ED - 4 e 5

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MINAS GERAIS 
ENFERMAGEM 
 
 
 
Carolina Martins Pereira 
Emanuely Tanguare Oliveira 
Gheisa Ferreira Araujo 
Ludmylla Sanchez Lemes 
 
 
 
 
 
4 E 5 ESTUDO DIRIGIDO DE BIOQUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIVINÓPOLIS 
2022 
 
Carolina Martins Pereira 
Emanuely Tanguare Oliveira 
Gheisa Ferreira Araujo 
Ludmylla Sanchez Lemes 
 
 
 
 
 
 
4 E 5 ESTUDO DIRIGIDO DE BIOQUÍMICA 
 
 
 
 
Trabalho para obtenção de créditos na 
primeira etapa da disciplina de Bioquímica do 
curso de Enfermagem da Universidade do 
Estado de Minas Gerais - Unidade Divinópolis. 
Sob orientação da professora Grazielle Ribeiro 
Goes. 
 
 
 
 
 
 
DIVINÓPOLIS 
2022 
GLICÓLISE E GLICONEOGÊNESE 
 
1. Para que a glicose possa chegar às células e ser internalizada, para então entrar 
na via glicolítica, é necessária a secreção de insulina por parte das células beta-
pancreáticas. Explique os eventos intracelulares que ocorrem na célula beta para 
que ocorra a secreção de insulina. Explique como a insulina age sobre a célula 
muscular para que a glicose seja internalizada. 
 
RESPOSTA: Depois de sintetizados, os grânulos de insulina ficam armazenados em um estoque 
intracelular, que irá fundir-se a membrana após um sinal específico e iniciar o processo de 
exocitose. Existem múltiplos ativadores da secreção de insulina, como aminoácidos, alguns 
hormônios gastrointestinais e o metabolismo da glicose. Além disso, as ilhotas pancreáticas 
são inervadas pelo sistema nervoso autônomo. Este controle neuronal auxilia na liberação 
coordenada de insulina após a ingestão de alimentos. No entanto, dentre todos esses 
ativadores que auxilia na secreção de insulina pela célula β, a glicose é o principal 
sensibilizador secretório. Com o aumento abrupto da glicose pós-prandial, ocorre a 
sensibilização da célula β-pancreática, promovendo a secreção de insulina com característica 
bifásica. A liberação de insulina é bifásica. A primeira fase (cerca de 4 a 10 min) resulta da 
fusão de vesícula de insulina ancoradas a membranas das células β pancreáticas e tem como 
principal função estimular a utilização de glicose, ao mesmo tempo inibindo a produção 
hepática de glicose. A fase posterior tem o objetivo de manter as concentrações basais de 
glicose. Nesta fase, as vesículas contendo grânulos de insulina ancoradas à membrana, são 
liberados a partir do estoque de liberação rápida. Esta primeira fase também é conhecida com 
desencadeadora, e tem o objetivo de direcionar a utilização da glicose da dieta, bem como 
inibir a produção hepática de glicose enquanto a concentração de glicose permanecer elevada, 
um segundo aumento ou fase é observado, esta segunda fase é conhecida fase de manutenção 
e tem uma durabilidade estendida. Nesta, os sinais para secreção de insulina são amplificados, 
levando ao recrutamento de vesículas localizadas no citoplasma da célula β-pancreática e 
ativação da síntese do próprio hormônio. Sendo assim, quando há elevação da glicemia, as 
células β-pancreáticas são expostas à concentrações elevadas de glicose e promovem a 
internalização deste açúcar através do receptor específico de transporte facilitado GLUT1, 
para que esta hexose estimule a secreção de insulina - A glicose é internalizada pelo GLUT2, 
dentro da célula, o metabolismo gera aumento da relação ATP/ADP. Esse aumento resulta no 
fechamento dos canais de K+ ATP, gerando uma despolarização na membrana e consequente 
abertura de canais de cálcio dependentes de voltagem. O aumento das concentrações 
intracelulares de cálcio é o estímulo necessário para que ocorra a fusão de vesículas e 
liberação de insulina. O GLUT2 possui uma elevada capacidade para transportar a glicose. Esta 
característica permite um rápido e eficiente transporte da glicose após uma sobrecarga de 
glicose, a favor de gradiente de concentração. Dentro da célula, a glicose é fosforilada à 
glicose-6-fosfato pela glicocinase. No meio intracelular, a glicose-6-fosfato segue a via 
glicolítica e o metabolismo ocasiona a geração de ATP mitocondrial, aumentando a relação 
intracelular de ATP/ADP, que conduz ao fechamento de canais de potássio sensíveis à ATP (K+ 
ATP) presentes na membrana das células β. A redução do efluxo de potássio nas células 
induzido pelo fechamento de K+ ATP, gera uma diferença de potencial de membrana, 
resultando na despolarização da membrana celular. Esta oscilação de voltagem ocasiona a 
abertura de canais de cálcio sensíveis à voltagem (Cav), permitindo o aumento do influxo de 
cálcio. O aumento de cálcio intracelular promove a ativação de um sistema de mobilização das 
vesículas de insulina, resultando na fusão das mesmas à membrana e sequente processo de 
liberação dos grânulos de insulina. Esta via de secreção de insulina é classicamente ativada 
por glicose. No entanto, nutrientes, hormônios ou outros agentes insulinotrópicos, podem 
ativar distintas vias de sinalização que culminam na secreção de insulina. Após a exocitose da 
insulina para a circulação sanguínea, este hormônio age em múltiplos alvos envolvidos na 
manutenção da homeostasia da glicose, como nos tecidos periféricos responsáveis pela 
metabolização da glicose, principalmente o tecido muscular, hepático e 33 adiposo. A 
captação de glicose por estes tecidos, que necessitam e/ou metabolizam a glicose, é realizada 
através da família dos GLUTs. A insulina se liga aos seus receptores de membrana das células 
musculares, e por uma cascata de reações de mensageiros intracelulares, ocorre a sinalização 
para que haja a translocação do GLUT 4 para a membrana plasmática, o GLUT4 é o responsável 
por transportar e internalizar a glicose nas células musculares. 
 
2. Durante a glicólise, a glicose (C6H1206) é convertida ao final da via, em duas 
moléculas de piruvato (C3H4O3). Pela fórmula molecular percebemos que quatro 
átomos de hidrogênio foram perdidos ao longo do processo. Qual foi o destino 
desses átomos? Em quais circunstâncias o piruvato é reduzido a etanol ou a 
lactato? 
 
RESPOSTA: Os átomos de hidrogênio são liberados pela dissociação do ácido láctico e captados 
pelo NADH, que trabalha como aceptor de elétrons para a oxidação do piruvato. O piruvato é 
reduzido a lactato através de fermentação láctica, recebendo os elétrons do NADH, e assim 
fazendo a regeneração do NAD1, que é necessário para continuar a glicólise. 
A glicose é convertida em piruvato pela glicólise, e o piruvato é convertido em etanol e CO², 
em circunstâncias anaeróbicas (na falta de oxigênio). 
3. Pesquisadores descobriram uma levedura mutante, cuja via glicolítica é menor 
devido à presença de uma nova enzima que catalisa a seguinte reação: 
 
a) Qual seria o efeito do encurtamento da via glicolítica desta célula em uma 
situação anaeróbia? 
b) E em uma situação aeróbia? 
c) Pesquise sobre o efeito do arsenato e explique porque ele pode ser 
considerado um veneno. 
 
RESPOSTA: 
A) A degradação anaeróbica também é chamada de fermentação. Logo seu produto final são 
a fermentação lática, alcoólica, propionica... Porem ao pular a a formação do ,3-
bisfosfoglicerato, adicionando um grupo fosfato no gliceraldeído 3-fosfato. Esse fosfato que 
foi adicionado iria passar pro ADP gerando um ATP e formando o 3-fosfoglicerato, e ao pular 
essa reação 1 ATP não será produzido. Porem o produto final continuaria o mesmo, mas sem 
o lucro de 2 ATP 
B) A mesma coisa da letra (a) acontece nessa situação, já que em situações aeróbicas a nica 
diferença é o produto final, que é a conversão do piruvato em acetil-CoA. Logo a redução da 
reação afetaria so a produção do ATP. 
 
C) O arsênico é um metaloide quase insípido e inodoro que causa significativa toxicidade 
aguda e crônica em todo o mundo. A substância tem uma fama de ser associada com 
envenenamentos intencionais e mortes, citados, inclusive, com bastante frequência na 
literatura ficcional. 
Os arsênicos sãoencontrados em uma variedade de compostos e em indústrias, e sua 
exposição é, na maioria das vezes, ambiental e ocupacional. O arsênico existe em sais 
inorgânicos elementares, em sais orgânicos e em formas gasosas. As formas elementares e 
orgânicas têm pouca ou nenhuma toxicidade, enquanto os compostos inorgânicos, incluindo 
arsenito (trivalente ou As3 +) e arseniato (pentavalente ou As5 +), são altamente tóxicos. 
O arsênico é um gás tóxico incolor e não irritante, que é encontrado na indústria de 
semicondutores, processos de fundição e refinamento de minério, e é produzido quando 
inseticidas contendo arsênico são misturados com ácidos. 
O arsênico é bem absorvido pelas vias gastrintestinal, respiratória e parenteral, e pode ser 
absorvido pela pele não intacta. Devido à sua solubilidade em água, o arsênico pentavalente 
(arseniato) é mais facilmente absorvido pelas membranas mucosas, como o trato 
gastrintestinal, do que o arsênico (arsenito), que penetra na pele mais rapidamente devido ao 
aumento da solubilidade lipídica. 
Após a absorção, o arsênico se liga à hemoglobina, aos leucócitos e às proteínas plasmáticas. 
Em 24 horas, o arsênico desaparece da circulação, sendo redistribuído para o fígado, os rins, 
o baço, o pulmão, o trato gastrintestinal, os músculos e os tecidos nervosos, com subsequente 
integração no cabelo, nas unhas e nos ossos. 
A excreção do arsênico é, predominantemente, renal. O arsênico atravessa a placenta e é 
teratogênico em animais e humanos, acumulando-se no feto. A forma gasosa do arsênico é 
incolor, praticamente inodora e extremamente tóxica. 
Os sinais e os sintomas de toxicidade variam com a forma, a quantidade e a concentração 
ingerida e as taxas de absorção e excreção dos vários compostos arsênicos. Com a toxicidade 
aguda, os efeitos clínicos geralmente se desenvolvem em questão de minutos a horas de 
ingestão. 
Os efeitos da intoxicação por arsênico envolvem diversos sistemas, sendo os efeitos 
gastrintestinais os mais importantes, com diarreia considerável descrita em forma de “água 
de arroz associada a náuseas e vômitos”, que pode ser difícil de diferenciar do cólera e durar 
de dias a semanas. Alguns pacientes podem apresentar hematêmese ou hematoquezia. Os 
pacientes podem se queixar de um gosto metálico na boca. 
Hipotensão e taquicardia secundária à depleção de volume, vazamento capilar e disfunção 
miocárdica ocorrem em casos moderados a graves, podendo ocorrerem taquicardias 
normalmente ventriculares. Os sintomas neurológicos centrais incluem cefaleia, confusão, 
delirium e alterações de personalidade. Encefalopatia crônica com delirium, alucinações, 
desorientação, agitação e confabulação que se assemelham à síndrome de Wernicke-
Korsakoff podem se manifestar. 
A neuropatia periférica pode ocorrer com distribuição de meia-luva, semelhante à neuropatia 
diabética, sendo inicialmente sensorial, com os sintomas motores se desenvolvendo mais 
tarde. Pacientes com intoxicação grave podem desenvolver uma paralisia ascendente que 
imita a síndrome de Guillain-Barré. Manifestações pulmonares incluem tosse, infiltrados 
pulmonares e síndrome do desconforto respiratório agudo. Os pacientes podem apresentar 
rabdomiólise e lesão renal aguda. 
As manifestações dermatológicas, por sua vez, são proeminentes e incluem erupções 
morbiliformes, alopecia, descamação, hiperpigmentação, hiperqueratose das palmas das 
mãos e solas dos pés, doença de Bowen e carcinomas espinocelulares e basocelulares. Ocorre 
o aparecimento de linhas características em unhas chamadas de “linhas de Mees”, 
comumente ocorrendo 4 a 6 semanas após a intoxicação. 
Manifestações crônicas ocorrem em intoxicações de menor intensidade e contínuas potenciais 
incluem hipertensão, doença vascular periférica, diabetes melito, doença de Addison, 
hipotireoidismo, hipertireoidismo, perfuração de septo nasal, câncer epidermoide, câncer do 
trato respiratório, angiossarcoma hepático e leucemia 
4. Durante realização de uma atividade física extenuante, como por exemplo, uma 
corrida, o músculo esquelético obtém energia através da degradação parcial da 
glicose em um processo anaeróbico. 
 
a) Qual o destino do piruvato em anaerobiose? 
b) Qual a importância dessa transformação? 
c) O aumento da concentração do produto citado na letra (a) acarreta uma 
diminuição do pH citoplasmático. Descreva o mecanismo fisiológico (ciclo de 
cori) responsável pela redução da concentração deste produto no músculo 
esquelético e na corrente sanguínea. 
 
RESPOSTA: 
A) Na ausência de oxigênio (anaerobiose), o piruvato precisa ser convertido a ácido láctico, 
pois essa é a rica reação capaz de regenerar NAD+ para que a glicólise possa continuar. 
B) A via glicolítica produz piruvato, e este, em presença de oxigênio, é degradado no ciclo do 
ácido cítrico produzindo NADH para a fosforilação oxidativa na mitocôndria. 
 
 
C) Durante um curto período de intenso esforço físico, a distribuição de oxigénio aos tecidos 
musculares pode não ser suficiente para oxidar totalmente o piruvato. Nestes casos, a glicose 
é convertida a piruvato e depois a lactato, através da via da fermentação láctica, obtendo os 
músculos ATP, sem recorrer ao oxigénio. Este lactato se acumula no tecido muscular e vai 
posteriormente para a corrente sanguínea. Quando o esforço físico termina, o lactato é 
convertido a glicose através da gliconeogénese, no fígado. O indivíduo continua a ter uma 
respiração acelerada por algum tempo: o O2 extra consumido neste período promove a 
fosforilação oxidativa no fígado e, consequentemente, uma produção elevada de ATP. 
 
5. (a) Como é feita a regulação da glicólise e da gliconeogênese? 
(b) Por que a regulação da fosfofrutocinase pela carga energética não é tão 
importante no fígado como é no músculo? 
(c) Relacione o papel da glicose 6-fosfatase à função do fígado e justifique sua 
ausência em outros órgãos. 
 
RESPOSTA: 
A) Quando o ATP é necessário para processos como a contração muscular, a glicólise precisa 
ser ativada. A hexoquinase é inibida pelo excesso de glicose 6-fosfato; a PFK-1 é inibida pelo 
acúmulo de ATP e citrato, um intermediário do ciclo do ácido cítrico, um processo produtor 
de energia. Tanto o ATP quanto o citrato indicam um suprimento adequado de energia. A 
depleção de ATP leva ao acúmulo de AMP, o que reduz o efeito inibitório do ATP no PFK-1. A 
frutose 2,6-bifosfato também reduziu esse efeito inibitório. A taxa de formação de frutose 1,6-
bifosfato é então aumentada e, em alguns tecidos, isso ativa a piruvato quinase. Quando seu 
produto não é mais necessário, a atividade glicosídica diminui. O piruvato é o ponto de partida 
para a síntese de glicose. A via da gliconeogênese do piruvato é comparada à via glicolítica, na 
qual vários intermediários e enzimas são idênticos. As sete reações de quase-equilíbrio da 
glicólise ocorrem em direções opostas durante a gliconeogênese, e as três reações 
metabólicas irreversíveis da glicólise requerem a reação exclusiva da gliconeogênese, 
consistindo em catálise de piruvato quinase, fosfofrutoquinase-1 e hexose quinase. 
B) A regulação energética é mais importante no musculo, pois ele é um órgão 
majoritariamente energético e necessita de uma grande demanda de ATP para contração da 
fibra muscular. Já o fígado é um órgão de regulação metabólica, por isso ele depende 
majoritariamente da regulação hormonal. 
C) O glicogenio fosforilase é ativado por uma sequência de reações de ativação desencadeadas 
pela ligação de um hormônio pra um receptor de membrana específico. O hormônio 
responsável pelo processo é diferente no fígado e no músculo, e isto está relacionado com o 
diferente papel destes órgãos e com as enzimas neles presentes. fígado possui glicose-6-
fosfatase, podendo por isso transformar glicose-6-P (que não pode sair das células) em glicose 
(que pode sair das células). Seu glicogênio é, portanto, uma reserva de glicose parauso por 
outras células em períodos de deficiência de glicose. Sua degradação é estimulada pela ligação 
de um hormônio liberado pelo pâncreas quando os níveis de glicose no sangue não estão 
baixos: o glucagon. No fígado, a ação desta enzima conduz a glicogenólise para geração de 
glicose livre e a manutenção da concentração desta no sangue. No músculo, por exemplo, não 
possui glicose-6-fosfatase e, portanto, não pode transformar glicose-6-P (que não pode sair da 
célula) em glicose (que pode sair das células). O glicogênio do músculo é devido a uma reserva 
de glicose-6-P para consumo próprio em situações de emergência. Sua degradação é 
estimulada pela ligação de um hormônio que sinaliza situações perigosas: a adrenalina 
(também chamada de epinefrina).