EXERCÍCIOS CADEIA RESPIRATÓRIA - GABARITO COMENTADO

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Universidade Estadual de Montes Claros – Unimontes Centro de
Ciências Biológicas e da Saúde – CCBS Departamento de
Fisiopatologia – Bioquímica Monitora: Melissa da Silva Vieira |
Orientador: Prof. Dr. Humberto Gabriel Rodrigues
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO - CADEIA RESPIRATÓRIA
1) Uma biópsia de músculo de um paciente com uma doença rara, a doença de Luft, mostrou
mitocôndrias anormalmente grandes, que continham cristas dobradas quando examinadas ao
microscópio eletrônico. A atividade ATPásica basal das mitocôndrias foi sete vezes maior que o
normal. Por meio desses e de outros dados, concluiu-se que a oxidação e a fosforilação estavam
parcialmente desacopladas. Qual das seguintes afirmativas sobre esse paciente está correta?
a) A velocidade de transporte de elétrons é anormalmente baixa.
- Incorreta, pois a atividade ATPásica basal está sete vezes maior que o normal
b) O gradiente de prótons através da membrana mitocondrial interna é maior que o
normal.
- Incorreta, pois quando a fosforilação está parcialmente desacoplada do fluxo de elétrons, espera-se
um decréscimo no gradiente de prótons através da membrana mitocondrial interna e, assim, prejuízo
na síntese de ATP
c) Os níveis de ATP na mitocôndria são maiores que o normal.
- Incorreta, pois se espera um prejuízo na síntese de ATP a partir desse distúrbio
d) O cianeto não inibiria o fluxo de elétrons.
- Incorreta, a cadeia transportadora de elétrons vai continuar sendo inibida pelo cianeto
e) O paciente apresenta hipermetabolismo e temperatura interna elevada
- O problema na produção de ATP durante a fosforilação oxidativa na doença de Luft se dá devido a
um distúrbio na proteína ATP sintase onde a energia das ligações entre fosfatos é desperdiçada
através de calor. Em uma tentativa de compensar essa deficiência na captura de energia, o
metabolismo e o fluxo de elétrons até o oxigênio são aumentados. Esse hipermetabolismo será
acompanhado por um aumento na temperatura corporal, pois a energia dos combustíveis é em grande
parte desperdiçada, aparecendo como calor.
2) O uso de suplementos alimentares tem sido cada dia mais frequente em nosso país. Um dos
compostos mais utilizados atualmente é o ECA, composto pela Efedrina, Cafeína e Aspirina. Muitas
vezes seu uso por fisiculturistas acaba sendo indevido, com o fim de queimar gordura, o que não é
tão recomendado. Muitas pessoas, até aquelas que não são ligadas a competições, por exemplo,
acabam por consumir esse produto erroneamente, com a esperança de um emagrecimento rápido e
milagroso. Levando em conta que a substância, citada no texto, condiciona a um quadro de
desacoplamento da fosforilação oxidativa, DESCREVA a alteração no ciclo do ácido cítrico e
na via glicolítica sobre a síntese de ATP.
- As possíveis alterações encontradas em relação à via glicolítica e ao ciclo do ácido cítrico em um
caso de desacoplamento da cadeia respiratória seriam uma maior atividade glicolítica (tanto por
causa da presença da efedrina quanto pela deficiência na produção de ATPs pela cadeia); uma maior
produção de lactato (por causa da maior necessidade de ATP, já que a cadeia, que produz a maior
parte desse ATP, está com menor produção - via alternativa para produção rápida de ATP em
associação à via glicolítica); acúmulo de intermediários do ciclo do ácido cítrico (algumas enzimas
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são inibidas, o que acaba gerando esse acúmulo); e por fim a diminuição da produção de ATP
(acúmulo de NADH - inibe o ciclo).
3) “O último laudo do Instituto-Geral de Perícias (IGP) sobre o incêndio na boate Kiss foi entregue à
Polícia Civil de Santa Maria nesta terça-feira (19). E segundo os delegados responsáveis pela
investigação, a perícia confirmou que o tipo de espuma usada no teto e nas paredes da casa noturna
como revestimento acústico liberou gases tóxicos durante a queima, como cianeto e monóxido de
carbono. Esses gases são os mesmos apontados pelos exames de necropsia como os causadores da
morte de pelo menos 234 das 241 vítimas da tragédia. Segundo a análise do IGP, todas as pessoas
que morreram dentro da boate no dia 27 de janeiro foram vítimas de asfixia, e não de queimaduras ou
outros ferimentos”
- A morte nos casos descritos ocorre pela diminuição na produção de energia uma vez que os gases
dessa espuma agem como:
a) Bloqueadores da cadeia transportadora de elétrons
b) Desacopladores da cadeia transportadora de elétrons.
c) Desacopladores do ciclo de Krebs.
d) Inibidores do ciclo de Krebs.
e) Desacopladores da via glicolítica.
- Os gases CO (monóxido de carbono) e CN- (cianeto) são bloqueadores/inibidores da cadeia
transportadora de elétrons. Esses dois compostos atuam no complexo IV, agindo como inibidores
competitivos do citocromo C oxidase, que transfere elétrons para o O2. Dessa forma, eles agem
como inibidores respiratórios, pois impedem que os elétrons reajam com o O2 formando água.
- OBS.: os dois se ligam ao complexo IV por causa da sua afinidade com o ferro
4) Uma mulher de 25 anos apresenta fadiga crônica. Foi solicitada uma série de exames de sangue, e os
resultados sugerem que a contagem de células sanguíneas vermelhas está baixa devido à anemia por
deficiência de ferro. Tal deficiência levaria à fadiga por qual dos seguintes mecanismos?
a) A diminuição de seus centros Fe-S está impedindo a transferência de elétrons na cadeia
de transporte de elétrons.
b) Ela não está produzindo tanta H2O na cadeia de transporte de elétrons, levando à
desidratação, a qual resulta em fadiga.
c) Ferro forma um quelato com NADH e FAD2H que é necessário para eles doarem seus
elétrons para a cadeia de transporte de elétrons.
d) Ferro age como um cofator para a α-cetoglutarato-desidrogenase no ciclo do TCA, uma
reação necessária para o fluxo de elétrons através da cadeia de transporte de elétrons.
e) Ferro acompanha os prótons que são bombeados da matriz mitocondrial. Sem ferro, o
gradiente de prótons não pode ser mantido para a produção adequada de ATP.
- O ferro é essencial para a função adequada da cadeia respiratória, pois atua como cofator de proteínas
que são responsáveis pela transferência de elétrons e pela produção de ATP. A deficiência de ferro
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pode levar a uma redução na atividade dessas proteínas, o que pode resultar em uma diminuição na
produção de ATP e comprometer a função energética da célula.
5) Diversos compostos inibem a fosforilação oxidativa – a síntese de ATP a partir do ADP e do fosfato
inorgânico ligado à oxidação de substratos nas mitocôndrias. Qual das afirmações a seguir descreve a
ação da oligomicina?
a) Ela descarrega o gradiente de prótons através da membrana mitocondrial interna.
b) Ela descarrega o gradiente de prótons através da membrana mitocondrial externa.
c) Ela inibe a cadeia de transporte de elétrons diretamente pela sua ligação a um dos
carreadores de elétrons na membrana mitocondrial interna.
d) Ela inibe o transporte de ADP para dentro da matriz mitocondrial e de ATP para o
exterior.
e) Ela inibe o transporte de prótons de volta à matriz mitocondrial através da haste da
partícula primária.
- A oligomicina se liga a um domínio da ATP sintase, fechando o canal de H+ e impedindo o retorno
dos prótons à matriz mitocondrial, e consequentemente a fosforilação de ADP em ATP
6) Explique como os 2 NADH’s produzidos na via Glicolítica são transportados para a matriz
mitocondrial e, assim, oxidados para produção de ATP.
- Como não há transportador para o NADH na membrana mitocondrial interna e ele precisa entrar para
participar da cadeia transportadora de elétrons, ele é oxidado pela malato-desidrogenase e se une aooxaloacetato citosólico para formar o malato, que pode ser transportado livremente pela membrana
mitocondrial. Dentro da matriz mitocondrial, esse malato vai ser reconvertido a oxaloacetato pela
malato desidrogenase da matriz mitocondrial, regenerando o NADH.
- Para voltar para o citosol, o oxaloacetato utiliza das transaminases para se converter a aspartato e alfa
cetoglutarato, que voltam ao citosol pelos transportadores e se juntam novamente formando o
oxaloacetato.
7) Todas as afirmativas sobre a ligação do CN- (cianeto) para a cadeia transportadora de elétrons estão
corretas, EXCETO:
a) A fosforilação oxidativa será inibida
b) O transporte de elétrons será inibido
c) O bombeamento de prótons será inibido
d) Alguns citocromos ficarão oxidados
e) FADH² e NADH não serão oxidados
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- As alternativas (a), (b), (c) e (e) estão corretas pois o cianeto é um importante bloqueador da cadeia
respiratória, dessa forma, inibindo a fosforilação oxidativa, o transporte de elétrons, o bombeamento
de prótons e a oxidação do FADH² e NADH.
8) Uma jovem de Montes Claros, que sofria de bulimia, resolveu tomar por conta própria DNP
(2,4-dinitroferol) para fins de emagrecimento e estética. Após ingerir aproximadamente oito pílulas
do comprimido, a jovem foi admitida no Hospital Universitário Clemente de Faria (HUCF) com
febre alta, vômitos constantes e fadiga excessiva. Infelizmente, devido à alta dose do composto, a
jovem foi a óbito algumas horas após chegar no hospital. Conforme seus conhecimentos sobre a
fosforilação oxidativa, explique o efeito que o DNP teve no corpo da garota.
- O DNP é um chamado composto termogênico, que age criando uma nova via na cadeia respiratória
que realoca o fluxo de prótons da produção de ATP para a produção de calor (desacoplamento de
cadeia), dessa forma, com a diminuição da produção de ATP o corpo se vê obrigado a utilizar outras
reservas de energia para a produção de ATP, resultando em um maior gasto celular de nutrientes (daí
seu efeito emagrecedor). Porém, em excesso como no caso da jovem, este composto causou um
hipermetabolismo que gerou a fadiga e um aumento da temperatura corporal, que causou a febre alta.
9) Um bebê nasce com acidose lática congênita, porque ele tem uma deficiência na cadeia de transporte
de elétrons. Isto provoca uma diminuição na taxa à qual o NADH e FADH² podem ser oxidados para
produzir ATP usando fosforilação oxidativa. Você esperaria todos os efeitos seguintes, EXCETO:
a) A concentração de ADP na célula aumentaria e ativaria a glicólise
b) O aumento da glicólise iria produzir NADH e piruvato
c) A inibição da cadeia de transporte de elétrons iria aumentar a concentração de NADH
d) O aumento de NADH irá aumentar a conversão de piruvato a acetil-CoA
- Incorreta, o aumento de NADH inibe a conversão de piruvato a acetil-CoA pois indica riqueza
energética
e) O aumento de NADH e piruvato seria convertido em lactato pela lactato desidrogenase
10) Comparando-se o efeito de um inibidor com um desacoplador de fosforilação oxidativa,
a) O desacoplador pararia a oxidação de NADH pela cadeia de transporte de elétrons
- Incorreta, esse efeito seria observado na ação de um bloqueador
b) O inibidor permitiria a passagem de elétrons através da cadeia de elétrons
- Incorreta, o inibidor pararia a transferência de elétrons através da cadeia
c) O desacoplador inibiria a redução de oxigênio pela cadeia transportadora de elétrons
- Incorreta, esse efeito seria observado na ação de um bloqueador
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d) O inibidor iria aumentar o bombeamento de prótons pela cadeia de transporte de
elétrons
- Incorreta, esse efeito seria observado na ação de um DESACOPLADOR
e) O desacoplador iria aumentar a produção de calor pela mitocôndria.
- Correta, pois grande parte dos prótons que seriam utilizados para a produção de ATP são desviados
para a produção de calor.