu já tinha um domínio maior, sem contar nos pogis e slides encaminhados pelas professoras, que colaboraram muito no meu entendimento. Contudo, já no final do semestre apresentei um pouco de dificuldade em alguns assuntos abordados em sala de aula, eram assuntos mais complexos e alguns eram novos pra mim, mas devido aos trabalhos como o portfólio, pogis e estudos dirigidos realizados pelas docentes ajudaram bastante no meu entendimento e na realização das provas. 5 2.1. BIOLOGIA CELULAR 2.1.1 Pogil: Células 1. Diferencie célula Procarionte e Eucarionte. R:A diferença entre elas é a estrutura celular. As procarióticas possuem uma estrutura simples e sem núcleo, enquanto as eucarióticas têm um núcleo definido e uma estrutura complexa. 2. Quais organismos são Eucariontes e quais são procariontes? R:Os organismos eucariontes são: fungos, plantas e animais; os organismos procariontes se dão por: bactérias e arqueas. 3. Descreva sucintamente a(s) função(ões) das organelas celulares: Mitocôndria, Retículo Endoplasmático Liso, Retículo Endoplasmático Rugoso, Complexo de Golgi, Ribossomo, Lisossomo, Vacúolo, Centríolos e Cloroplastos. R: Mitocôndria: Produz energia para a célula na forma de ATP; Retículo Endoplasmático Liso: Relaciona-se com a produção de esteroides e de fosfolipídios e com a neutralização de substâncias nocivas; Retículo Endoplasmático Rugoso: Está associado com a produção de proteínas; Complexo de Golgi: Como função dessa organela, podemos citar modificações pós-tradução e empacotamento e endereçamento de moléculas; Ribossomo: Liga os aminoácidos para síntese das proteínas necessárias para determinado organismo; Lisossomo: Relacionado coma digestão intracelular; Vacúolo: Responsáveis pela estocagem de produtos do metabolismo, a degradação de macromoléculas e a manutenção da rigidez dos tecidos vegetais; Centríolos: Têm como principal função a separação do material genético na divisão celular e a capacidade de formar cílios e flagelos; Cloroplastos: Organela responsável pelo processo de fotossíntese e rica em clorofila, um pigmento que dá cor às plantas. 4. Qual a importância da Membrana Plasmática? R: Ela é responsável por fazer o transporte e selecionar as substâncias que entram e saem das células, além de garantir a eliminação de componentes do metabolismo celular. 5. Descreva o Núcleo Celular. 6 R: É a região da célula onde ocorre o controle de todas as atividades celulares. De forma geral, é a maior organela celular eucarionte, medindo de cerca de 5μm, é a região delimitada por membrana, onde se localizam os cromossomos e um ou mais nucléolos mergulhados no nucleoplasma ou também cariolinfa. 6. Células procariontes possuem núcleo? Justifique. R: Não. Dizemos que a célula procarionte não possui um núcleo verdadeiro, pois este é formado por algumas membranas que constituem o “nucleoide”ou seja, um núcleo não separado. A sua característica mais peculiar é a falta de carioteca para subdividir o núcleo celular. 7. Descreva a teoria Endossimbiótica: R: Segundo a teoria endossimbiótica, mitocôndrias e cloroplastos eram organismos procariontes que viviam de modo livre. Essas estruturas foram englobadas por células eucariontes, o que resultou em uma relação simbiótica, em que ambos os envolvidos eram beneficiados com a associação. 7 2.1.2. Pogil: Membranas 1. Diferencie a localização da membrana plasmática da célula vegetal e da célula animal. R: A membrana da célula vegetal está localizada entre a parede celular e o citoplasma, enquanto a membrana plasmática animal está localizada entre o citoplasma e o meio externo 2. Descreva o transporte passivo e osmose. R: Osmose - fluxo do solvente de uma solução pouco concentrada, em direção a outra mais concentrada, que se dá através de uma membrana semipermeável; biosmose Transporte passivo - tipo de transporte de substâncias através da membrana plasmática que ocorresem gasto de energia. 3. Diferencie meio hipotônico, hipertônico e isotônico. R: Um meio hipertônico é um meio onde há maior concentração de soluto do que solvente. um meio hipotônico possui a concentração de soluto menor do que a de solvente. Um meio isotônico possui uma perfeita relação de soluto e solvente. 4. Qual a relação entre osmose e hemólise? R: Hemólise osmótica significa o rompimento de hemácias, causada por osmose (movimento difusional de água através da membrana celular) para o meio intracelular. A hemólise resulta da diferença de tonicidade entre o líquido intracelular (LIC) e a solução. 5. Descreva o transporte ativo e cite exemplos. R: O transporte ativo ocorre com gasto de energia e, assim como na difusão facilitada, ocorre com a ajuda de proteínas carreadoras, que são denominadas de bombas. Diferentemente da difusão, no entanto, o transporte ocorre contra o gradiente de concentração. O exemplo mais conhecido de transporte ativo é a bomba de sódio e potássio. 6. Qual a característica principal do transporte facilitado? R: É um tipo de difusão passiva, sem gasto de energia metabólica da célula. 7. Descreva a bomba de sódio e potássio? R: A bomba de sódio e potássio é um transportador ABC encontrado na membrana celular. É uma ATPase cuja função é o transporte de sódio e potássio através da membrana. A bomba expele três íons de sódio (Na +) para a matriz extracelular enquanto entra dois íons de potássio (K +) no citoplasma por transporte ativo que ocupa ATP como fonte de energia. 8 8. Qual a importância do núcleo celular e sua carioteca? R: O núcleo funciona como o centro de controle de todas as atividades celulares e armazena as informações genéticas e hereditárias de cada ser vivo. Núcleo celular interfásico A carioteca é muito importante porque ela consegue manter as diferentes composições do hialoplasma e do nucleoplasma. Por exemplo, a concentração de RNA-r (que produz os ribossomos) no nucléolo é mantida; da mesma forma, a concentração de inclusões e sais minerais fica no citoplasma. 9. Defina e caracterize o cromossomo. R: Os cromossomos são corpúsculos compactos que carregam a informação genética. Cada cromossomo é constituído por uma longa e linear molécula de DNA associada a proteínas. Os cromossomos são corpúsculos compactos que carregam a informação genética. 9 2.1.3. Pogil: Divisão celular 1. Defina interfase: R: A interfase é o período entre 2 divisões celulares consecutivas. Ela é a fase mais longa do ciclo celular e está subdividida em 3 fases: G1(intervalo), S (replicação do DNA) e G2 (Ganho de volume da célula e duplicação dos centrossomos. 2. Diferencie mitose de meiose enfatizando o número final de cromossomos? R: A diferença entre mitose e meiose está no fato de que, apesar de serem processos de divisão celular, elas geram um número diferente de células-filhas, as quais também possuem uma quantidade distinta de cromossomos. 3. Qual a importância da mitose? R: A principal importância é transmitir as características da célula-mãe para a célula-filha de forma geneticamente igual. Isso é possível graças ao mecanismo de duplicação do DNA, que faz com que as células-filhas tenham a mesma quantidade de cromossomos. 4. Descreva as fases da mitose R: A mitose é dividida em 5 fases: Prófase: A fase mais longa da mitose. Nela se verificam alterações no núcleo e no citoplasma celular; Prometáfase: Começa com a desintegração da carioteca. Quando isso ocorre, os cromossomos caem no citoplasma e dirigem-se à região equatorial da célula, aonde vão se prender as fibras do fuso por meio de centrômero; Metáfase: Os cromossomos preso ao fuso pelo centrômero, encontram-se no plano equatorial da célula formando a chamada placa metafásica ou equatorial; Anáfase: Inicia-se no momento em que o centrômero de cada cromossomo duplicado se divide longitudinalmente, separando as cromátides- irmãs; Telófase: É a última fase da mitose. A carioteca se reorganiza, os cromossomos se descondensam, o cinetócoro e as fibras cimetocóricas desaparecem e o nucléolo se reorganiza. 5. Qual a importância da meiose? R: A meiose é fundamental para a manutenção da vida dos seres pluricelulares, pois é através dela que se formam as células de reprodução (gametas: espermatozoide e óvulo) que se juntam para formar o zigoto. 6. Descreva as fases da meiose. 10 R: Podemos dividir a meiose em duas etapas: divisão I e divisão II. Cada uma das duas etapas é dividida em quatro fases. Na meiose I, temos: Prófase I: Essa etapa pode ser dividida em cinco etapas. A primeira delas é o leptóteno, que é caracterizado pela condensação dos cromossomos em alguns pontos específicos. A próxima fase é o zigoteno, momento em que é possível observar os cromossomos homólogos emparelhados. Denominamos de sinapse o emparelhamento dos homólogos. O emparelhamento atinge sua perfeição na fase de paquiteno, quando é possível observar o chamado bivalente ou tétrade. Na etapa chamada de diploteno, os cromossomos iniciam a separação. Nesse momento é possível observar os quiasmas, pontos onde as cromátides se cruzam. Por fim, ocorre a diacinese, que é quando acontece a separação dos cromossomos homólogos, com o deslizamento dos quiasmas para as extremidades do bivalente; Metáfase I: Nesse momento, há cromossomos muito condensados e presos às fibras do fuso que se formaram durante a prófase I. Os cromossomos ficam dispostos na região mediana da célula. Anáfase I: cada cromossomo homólogo é puxado para os polos da célula. Telófase I: Os cromossomos começam a se descondensar, a membrana nuclear é refeita e os nucléolos reorganizam-se. Já na meiose II, temos: Prófase II: Nesse momento, os cromossomos se condensam e é formado o fuso. Os nucléolos e a membrana nuclear fragmentam-se novamente. Metáfase II: os cromossomos atingem seu maior grau de condensação. Eles prendem-se às fibras do fuso pelos centrômeros e alinham-se no plano equatorial da célula. Anáfase II: as cromátides irmãs são levadas para os polos. Vale destacar que nessa etapa ocorre a separação dos centrômeros. Telófase II: os cromossomos desespiralizam-se, os nucléolos surgem novamente e a carioteca reorganiza-se. Por fim, ocorre a citocinese II e a formação das células-filhas. 7. Porque a meiose é caracterizada como reducional e a mitose de equacional? R: A mitose é chamada de divisão equacional pois conserva nas células-filhas, o mesmo conjunto de cromossomos da célula mãe, que é diploide. Já a meiose é considerada reducional, pois as células-filhas possuem apenas metade do conjunto cromossômico diploide da célula mãe, sendo assim, haploides. 8. O que são cromossomos homólogos? R: Cromossomos homólogos são os pares de cromossomos herdados do pai e da mãe que possuem informações genéticas semelhantes, assim como comprimento, estrutura, quantidade, localização de genes e centrômeros também similares. 9. Defina cromátides irmãs: R: Uma cromátide irmã é uma das duas cromátides do mesmo cromossomo unidas por um centrômero comum. Um par de cromátides irmãs é chamado de díade. 11 2.2. GENÉTICA 2.2.1. Ciclo celular e morte celular CICLO CELULAR Renovação celular Refere-se ao período de vida de uma célula A frequência das divisões celulares varia de acordo com o tipo de célula e com seu estado fisiológico Interfáse Duplicação dos centríolos Dividida em três períodos: G1, S e G2 G1: Duplicação do DNA; fase de maior crescimento da célula; produção das enzimas replicadoras; produção de proteína. *G0 repouso S: Mais importante; síntese de DNA; duplicação do DNA; replicação G2: Mais curto; síntese de RNA; intervalo entre o final da duplicação e o início da divisão celular; síntese de proteínas; início da condensaçãoda cromatina 12 MORTE CELULAR Apoptose Necrose Morte programada Não compromete outras células Ocorre em células desnecessárias ou envelhecidas; dano genético irreparável; posicionadas irregularmente; irão gerar ductos, orifícios ou cavidades Se dá através de uma série de reações bioquímicas intercelulares, que desencadeiam respostas na célula Morte acidental Morte das células ou tecidos causados por uma doença ou lesão Rompimento de partes das membranas plasmáticas Pode ser classificada em: Necrose de liquefação, caseosa, gordurosa e de coagulação 13 2.2.2. Divisão celular DIVISÃO CELULAR Mitose Crescimento, regeneração e renovação Ocorre nas células somáticas Equacional, mantêm a quantidade de DNA em cada divisão Prófase: Carioteca e nucléolo desaparecem; condensação da cromatina; centríolos migram para lados opostos Metáfase: Cromossomos alinhados na linha equatorial; máximo de condesação; pareamento dos cromossomos Anáfase: Separação das cromátides-irmãs Telófase: Carioteca e nucléolo reaparecem e acontece a descondensação Meiose Formação de gametas Ocorre nas células reprodutivas Reducional, divide o material genético pela metade Prófase I: Composta por cinco subdivisões; fragmentação da carioteca; alinhamento de cromossomos homólogos Meiose I Metáfase I: Cromossomos pareados no centro; condensação Anáfase I: Separação dos cromossomos homólogos Telófase I: Carioteca retorna; citocinese (meiose II) Meiose II Prófase II: Verificam-se a formação das fibras do fuso, a desorganização do envoltório nuclear e o desaparecimento do nucléolo. Metáfase II: Cromossomos alinhados no centro e os cinetócoros das cromátides irmãs estão ligados aos microtúbulos dos polos opostos Anáfase II: Separação das cromátides-irmãs Telófase II: Formação da carioteca; citocinese. Nessa etapa formam-se duas células- filhas para cada célula que iniciou a meiose II 14 2.2.3. Replicação do DNA REPLICAÇÃO DO DNA Formados por moléculas de bases nitrogenadas Formação por três moléculas (RNA e DNA) Grupo fosfato e penstase Estrutura Ligação fosfodiéster Polinucleotídeo: Ligação de um nucleotídeo e a pentase do nucleotídeo seguinte Mantêm os nucleotídeos unidos na molécula de DNA As extremidades da fita são classificadas como 5’ – 3’ Quebra entre ligações das bases nitrogenadas abrindo a dupla hélice Enzimas catalisam a síntese de duas novas sequências utilizando a fita-mãe como molde Descompactação do DNA helicase Forquilha de replicação Síntese de RNA: Direção 5’ – 3’ fase de replicação contínua Síntese de DNA: DNA polimerase, enzima responsável pela ampliação da nova cadeia Adição das bases nitrogenadas: A, C, G, T Cada fita se une a uma fita original do DNA; classificação semiconservativo Formação de ácidos nucleicos Unidades repetidas de nucleotídeos DNA: Uma molécula longa, formada por duas fitas unidas, que contêm todas as informações genéticas RNA: Apenas um filamento, reponsável pela síntese de proteína 15 2.2.4. Mutações MUTAÇÕES Mudança no material genético da célula Somática: Células somáticas – não transmitem Germinativas: Células gametas - Transmitem Cromossômicas Estruturais: Determinam o aparecimento de cromossomos Duplicação; deficiência ou deleção; inversão; translocação; isocromossomo Numéricas: Alteram o número de cromossomo Aneuploidias: Aumento ou perda de um ou mais cromossomos Euploidias: O aumento ou a perda de todo um conjunto cromossômico, ou seja, todo o genoma do indivíduo Existem dois tipos: Gênicas e cromossômicas Gênicas Pontuais: Quando apenas uma base é alterada Silenciosas: Altera, mas não afeta o aminoácido pela proteína codificada ser a mesma Missense: O aminoácido da proteína é alterado, sendo produzido um diferente Nonsense: É produzido um códon de terminação, impedindo que a proteína seja produzida integralmente 16 2.2.5. Tipos de Herança (Hereditariedade) HEREDITARIEDADE Genótipos Conjunto de genes que um indivíduo possui Constituição genética de um organismo Dominante heterozigoto híbrido ( aa, bb) Dominante homozigoto puro (AA, BB) Características hereditárias que prevalecem Dominante Recessivo Precisam se apresentar em dose dupla no código genético para passar a característica Quando o indivíduo recebe um gene da mãe e um gene diferente do pai Ocupam o mesmo lócus Heterozigoto Homozigoto Indivíduo que recebe genes idênticos dos pais para uma determinada característica Fenótipo Características físicas do indivíduo Morfológicas; Fisiológicas; Comportamentais Segmento da molécula de DNA – responsáveis pelas características passadas geneticamente Cada gene contém uma “instrução” sobre uma função no corpo Genes Alelos Ocupam a mesma posição do gene no cromossomo Mutações de um mesmo gene 17 2.2.6. Leis de Mendel e Heredograma LEIS DE MENDEL Seu objetivo era estudar o padrão de herança de sete características diferentes nestas plantas 1° lei de mendel (Monohibridismo) Todas as características de um indivíduo são determinadas por genes que se segregam, separam-se durante a formação dos gametas O pai e a mãe quem transmite um gene para seus descendentes Dividido em duas partes: - Princípio da dominância; - O princípio da segregação Gregor Mendel era conhecido como pai da genética Descobriu a hereditariedade e fez experimentos com ervilhas para compreender as características da hereditariedade Mendel realizou cruzamentos entre Pisum sativum – ervilhas de jardim As ervilhas apresentavam características diferentes 2° lei de Mendel (Dihibridismo) Estabelece que os fatores alelos para duas ou mais características se distribuem independente durante a formação dos gametas e se combinam ao acaso Utilizam-se o quadro de Punnel 18 Sexo masculino Sexo feminino Cruzamento Cruzamento consaguíneo Sexo masculino afetado Sexo feminino afetado Sexo indeterminado Sexo indeterminado afetado Heredogramas Representa a passagem dos genes para a descendência, demonstrando o genótipo dos indivíduos Simbologia Irmãos Exemplos 1 I II Aa Aa aa HERANÇA RECESSIVA 2 Aa Aa aa HERANÇA DOMINANTE Aa x Aa AA; Aa; Aa; aa ¼ (probabilidade) I II 19 2.2.4. Seminário – Síndromes cromossômicas SÍNDROMES CITOGENÉTICA SINTOMAS DIAGNÓSTICO TRATAMENTO Síndrome de Down Uma condição genética causada pela presença de três cromossomos 21 Rosto arredondado, com olhos puxados e orelhas pequenas; mãos de tamanho reduzido e dedos curtos; desenvolvimento intelectual um pouco mais lento que a média; condições cardíacas congênitas, entre outros Pode ser feito com o bebê ainda na barriga, por meio de exames específico. Após o nascimento, é feito o exame do cariótipo, que avalia justamentea posição dos cromossomos Não existe cura, porém, o tratamento é fundamental, e ele consiste no acompanhamento médico desde cedo. Além disso, as crianças devem ser estimuladas desde o nascimento Síndrome de Edwards Doença que provoca atrasos graves no desenvolvimento devido a um cromossomo 18 extra Baixo peso ao nascer; cabeça pequena de formato anormal; defeitos congênitos em órgãos; falha de crescimento ou mandíbula subdesenvolvida, entre outros Geralmente é feito ainda durante a gestação quando o médico observa as alterações indicadas ao lado. Para confirmar o diagnóstico, podem ser feitos outros exames mais invasivos como punção das vilosidades coriônicas e a amniocentese Não existe tratamento específico, no entanto, o médico pode recomendar remédios ou cirurgia para tratar alguns problemas que ameaçam a vida do bebê nas primeiras semanas de vida Síndrome de Patau Uma alteração numérica do tipo aneuploidia, alteração em partes do conjunto de cromossomos, que afetam os autossômicos Malformações graves no sistema nervoso central, e consequentes retardos mentais; defeitos cardíacos congênitos; fenda labial e fenda palatina, entre outros Pode ser feito durante a gravidez através dos exames do pré-natal, principalmente no caso de mulheres com mais de 35 anos, por possuir maior risco nessa idade Não há tratamento específico, porém o tratamento indicado pelo pediatra alivia o desconforto e facilita a alimentação do bebê. Pode ser necessário a realização de cirurgia para reparar defeitos cardíacos ou fendas nos lábios e no céu da boca e fazer sessões de fisioterapia, terapia ocupacional e 20 fonoaudiologia Síndrome de Turner Distúrbio cromossômico em que uma mulher nasce apenas um cromossomo X Baixa estatura; pescoço largos; puberdade tardia; infertilidade; malformações cardíacas; certas dificuldades de aprendizagem, entre outros As primeiras suspeitas surgem ainda no período pré-natal, a partir da ultrassonografia ou de uma amostra de sangue da mãe. Depois do nascimento, o diagnóstico é comprovado por meio de um exame chamado cariótipo Não há um tratamento específico para a condição genética. Na verdade, o tratamento é centrado nas manifestações clínicas da doença, entre as medidas disponíveis estão intervenções cirúrgicas das malformações e terapia de reposição com hormônio do crescimento e estrogênio Síndrome de Klinefelter Condição genética em que um homem nasce com uma cópia extra do cromossomo X Aumento das mamas em homens; desejo sexual reduzido; distúrbio do déficit de atenção sem hiperatividade; infertilidade; puberdade atrasada ou pênis pequeno, entre outros Geralmente as suspeitas de que um menino pode ter a síndrome de Kleinefelter surgem durante a adolescência, quando os órgãos sexuais não se desenvolvem adequadamente. Assim, para confirmar o diagnóstico é aconselhado consultar o pediatra para fazer o exame de cariótipo Não tem cura, mas o médico pode aconselhar a reposição de testosterona, através de injeções na pele ou a aplicação de adesivos, que liberam gradualmente o hormônio ao longo do tempo Síndrome do Duplo Y É uma trissomia provocada pela duplicação espontânea do cromossomo Y, cromossomo sexual masculino, razão pela qual afeta somente os homens Atraso no desenvolvimento da fala e linguagem; tics motores e mãos tremulas; alta estatura; distúrbio de comportamentos; asma; entre outros É confirmado por análise cromossômica, revelando um cariótipo 47, XYY Não existe tratamento para esta anomalia genética. No entanto, indivíduos portadores de 47-XYY com distúrbios psicológicos podem receber apoio psicológico durante o seu desenvolvimento 21 Síndrome Triplo X Alteração numérica dos cromossomos que ocorre em mulheres que possuem um cromossomo X a mais, ou seja, possuem 47-XXX no lugar de 46-XX Em alguns casos não apresenta sintomas, mas podem ter atraso de fala quando criança; atraso no desenvolvimento ou dificuldade de aprendizagem; estatura alta; sopro no coração; músculos flácidos e deformidade física Pode ser diagnosticada no exame pré-natal amniocentese, realizado por meio de uma punção no ventre da gestante para coletar uma amostra do líquido amniótico, que será analisado para diagnosticar alterações cromossômicas Na maioria dos casos, o tratamento não é necessário. Pessoas que tiveram atrasos no desenvolvimento e dificuldades de aprendizagem podem precisar de intervenções, como terapia Síndrome Cri-Du-Chat Uma doença genética rara, que resulta de uma anomalia genética cromossômica, no cromossomo 5 O sintoma mais característico é o choro parecido com o miado agudo de gato, além de dedos das mãos ou pés unidos, baixo peso ao nascer e para a idade, desenvolvimento atrasado, microcefalia, entre outros É feito ainda na maternidade, horas após o nascimento do bebê, pela observação dos sinais ao lado. Não existe cura, no entanto, o tratamento é realizado para aumentar a qualidade de vida e reduzir os sintomas da síndrome. O acompanhamento da criança é feito com o auxílio de fonoaudiólogos, fisioterapeutas e terapeutas ocupacionais 22 2.3. BIOQUÍMICA 2.3.1. Caracterização bioquímica, estrutural e funcional dos aminoácidos, proteínas, carboidratos e lipídios Pogil: Aminoácidos, proteínas e enzimas 1. Classifique os Aminoácidos quanto à síntese, polaridade e ao destino no metabolismo: R: De acordo com as características acima dos aminoácidos, podemos dividi-los em: Aminoácidos com cadeias laterais apolares; Aminoácidos com cadeias laterais polares; Aminoácidos essenciais; Aminoácidos não essenciais ou naturais. 2. Quais os aminoácidos Naturais e Essenciais? R: Aminoácidos naturais ou não essenciais: São os aminoácidos produzidos pelo próprio organismo, sendo 12 no total: glicina, alanina, serina, histidina, asparagina, glutamina, cisteína, prolina, tirosina, arginina, ácido aspártico e ácido glutâmico; Aminoácidos essenciais: São os aminoácidos que não são sintetizados pelo organismo e que precisam ser obtidos através da alimentação. Correspondem a oito aminoácidos: fenilalanina, valina, triptofano, treonina, lisina, leucina, isoleucina e metionina. 3. Explique, detalhadamente, os níveis organizacionais das Proteínas: R: Os níveis de organização de uma proteína são: -Primárias: sequências de aminoácidos unidos através de ligações peptídicas; -Secundárias: A estrutura secundária corresponde ao primeiro nível de enrolamento helicoidal. É caracterizada por padrões regulares e repetitivos que ocorrem localmente, causada pela atração entre certos átomos de aminoácidos próximos. Os dois arranjos locais mais comuns que correspondem a estrutura secundária são a alfa-hélice e a beta-folha ou beta-pregueada; -Terciárias: A estrutura terciária corresponde ao dobramento da cadeia polipeptídica sobre si mesma. Na estrutura terciária, a proteína assume uma forma tridimensional específica devido ao enovelamento global de toda a cadeia polipeptídica. -Quartenárias: A estrutura quaternária corresponde a duas ou mais cadeias polipeptídicas, idênticas ou não, que se agrupam e se ajustam para formar a estrutura total da proteína. 4. Como as Enzimas se classificam? 23 R: As enzimas podem ser classificadas em: hidrolases, ligases, oxidoredutases, transferases, liases e isomerases. Bioquimicamente, alguns fatores podem influenciar a atividade enzimática, como a temperatura e o pH. Estudo de caso: 1. Caracterize a patologia em questão: R: A fenilcetonúria materna é uma doença de aminoácidos caracterizada por altos níveis plasmáticos de fenilalanina em mulheres grávidas, o que pode levar a um desenvolvimento fetal anormal. Essa condição é chamada de síndromeda fenilcetonúria materna. Deve ser diagnosticado em laboratório porque as manifestações clínicas são inespecíficas. Depois de compreender o impacto da hiperfenilalanineemia materna no feto, o diagnóstico e o tratamento precoce durante a gravidez para pacientes com suspeita clínica de fenilcetonúria são muito importantes. No caso aqui descrito, o tratamento dietético oferecido é benéfico para a mãe e para o feto, o que reforça a importância da identificação de mulheres com fenilcetonúria em idade reprodutiva. 2. Quais as complicações da PKU em grávidas? Complemente sua resposta utilizando o relato de caso. R: Na fenilcetonúria materna, a fenilalanina em excesso causa danos ao embrião e ao feto, tais como atraso de crescimento intra-uterino, microcefalia, retardo mental, cardiopatias congênitas, fácies dismórficas, entre outras dismorfias e até mesmo aborto espontâneo. Na primeira gestação, a fenilcetonúria não foi diagnosticada e controlada, o que fez com que a criança sofresse de graves distúrbios psicomotores, além de microcefalia. 3. A paciente E.G.S. teve redução dos níveis de fenilalanina? Justifique sua resposta. R: Sim, após o tratamento dietético orientado pela nutricionista houve a retirada de proteínas de alto valor biológico fazendo com que os números de fenilalanina diminuíssem, em substituição das proteínas retiradas da dieta foi fornecida a suplementação com hidrolisado proteico que contém todos os aminoácidos essenciais a exceto a fenilalanina 4. Descreva as diferenças entre as gestações 1 e 2 da paciente E.G.S e indique quais fatores influenciaram. R: Na 1° gestação: Foram realizados exames, durante o pré-natal, foi constatada concentração de fenilalanina plasmática, porém não houve o tratamento devido ocasionando complicações da gravidez. A criança apresentou microcefalia e evoluiu com retardo do desenvolvimento psicomotor. 2° gestação: Durante o período pré-natal, foi passado para a paciente portadora de 24 PKU uma dieta especifica, com restrição de fenilalanina. Esta dieta, orientada por nutricionista do grupo, consistia da retirada de proteínas de alto valor biológico da dieta, sendo proscritos os grãos e as proteínas de origem animal. Os carboidratos e lipídios de origem vegetal podem ser consumidos livremente. É evidente a diferença entre os casos, percebe-se a importância do tratamento, pois podemos notar diante desses casos os benefícios maternos que a mãe e o feto obtêm quando é feito a intervenção correta. Quando não se toma medidas para o controle da fenilcetonúria na gravidez precoce, ocorre diversas complicações que implica no desenvolvimento do bebê, assim como foi citado no primeiro caso. 5. Como sua profissão pode ajudar no caso da paciente? R: A biomedicina pode contribuir nas análises físico-químicas e microbiológicas laboratoriais, que auxilia o médico no diagnóstico e tratamento. 25 2.3.2. Glicolise – Gliconeogênese 1. Caracterize os carboidratos: R: Os carboidratos são substâncias formadas principalmente por carbono, hidrogênio e oxigênio. Os carboidratos, conhecidos também como glicídios ou açúcares, são importantes biomoléculas que constituem a base da nutrição dos organismos não fotossintetizantes. Eles podem ser definidos como poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas ou ainda substâncias que liberam esses compostos quando sofrem o processo de hidrólise (quebra de uma molécula por água). Os carboidratos são formados principalmente por carbono, hidrogênio e oxigênio, apresentando a seguinte fórmula geral: (CH2O)n. Graças a essa fórmula, também são denominados de hidratos de carbono. Vale destacar que alguns carboidratos fogem da fórmula geral e apresentam nitrogênio, fósforo ou enxofre em sua composição. 2. Diferencie monossacarídeos de dissacarídeos de polissacarídeos (cite exemplos) R: Monossacarídeos: São os carboidratos de cadeia mais simples, possuindo apenas uma molécula de açúcar (mono). Exemplo: Glicose; Dissacarídeos: Compostos por duas moléculas de monossacarídeos. Exemplo: Sacarose; Oligossacarídeos: São carboidratos que possuem em sua cadeia de 3 a 10 moléculas de monossacarídeos; Polissacarídeos: São carboidratos formados por mais de 10 moléculas de monossacarídeos. A diferença entre estes carboidratos é a quantidade de cadeias de açúcar que os constituem. 3. Qual a molécula que o corpo utiliza para armazenar energia? Descreva essa molécula: R: ATP (trifosfato de adenosina) é a molécula responsável pelo armazenamento de energia em suas ligações químicas. É constituída por adenosina, um nucleosídeo, associado a três radicais fosfato conectados em cadeia. A energia é armazenada nas ligações entre os fosfatos. 4. Defina glicólise: R: Glicose é um monossacarídeo (açúcar simples) usado pelo organismo como principal fonte de energia para o corpo. A glicose é o açúcar encontrado no sangue e obtido através dos alimentos, onde existe em forma de moléculas mais complexas. 26 5. Qual o objetivo da glicólise? R: A glicose é um carboidrato que apresenta como função primordial fornecer energia aos organismos vivos. Um dos processos de obtenção de energia realizados pela maioria dos seres vivos é a respiração celular. 6. A glicólise somente ocorre na presença de oxigênio? Justifique sua resposta. R: Não, a glicólise é um processo anaeróbio, ou seja, sem a necessidade de oxigênio que ocasiona a degradação da glicose. 7. Caracterize as duas fases da glicólise (relacionando a produção e gasto de energia). R: Investimento energético: ocorre gasto de energia; Compensação energética: repõe o que foi consumido e ainda produz mais duas moléculas de ATP. A fase de investimento energético, há apenas gasto de energia, com a conversão de duas moléculas de ATP em ADP. Já a compensação ou também chamada de lucro energético, vem para compensar essa perda de ATP, pois, ocorre o ganho energético, são produzidas duas moléculas de NADH e quatro moléculas de ATP. 8. Qual o saldo de produção na glicólise? R: O saldo final da glicólise será de duas moléculas de NADH e duas moléculas de ATP. 9. Após a quebra se produz duas moléculas de piruvato. Como essas moléculas irão produzir energia? R: Após as etapas da glicólise, dependendo da presença ou ausência de oxigênio, o processo de produção de energia segue mediante realização de processos, como a fermentação e a respiração celular. 10. Qual a importância da produção de acetil -COA? R: Com a formação do acetil-CoA é dado início ao ciclo de Krebs, na matriz das mitocôndrias. Ele integrará uma cadeia de oxidação celular, ou seja, uma sequência de reações a fim de oxidar os carbonos, transformando-os em CO2. 11. Defina ciclo de krebs descrevendo sua importância 27 R: O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico, é uma das etapas da respiração celular, um processo aeróbio para obtenção de energia que ocorre nas células de diversos organismos. No ciclo de Krebs, ocorre a oxidação completa das moléculas que são fontes de energia, como carboidratos e ácidos graxos. O ciclo de Krebs é extremamente importante, pois ele é o principal responsável pela oxidação de carbonos que ocorre na maioria das células. Assim, alguns de seus produtos podem ser transferidos ao citosol e ser usados em reações anabólicas, como a síntese de aminoácidos. 12. Como o ciclo de krebs se inicia e finaliza? R: O ciclo de Krebs inicia-se com a entrada do acetil-CoA produzido anteriormente. O grupo acetil da acetil-CoA reage com o oxaloacetato, um ácido constituído por quatro carbonos, formando o citrato (forma oxidada do ácido cítrico), que é constituído por seis carbonos. A coenzima-A é, então, liberada para se ligar a um novo grupo acetil. A seguir ocorrem reações que causam a degradação do citrato gradualmente. Dando fim ao ciclo de Krebs, o oxaloacetato, ocomposto de quatro carbonos inicial, é regenerado através da oxidação do malato. Além disso, uma nova molécula de NAD+ é reduzida para NADH. Um novo ciclo recomeça. 13. Qual o saldo do ciclo de krebs e porque ele produz energia? R: Ao final do processo, apresenta um saldo de seis moléculas de NADH, duas moléculas de FADH2, duas moléculas de ATP e quatro moléculas de CO2 14. Qual a importância do NAD e FAD na produção de energia? R: São fundamentais para as funções do metabolismo energético pois transportam o hidrogênio liberado nas reações químicas. 15. Descreva a cadeia transportadora de elétrons. R: A cadeia respiratória ou cadeia transportadora de elétrons é a terceira e última etapa da respiração celular, processo ocorrido no interior das mitocôndrias e que tem como papel a geração de energia em forma de ATP. É na cadeia respiratória que ocorre a maior parte do ATP produzido pelo processo de respiração celular. 28 2.3.3. Metabolismo de aminoácidos 1. Quais são as vias principais que fornecem aminoácidos ao corpo? R: Os aminoácidos podem ser divididos em dois grupos os essenciais que devem estar presentes na nossa dieta por nosso corpo não poder sintetiza-los e os não essenciais que nosso corpo pode fabricar, ou seja, alimentação e fabricação do corpo. 2. Explique como ocorre e a importância da etapa remoção do grupo amina dos aminoácidos. R: O grupo amino da maioria dos aminoácidos é retirado por um processo que consiste na transferência deste para o a- cetoglutarato, formando assim o glutamato; a cadeia carbônica vai ser convertida ao respectivo a-cetoácido. Essas reações são catalisadas por transaminases, também chamadas de aminotransferases, que são encontradas no citossol e mitocôndria. O glutamato formado vai ser consumido em duas reações, uma transaminação e uma desaminação. Pela ação da apsparto aminotransferase o grupo amino do glutamato é transferido para o oxaloacetato, formando assim o aspartato. O glutamato pode ainda ser desaminado (grupo amino liberado como amônia). A importância dessa etapa é a excreção da amônia. A amônia é um composto tóxico para o organismo por se liga aos intermediários do ciclo de Krebs promovendo a depleção de ATP ou por precisar de íons H+ o que pode desencadear quadros de alcalose metabólica. A maior parte dos aminoácidos é metabolizada no fígado, e a amônia gerada em excesso nos outros tecidos é transportada até ele para ser convertida na forma apropriada de excreção. 3. Após a remoção do grupo amina, como fica o “esqueleto químico (estrutura química)” do composto formado (caracterize-o)? R: A desaminação da maior parte dos aminoácidos envolve uma transaminação prévia, que consiste na transferência do seu grupo amino para um a-cetoácido, produzindo o aminoácido correspondente ao a-cetoácido e o a-cetoácido correspondente ao aminoácido original. Geralmente o aceitador do grupo amina é o a-cetoglutarato, que é convertido em glutamato. O glutamato está entre os 20 aminoácidos presentes nas moléculas de proteínas, tendo a sua síntese regulada por mecanismos genéticos. Considerado como o aminoácido livre de maior concentração no SNC, também tem ação como neurotransmissor excitatório. 4. Em qual local celular ocorre a “perda do radical amina” dos aminoácidos? R: No citosol e na mitocôndria 29 5. Uma vez dentro da mitocôndria, quais substâncias o glutamato pode formar? Explique. R: Alanina no fígado é convertida em glutamato, o qual quando entra na mitocôndria sob a ação da glutamato desidrogenase, desanimação oxidativa, libera amônia 6. Qual a importância do ciclo da ureia? R: A principal função do ciclo da ureia é eliminar a amônia tóxica do corpo. Ou seja, tem a função de eliminar o nitrogênio indesejado do organismo. 7. Qual a importância, no ciclo da ureia, do amônio (NH4+) e aspartato gerado pelo glutamato. R: A molécula de ureia é composta por dois nitrogênios: o primeiro deles compõem o grupo amino derivado da amônia, e o segundo compõem o grupamento amino derivado do aspartato. Esses grupamentos aminos são destinados à formação de ureia quando não empregados na síntese de novos aminoácidos. Nos mamíferos, a ureia é produzida no fígado, transportado aos rins e eliminada na urina. Os seres humanos são, portanto, classificados dentro do grupo dos animais chamados uricotélicos uma vez que excretam o nitrogênio dos grupamentos amino na forma de ureia. 8. Quais produtos são liberados do ciclo da ureia? R: A amônia, que é convertida em ureia e por fim excretada na urina 9. Esquematize o ciclo da ureia (reações envolvidas)? R: Consiste em cinco reações, duas no interior da mitocôndria e três no citosol. Cada etapa é catalisada por uma enzima. Assim, há cinco enzimas envolvidas no ciclo da uréia: carbamil-fosfato sintetase, ornitina-transcarbamilase, arginino-succinato sintetase, arginino-succinato liase e arginase. O ciclo ocorre da seguinte forma: 1. A enzima carbamil-fosfato sintetase, presente na mitocôndria, catalisa a condensação da amônia com bicarbonato e forma carbamoilfosfato. Para essa reação há o consumo de duas moléculas de ATP; 30 2. A condensação da ornitina, presente na mitocôndria, e do carbamoilfosfato gera citrulina, sob ação da enzima ornitina- transcarbamilase. A citrulina é transportada para o citosol e reage com aspartato gerando argininosuccinato e fumarato; 3. A enzima arginino-succinato sintetase, presente no citosol, catalisa a condensação da citrulina e do aspartato, com consumo de ATP, e forma argininossuccinato; 4. A enzima arginino-succinato liase catalisa a transformação do argininossuccinato em arginina e fumarato; 5. Por fim, a enzima arginase catalisa a quebra da arginina, originando ureia e ornitina. A ornitina volta para a mitocôndria e reinicia o ciclo. 10. A nível celular, onde ocorre o ciclo da ureia? R: O ciclo da ureia ocorre nas células do fígado e em menor parte, nos rins. Inicia-se na mitocôndria e segue para o citosol da célula, onde se dá a maior parte do ciclo. 11. Quais os compostos compartilhados entre o ciclo da ureia e o ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs)? R: O fumarato e o acetoglutarato 12. No contexto do metabolismo, o que ocorre com a cadeia carbônica formada após a retira do grupo amina dos aminoácidos? R: O que resta do esqueleto químico depois da remoção do grupo amina é a cadeia de carboidratos que varia de acordo com a característica estrutural do aminoácido específico, essa cadeia de carboidratos posteriormente poderá se transformar em piruvato, acetil-CoA, ou outras moléculas. 13. Julgue como certo ou errado a) Todo amônio formado é liberado pela urina via produção de ureia (ciclo da ureia) R: Errado b) Os aminoácidos são a primeira escolha para obtenção de energia R: Errado c) Além da degradação via ciclo da ureia e Krebs, os aminoácidos podem ser utilizados para produzir energia via gliconeogênese 31 R: Certo 14. Caracterize a glicogenólise R: A glicogenólise é a via que causa a degradação do glicogênio a fim de atender as necessidades metabólicas do organismo. O glicogênio é degradado por duas enzimas: a glicogênio-fosforilase e a enzima desramificadora. A primeira enzima quebra os resíduos glicosil, liberando glicose-1-fosfato. Já a enzima desramificadora remove os resíduos glicosil próximos das ramificações. 15. Caracterize a gliconeogênese R: Gliconeogênese ou neoglicogénese ou ainda neoglucogénese ("formação de novo açúcar") é a rota pela qual é produzida glicose a partir de compostos aglicanos (não-açúcares ou não-carboidratos), sendo a maior parte deste processo realizado no fígado (principalmente sob condições de jejum) e uma menor parte no córtex dos rins. Em humanos, os principais precursores são: lactato, glicerol e aminoácidos, principalmente alanina. Exceto por três sequências específicas (Piruvato para PEP,Frutose1.6-bifosfato para frutose-6-p, Glicose-6-p para glicose), as reações da gliconeogênese são inversas às da glicólise. 16. Caracterize a glicogênese R: A via glicogênica é responsável pela formação do glicogênio. Esse processo inicia-se com a fosforilação da glicose a glicose-6- fosfato, que é convertida a glicose-1-fosfato, uma reação reversível. A partir da glicose-1-fosfato, forma-se a UDP-glicose (uridina-difosfato de glicose), que é o ponto de ramificação para a síntese do glicogênio e a fonte de todos os resíduos glicosil que serão adicionados à nova molécula de glicogênio. 32 2.3.4. Metabolismo de Carboidratos e Lipídeos 1. Descreva as principais características dos Lipídeos. R: Os lipídios são substâncias químicas de baixa polaridade, por isso, insolúveis em água à temperatura ambiente, porém, solúveis em compostos ou solventes orgânicos, como o álcool, o éter, o clorofórmio, a acetona. Apresentam coloração esbranquiçada ou levemente amarelada. 2. A partir de quais alimentos podemos obter os Lipídeos? R: Alimentos vegetais: Coco, chocolate amargo (cacau), linhaça, azeite de oliva, castanha do Pará, amêndoas, nozes, abacate; Alimentos de origem animal: Carne bovina, carne branca (atum, truta, salmão, porco, frango), manteiga, leite, queijos, ovos. 3. Cite os tipos de Lipídeos e onde podemos encontrá-los. R: Existem quatro tipos principais de lipídios. São eles: glicerídeos, cerídeos, fosfolipídios e esteróides. Os glicerídeos são facilmente encontrados nos alimentos de origem animal, como carnes, leite, óleos vegetais, ovos e queijos. São encontrados em forma líquida ou sólida. Os cerídeos podem ser encontrados na cera de abelha (sendo a base da construção da colmeia), na superfície das folhas (como a cera de carnaúba), de frutas (como a manga) e no cerume (cera de ouvido). Os fosfolipídios podem ser encontrados ao redor da membrana plasmática, servido como componente dela. Os esteróides são amplamente distribuídos nos organismos vivos e incluem os hormônios sexuais, a vitamina D e os esteróis. 4. Sobre o transporte de Lipídeos, quais os tipos de Lipoproteínas existentes? Explique-os. R: HDL, LDL e VDL. O papel da HDL é remover o excesso de colesterol dos tecidos, guiando-o para o fígado, onde será degradado. Em virtude dessa propriedade, muitas pessoas chamam essa lipoproteína de “colesterol bom”. O LDL, por sua vez, transporta o colesterol do fígado e do intestino para locais de produção de esteróides e para membranas celulares. Esse colesterol é frequentemente descrito como “colesterol mau” por sua relação com problemas cardiovasculares. São lipoproteínas de grande tamanho, porém menores do que os quilomícrons, sintetizadas no fígado. Este tipo de lipoproteína tem como função transportar os triglicerídeos endógenos e o colesterol para os tecidos periféricos, locais onde serão estocados ou utilizados como fontes de energia. Igualmente aos quilomícrons, são capazes de turvar o plasma. 5. Como os lipídeos podem ser utilizados como fonte de energia? 33 R: Existe um motivo para os lipídios, e não os carboidratos, serem a principal forma de estoque de energia: a queima de gordura gera mais que o dobro de calorias que a queima de carboidratos. Um dos pontos-chave desse processo é que as gorduras são armazenadas quase sem água, enquanto os carboidratos são mais hidratados. 6. O que pode acontecer quando o indivíduo tem uma grande produção de corpos cetônicos? R: O excesso de corpos cetônicos é excretado na urina sob a forma de sais de sódio, provocando acidose sanguínea, desidratação, podendo resultar em coma e morte. Caso clínico: 1. Qual a função da glicose no nosso organismo? R: Fornecer energia 2. Explique em poucas palavras Glicólise, Ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa. R: Glicólise é o conjunto de reações que transforma glicose em piruvato. Nesse processo, há um ganho energético de duas moléculas de ATP na formação de duas moléculas de piruvato, a partir de uma molécula de glicose. Ciclo de Krebs, ocorre a oxidação completa das moléculas que são fontes de energia, como carboidratos e ácidos graxos. O ciclo de Krebs apresenta como produtos o CO2 e elétrons altamente energéticos, armazenados em moléculas carreadoras, como o NADH. Fosforilação oxidativa- é o nome de um dos processos que ocorrem nas mitocôndrias durante a respiração celular. Quando ocorre a fosforilação oxidativa há a oxidação de nutrientes do alimento que, como consequência, libera energia química que posteriormente é produzida no transporte de elétrons na cadeia respiratória. 3. Baseado na Imagem 1, descreva a ação da insulina no organismo. R: A insulina ela joga glicose dentro da célula, ela funciona como chave e fechadura. É como se ela fosse a chave e tivesse uma porta para poder ser aberta e a glicose ser jogada na célula, lá na corrente sanguínea. Ela abre essa porta e permite que a glicose entre na célula, fazendo o seu metabolismo para poder produzir energia. 34 4. Para produção de energia as moléculas de glicose precisam entrar na célula. Explique baseado na Imagem 2, como ocorre o processo de absorção da glicose pela ação da insulina. R: A insulina funciona como a chave que é ligada ao receptor de insulina na célula, abrindo canal para a entrada da glicose, no meio celular, essa entrada se dá pelo “canal da glicose”. 5. Quais os critérios que podemos utilizar para diferenciar o paciente com Diabetes Mellitus Tipo I e Tipo II? R: A diabetes tipo 1 é um tipo de diabetes na qual o pâncreas não produz insulina, fazendo com que o organismo não seja capaz de utilizar o açúcar no sangue para produzir energia, gerando sintomas como boca seca, sede constante e vontade de urinar frequentemente. O diabetes tipo 2 ocorre quando o corpo não aproveita adequadamente a insulina produzida. A causa do diabetes tipo 2 está diretamente relacionado ao sobrepeso, sedentarismo, triglicerídeos elevados, hipertensão. E hábitos alimentares inadequados. 6. Baseado no relato do caso clínico o paciente apresenta qual tipo de Diabetes? R: Diabetes tipo 1. 7. Através dos exames laboratoriais, justifique porque o paciente apresentava um quadro de descompensação da diabetes. R: Para detectar a doença, o exame básico é a chamada glicemia de jejum (glicemia de jejum normal: inferior a 99 mg/dL; glicemia de jejum alterada: entre 100 mg/dL e 125 mg/dL; diabetes: igual ou superior a 126 mg/dL; glicemia de jejum baixa ou hipoglicemia: igual ou inferior a 70 mg/dL). O paciente do caso clínico apresentou glicemia de 375 mg/dL. O diabetes tipo 1 não ocorre devido ao estilo de vida, mas devido a um defeito no sistema imunológico 8. Quais são os fatores precipitantes que podem desencadear a Cetoacidose Diabética (CAD) em pacientes com Diabetes? R: - Omissão da insulinoterapia; - Infecções (principalmente pulmonares); - Situações de stress agudo: Acidente vascular encefálico (AVE), infarto agudo do miocárdio (IAM), pancreatite aguda, traumatismo, choque, hipovolemia, queimaduras, embolismo pulmonar, isquemia mesentérica etc.; - Gestação. - Outras patologias associadas (acromegalia, hemocromatose, hipertireoidismo); 35 - Problemas na bomba de insulina; - Abuso de substâncias (álcool, cocaína); - Uso de medicamentos: corticosteróides, diuréticos (tiazídicos, clortalidona), agentes simpaticomiméticos (albuterol, dopamina, dobutamina, terbutalina, ritodrina), bloqueadores a-adrenérgicos, bloqueadores b-adrenérgicos, pentamidina, inibidores de protease, somatostatina, fenitoína, antipsicóticos atípicos (loxapina, glucagon, interferon, bloqueador de canal de cálcio, clorpromazina, diazóxido, cimetidina, encainida, ácido etacrínico); - Transtornos alimentares (compulsão alimentar, bulimia);- São casos que aumentam a produção de corpos cetônicos. 9. Os carboidratos servem como fonte primária de energia. Em qual situação podemos utilizar os lipídeos para produção de energia? R: Quando o consumo de carboidratos cai drasticamente, o corpo começa a utilizar proteína dos músculos para fabricar glicose nas fibras musculares, glicogênio, espécie de reserva energética. Depois de alguns dias de escassez, o tecido adiposo passa a ser acionado para fabricar energia. Um dos resultados disso é a liberação de corpos cetônicos, moléculas que interferem nos hormônios do apetite e controlam a fome, mas como o carboidrato é a principal fonte de energia do cérebro, que basicamente depende dele para funcionar, a mente pode se ressentir da falta, causando, nos primeiros dias da diminuição, irritabilidade, cansaço e mau-humor, quadro que tende a se estabilizar em cerca de uma semana. 10. Redija um texto dissertativo abordando como ocorre a Cetoacidose Diabética através da fisiopatologia do metabolismo dos lipídeos. R: A Cetoacidose Diabética Complicação grave do diabetes que ocorre quando o corpo produz ácidos sanguíneos (cetonas) em excesso. Esse problema ocorre quando não há insulina suficiente no corpo. Pode ser desencadeado por uma infecção ou outras doenças. A deficiência de insulina faz com que o organismo metabolize triglicerídios e aminoácidos em vez de glicose para produzir energia. Em consequência disso, a síntese de lipídios forma cetonas, que são lançadas no sangue; quando acumulados, aparecem na urina. Quando os níveis de cetonas ficam muitos elevados, têm-se a cetoacidose diabética. 36 2.3.5. Fermentação 1. Diferencie respiração aeróbica de anaeróbica R: A respiração aeróbica é aquela que utiliza oxigênio como aceptor final. A anaeróbica, por sua vez, não utiliza essa substância. 2. Quais os tipos de fermentação? R: Existem três tipos de fermentação: a alcoólica, a lática e a acética. 3. Explique a fermentação láctica. R: Ocorre quando a glicólise tem como carboidratos a glicose ou a galactose, obtidas a partir da quebra de uma molécula de lactose (açúcar presente no leite). A fermentação lática pode acontecer tanto em animais (inclusive no próprio ser humano) quanto em plantas e minerais. A enzima responsável por esse processo é a lactato desidrogenase, nesse caso, o piruvato é reduzido e, com isso, surge o lactato. No corpo humano, a produção excessiva de ácido lático gera desconforto, porque os músculos estriados esqueléticos realizam esse processo quando produzem muita energia, gerando um acúmulo e fadiga muscular. Já na produção de laticínios como o iogurte, a coalhada e alguns tipos de queijo como o queijo minas frescal, organismos como os lactobacilos são responsáveis em realizar esse processo. 4. Explique a fermentação alcoólica. R: Trata-se de uma fermentação realizada por alguns tipos de bactérias e alguns fungos. Nessa reação, o ácido pirúvico é descarboxilado, gerando acetaldeído por meio da ação da enzima piruvato descarboxilase. Como resultado dessa fermentação, o NADH produz a redução do acetaldeído a moléculas de etanol, produzindo ainda o dióxido de carbono. 5. Explique a fermentação acética. R: Ocorre quando o etanol, obtido a partir da fermentação alcoólica, entra em contato com bactérias da família Pseudomonaceae, como a Acetobacter ou Gluconobacter. Essas bactérias transformam o etanol em moléculas de ácido acético por meio de um processo de oxidação. O ácido acético é o principal componente do vinagre. 6. Qual a importância das vias fermentativas? 37 R: A fermentação acontece com muitos fungos, bactérias e células. Esse processo é importante para os seres vivos por que gera energia para a realização de atividades vitais. Todos os organismos vivos retiram energia de moléculas orgânicas, seja açucares, aminoácidos ou ácidos. A fermentação tem um papel fundamental nisso, pois garante a manutenção da energia necessária para a vida. 7. Qual a relação entre exercício físico e a fermentação? R: Nas células musculares humanas, durante um exercício físico intenso, pode realizar-se fermentação lática, além da respiração aeróbia. A fermentação permite a obtenção de um suplemento de energia. Quando estamos praticando exercícios físicos, frequentemente sentimos dor muscular, também chamada de fadiga muscular. Isso ocorre porque as células musculares não recebem a quantidade de oxigênio necessária para realizar a respiração celular e passam a quebrar glicose de forma anaeróbia, produzindo ácido láctico e o acúmulo desse ácido faz com que as pessoas sintam dor. 8. Caracterize o ciclo de Cori R: O ciclo de Cori, ciclo dos ori ou via glicose-lactato-glicose consiste na conversão da glicose em lactato, produzido em tecidos musculares durante um período de privação de oxigênio, seguida da conversão do lactato em glicose, no fígado. 9. Quais os precursores da gliconeogênese? R: Os principais precursores são: lactato, glicerol e aminoácidos, principalmente alanina. 10. Qual a importância da gliconeogênese? R: A principal vantagem deste processo é que ele ajuda o organismo a manter os níveis de açúcar no sangue estáveis mesmo na ausência da ingestão de alimentos que contenham carboidratos ou açúcares. Sem a gliconeogênese você não viveria muito tempo, especialmente sem comida. Já que seu corpo precisa ter um nível estável e constante de glicose para manter seu cérebro e glóbulos vermelhos funcionando. 11. Como os aminoácidos originam glicose? R: Todos os aminoácidos, exceto a leucina e a lisina, podem originar glicose ao serem metabolizados em piruvato ou oxaloacetato, participantes do ciclo de Krebs. A alanina, o principal aminoácido gliconeogênico, é produzida no músculo a partir de outros aminoácidos e de glicose. 38 12. Como os lipídeos originam glicose? R: Pela síntese de ácidos graxos a partir de moléculas de acetilcoenzima A (acetil-CoA) obtidas de várias fontes, principalmente glicose. Ácidos graxos são esterificados com uma molécula de glicerol, formando uma molécula de triacilgliceral ou triglicerídio. 39 2.3.6. Metabolismo de carboidratos e Integração Metabólica 1. (QE) Quais as principais vias estão demonstradas na imagem acima? R: Via das hexoses-monofosfato (pentose), Glicólise, Cíclo do ácido cítrico, Cíclo da ureia e Síntese e degradação de triacilgliceróis, glineogenese, glicogenose. 2. (QE - PAC) Quais outras vias faltaram na imagem? R: Fosforilação oxidativa, via das pentoses-fosfato, gluconeogênese e síntese de aminoácidos, fermentação. 3. (QE) As vias estão diferenciadas por cores azul, verde e marrom. O que essas cores indicam? R: Azul indicam intermediárias, metabólicos dos carboidratos; já o em marrom indica intermediários metabólicos dos lipídeos; em verde indica os intermediários metabólicos das proteínas 4. (QE) Em todas as vias, vemos a presença de setas, indicando a direção das transformações químicas. Diferencie as setas curvas das setas retas? R: As setas das transformações em curva demonstram transformações em uma direção e na direção inversa, catalisadas por enzimas diferentes. As setas retas demonstram transformações em uma direção e na direção oposta, mas catalisadas por uma só enzima. 5. (QE – PAC) Como se classificam essas estruturas sinalizadas por círculos vermelhos? R: Se classificam como os principais aminoácidos. 6. (QE) De que forma o metabolismo de lipídeos contribui com o metabolismo de carboidratos? R: Síntese e degradação dos triacilgliceróis vai ceder moléculas para produção do metabolismo de glicose. O aumento na oxidação dos ácidos graxos induz uma regulação no metabolismo de carboidrato, reduzindo a oxidação de glicose. 7. (QE-PAC) Você consegue perceber a incrível relação entre todas as vias? Como você explicaria essarelação? 40 R: Sim. O nosso organismo precisa manter estável a taxa de glicose no sangue, pois sua diminuição pode causar sérios danos à saúde. Dessa forma, a principal via de produção energética é a hidrólise do carboidrato, em falta dele, utiliza-se os lipídios e as proteínas para a produção de energia. Sendo assim, possui a integração de todas essas vias metabólicas com a finalidade de gerar energia e eliminar substâncias tóxicas para o organismo. 8. (QE-PAC) Você saberia dizer em quais órgãos essas vias acontecem? R: Rins, Fígado, intestino delgado, músculo, tecido adiposo, pâncreas e cérebro. 9. (QE) Quais órgãos são especializados na participação das vias metabólicas R: Intestino, Fígado (glicólise, glineogenese, ciclo da ureia), Pâncreas, Músculos e cérebro. 10. (QE) Ao observar a imagem acima, a partir de qual órgão você acredita que se inicia todo processo metabólico? R: Intestino 11. (QE-PAC) Qual principal hormônio que participa desse processo inicial do metabolismo? Qual o hormônio antagônico a ele que, também, tem função fundamental? R: Insulina. O hormônio antagônico a ele é o glucagon. (Gerar glicose via quebra de glicogênio e induzir a quebra de lipídio) 12. (QE) Em qual órgão, os hormônios citados na questão anterior, são produzidos? R: Pâncreas 13. (QE-PAC) O fígado é responsável por qual via metabólica? R: Via da glicólise. 14. (QE) Nesta via que ocorre no fígado, quais substâncias, oriundas diretos da corrente sanguínea são utilizadas e quais são produzidas? Evidencie essa relação: 41 R: substância utilizada -> produto Utiliza glicose e gera piruvato, NAD e ATP pela via da glicólise. 15. (QE-PAC) O que é encaminhado do fígado ao cérebro, e porque ele necessita dessa substância? R: Glicose. O metabolismo da glicose proporciona o combustível para a função fisiológica do cérebro através da geração de ATP – adenosina trifosfato, a molécula-estrela no processo de obtenção de energia celular nas reações químicas – a base para a manutenção celular neuronal e não neuronal, assim como para a geração de neurotransmissores. O cérebro precisa de ATP para ficar ativo 24 hrs por dia. 16. (QE) O que é recebido pelo tecido adiposo? Qual via acontece nele? R: Ácidos graxos (gordura), via síntese e degradação de triacilgliceróis. 17. (QE-PAC) Qual a relação do tecido muscular com o fígado? De qual via estamos falando? R: A síntese de glicogênio, transformado pelo fígado é transferido para o músculo para que ocorra a fermentação. A via metabólica é a metabolismo de glicogênese. 18. (QE) De acordo a imagem acima, de que forma o sistema circulatório participa das vias metabólicas? R: O pâncreas faz a produção de insulina que é inserido no sistema circulatório, que participa transportando as substancias do metabolismo. 19. (QE-PAC) Qual das imagens acima, ocorre normalmente com nossos músculos? R: A 20. (QE-PAC) Em que circunstância a outra imagem representa nossos músculos? 42 R: Quando há muito gasto de energia, e a geração de ATP por respiração não é suficente para suprir a demanda do corpo, ocorrendo assim a fermentação para a geração de mais ATP. 21. (QE) Se baseando nos modelos anteriores, qual o nome da via na imagem A? E da imagem B? R: O A é o ciclo da glicólise e gliconeogênese e o B é a fermentação 22. (QE) As vias estão diferenciadas por cores azul, laranja e roxo. O que essas cores indicam? R: As setas azuis indicam o caminho realizado pela glicose; as setas alaranjadas indicam o dos lipídeos; e as setas roxas indicam o dos aminoácidos. 23. (QE-PAC) Qual seria a imagem do metabolismo de um indivíduo bem alimentado e do indivíduo em jejum? Qual detalhe te ajudou a relacionar as imagens às respectivas situações? R: Imagem A- Indivíduo bem alimentado, pela presença de insulina. Imagem B= Indivíduo em jejum, pela presença de glucagon. 24. (QE) O início de tudo está na liberação dos hormônios. Percebam que são liberados hormônios específicos nestas diferentes situações. Especifique quais são os hormônios e por qual órgão são produzidos. R: Insulina e glucagon, ambos são produzidos pelo pâncreas. 25. (QE) No fígado, qual a primeira substância a ser metabolizada, tanto na imagem A quanto na imagem B? E, qual a sua origem? R: Glicose, a origem se dá no intestino pela alimentação. 26. (QE) Como está demonstrada a via que acontece entre o fígado e tecido adiposo, na imagem A? R: Está demonstrada da seguinte forma, o NADPH é necessário para a síntese de lipídeos e é obtido pela oxidação da glicose na via das pentoses-fosfato. O excesso de aminoácidos é convertido em piruvato e acetil-CoA, que também é usado para a síntese de lipídeos. As gorduras da dieta deslocam-se do intestino na forma de quilomícrons, via sistema linfático, para o fígado, o músculo e o tecido adiposo. 43 27. (QE) A imagem B, ocorre uma relação inversa, entre fígado e tecido adiposo, quando comparado com a imagem A. Demonstre essa relação. R: O fígado usa os ácidos graxos como seu combustível principal, e o excesso de acetil-CoA é convertido em corpos cetônicos exportados para outros tecidos; o cérebro é particularmente dependente desse combustível quando há deficiência de fornecimento de glicose 28. (QE) Como está demonstrada a via que acontece entre o fígado e tecido muscular, na imagem A? R: No fígado, o excesso de glicose é oxidado a acetil-CoA, a qual é usada para síntese de triacilgliceróis para exportação para o tecido adiposo e muscular. 29. (QE) A imagem B, ocorre uma relação diferenciada, entre fígado e tecido muscular, quando comparado com a imagem A. Demonstre essa relação. R: Os aminoácidos procedentes da degradação das proteínas no fígado e no músculo e o glicerol oriundo da degradação dos TAG no tecido adiposo são utilizados para a gliconeogênese. 30. (QE-PAC) Essa diferença no metabolismo pode gerar algum comprometimento no cérebro? R: Sim. O excesso de corpos cetônicos pode resultar em vários problemas para a saúde, como desidratação, desbalanço eletrolítico, acidose e, até mesmo, coma. 31. (QE) Ao observar a imagem acima, quais origens energéticas para início de todo o metabolismo, em situações de jejum prolongado? R: Todas as reservas serão utilizadas – glicogênio (reserva de carboidrato), ácidos graxos (reserva de gordura) e massa magra (reserva de proteína). Logo, não há apenas perda e utilização de gordura, mas também de massa magra como fonte de energia. 32. (QE) A produção da Acetil-CoA garante a nutrição de todos os outros órgãos fundamentais, pois participa de uma via importante, assim como os aminoácidos. Qual o nome dessa via e qual produto principal a ser utilizado pelo nosso corpo? R: A actil-CoA forma-se a partir do ácido pirúvico produzido na glicólise, em falta de glicose usa-se a via do ciclo de Krebs. 44 33. (QE) O que a síntese de Acetil-CoA consegue produzir de forma independente? Onde irá atuar? R: O Acetil-CoA é oxidado no ciclo do ácido cítrico (Krebs) a CO2, gerando NADH e FADH2. O poder redutor do NADH e do FADH2 é utilizado pela cadeia respiratória para gerar um gradiente de prótons que é convertido em ATP pela ATP sintase. 45 4. CONCLUSÃO Por meio deste portfólio foi possível compreender todos os assuntos nele abordado e que entender sobre processos biológicos é essencial para nosso desenvolvimento acadêmico, pois se trata de processos vitais para a vida de um organismo, moldando sua capacidade de interagir com o meio ambiente. A unidade curricular aborda de maneira geral, a organização estrutural e funcional biológicas dos seres humanos, principalmente dos componentes celulares e biomoleculares e suas dinâmicas metabólicas. Diante disso, os conteúdos abordados nesse trabalho, contribuíram com grande importância para umamelhor compreensão da uc processos biológicos, foi possível gerar grande conhecimento e, dessa forma correlacionar com as habilidades futuras necessárias para exercer a profissão de biomédica. 46 5. REFERÊNCIAS https://bioisoladas.blogspot.com/2019/01/os-papeis-essenciais-da-divisao-celular.html?m=1 https://m.brasilescola.uol.com.br/amp/o-que-e/biologia/o-que-e-necrose.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/amp/biologia/mutacao.htm https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/biologia/hereditariedade https://retinabrasil.org.br/os-tres-principais-padroes-de-heranca/ https://www.diferenca.com/dominante-e-recessivo/amp/ https://www.rededorsaoluiz.com.br/doencas/sindrome-de-down https://www.tuasaude.com/sindrome-de-edwards/amp/ http://solmedicamentosespeciais.com.br/endocrinologia/sindrome-de-turner/ https://nace.igenomix.com.br/blog/super-femea-sindrome-do-triplo-x/ https://www.ufmg.br/cienciaparatodos/wp-content/uploads/2011/08/37-lipidiosmaisqueviloesumafontedeenergia.pdf https://mundoeducacao.uol.com.br/amp/biologia/carboidratos.htm https://www.passeidireto.com/pergunta/43655537/qual-a-diferenca-entre-os-monossacarideos-dissacarideos-e-polissacarideos https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Trifosfato_de_adenosina https://mundoeducacao.uol.com.br/amp/biologia/glicose.htm https://m.biologianet.com/amp/biologia-celular/glicolise.htm https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/biologia/ciclo-de-krebs https://www.ufrgs.br/lacvet/site/wp-content/uploads/2013/10/nitrogenioRaquelM.pdf https://www.infoescola.com/bioquimica/acido-glutamico/amp/ https://www.todamateria.com.br/ciclo-da-ureia/amp/ https://bioisoladas.blogspot.com/2019/01/os-papeis-essenciais-da-divisao-celular.html?m=1 https://m.brasilescola.uol.com.br/amp/o-que-e/biologia/o-que-e-necrose.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/amp/biologia/mutacao.htm https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/biologia/hereditariedade https://retinabrasil.org.br/os-tres-principais-padroes-de-heranca/ https://www.diferenca.com/dominante-e-recessivo/amp/ https://www.rededorsaoluiz.com.br/doencas/sindrome-de-down https://www.tuasaude.com/sindrome-de-edwards/amp/ http://solmedicamentosespeciais.com.br/endocrinologia/sindrome-de-turner/ https://nace.igenomix.com.br/blog/super-femea-sindrome-do-triplo-x/ https://www.ufmg.br/cienciaparatodos/wp-content/uploads/2011/08/37-lipidiosmaisqueviloesumafontedeenergia.pdf https://mundoeducacao.uol.com.br/amp/biologia/carboidratos.htm https://www.passeidireto.com/pergunta/43655537/qual-a-diferenca-entre-os-monossacarideos-dissacarideos-e-polissacarideos https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Trifosfato_de_adenosina https://mundoeducacao.uol.com.br/amp/biologia/glicose.htm https://m.biologianet.com/amp/biologia-celular/glicolise.htm https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/biologia/ciclo-de-krebs https://www.ufrgs.br/lacvet/site/wp-content/uploads/2013/10/nitrogenioRaquelM.pdf https://www.infoescola.com/bioquimica/acido-glutamico/amp/ https://www.todamateria.com.br/ciclo-da-ureia/amp/ 47 https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Gliconeog%C3%AAnese https://m.brasilescola.uol.com.br/amp/biologia/glicogenio.htm https://www.infoescola.com/bioquimica/lipoproteinas/amp/ https://m.brasilescola.uol.com.br/amp/o-que-e/quimica/o-que-e-fermentacao.htm https://www.senhortanquinho.com/gliconeogenese-dieta-low-carb-cetose/ https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Processo_biol%C3%B3gico https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Gliconeog%C3%AAnese https://m.brasilescola.uol.com.br/amp/biologia/glicogenio.htm https://www.infoescola.com/bioquimica/lipoproteinas/amp/ https://m.brasilescola.uol.com.br/amp/o-que-e/quimica/o-que-e-fermentacao.htm https://www.senhortanquinho.com/gliconeogenese-dieta-low-carb-cetose/ https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Processo_biol%C3%B3gico
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