ED- Química Fidiológica

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FISIOLÓGICAS QUÍMICA FISIOLÓGICA –
IB 309 ESTUDO DIRIGIDO PARA A SEGUNDA AVALIAÇÃO
Bioquímica do eritrócito 
01) Explique porque a via glicolítica e a via das pentoses realizam um papel fundamental para a bioquímica do eritrócito. 
Cerca de 90% da glicose que o eritócito capta é metabolicamente oxidado na via glicolítica e tem como produto final o lactato, ou seja, é uma glicólise anaeróbica. Na glicólise, o piruvato produzido é fermentado a lactato, permitindo que a via glicolítica continue, pois quando o piruvato vai à lactato, o NADH produzido na via glicolítica volta a ser NAD (é reoxidado).
Há a ocorrência da via das pentoses na hemácia, que possui um fluxo metabólico bem menor (aproximadamente 10% da glicose que entra na célula vai para essa via). e nessa via cada molécula de glicose gera duas moléculas de NADPH.
O NADPH gerado na via das pentoses é essencial para a produção de grupos tiol da hemoglobina, e também para proteínas de membrana contra oxidação. Ele exerce essa função protetora de forma indireta, mantendo os níveis celulares de glutatião reduzidos.
Portanto, a via glicolítica e a via das pentoses são as vias geradoras de moléculas energéticas (ATP, NADH e NADPH) nas hemácias.
02) Correlacione a via de Rapoport Luebering e a via da síntese de Glutationa, evidenciando a importância de cada uma e de seus produtos. Por que ambas são consideradas dispendiosas para a célula? 
Uma importante via de gasto energético é a Via de Rapport-Luebering, uma via de desvio da via glicolítica que gera o 2,3-difosfoglicerado. Essa via faz com que não haja a síntese de 1 ATP da via glicolítica. Apesar disso, ela é de extrema importância, pois o 2,3-DPG consegue se integrar com a molécula de hemoglobina diminuindo sua afinidade com o O2 e permitindo a oxigenação dos tecidos.
Outra via de consumo é a Via de Síntese de Glutatião (ou Via Glutationa), e a manutenção desse tri-peptídeo no estado reduzido. Nessa via, são gastas duas moléculas de ATP para que ocorra a ligação peptídica entre os aminoácidos (Glutamato, Cisteína e Glicina), formando o glutatião. 
03) A meta-hemoglobinemia é uma desordem caracterizada pela presença de um nível mais alto do que o normal de meta-hemoglobina no sangue. Em concentrações elevadas, a metahemoglobina pode desencadear anemia funcional e hipóxia em tecido. Descreva a via da metahemoglobina redutase e discorra sobre seu papel para o funcionamento normal do transporte de oxigênio no corpo.
 04) Explique como o 2,3-BPG influencia a saturação de oxigênio da hemácia e qual sua importância. 
Hemostasia e coagulação sanguínea
05) Sobre hemofilia, responda: 
a) Qual a sua definição? 
b) Qual a sua principal origem? 
c) Qual fator é mais comumente afetado? 
d) Com a ocorrência de hemofilia, as forças anti e pró-coagulantes estariam em desequilíbrio. Qual força estaria em excesso e qual o principal distúrbio associado a ela? 
06) Qual a importância do Óxido Nítrico (NO) e das Prostaciclinas (PGI2) no processo hemostático? 
07) Em situações normais, o tromboxano encontra-se em equilíbrio homeostásico no sistema circulatório, juntamente com as prostaciclinas. Como age o tromboxano quando liberado frente a uma lesão endotelial? 
08) Explique a metamorfose viscosa das plaquetas e cite os eventos que provocam esse processo.
09 Qual a diferença na constituição de tampões primários e secundários? 
Primários- composto por plaquetas da metamorfose viscosa
Secundários- composto por plaquetas, fibrinas e outras proteínas
10) Qual a importância da Vitamina K para o processo de coagulação sanguínea? 
Vitamina K é necessária para o funcionamento dos fatos II, VII, IV e X. E esses fatores são responsáveis pela transformação do fibrogênio (substância solúvel) em fibrina (substância não solúvel, auxiliadora da coagulação). 
Hormônios: natureza química e mecanismos de ação 
11) Sobre sinalização celular, responda: 
A) Qual a importância da liberação de sinais químicos? 
Capazes de regular o metabolismo, alterar ou manter o estado de diferenciação de céllas, influenciar no processo de proliferação celular ou indicar a apoptose. 
B) Explique a sinalização direta e a importância das junções comunicantes. 
A direta ocorre através das junções comunicantes, pelas quais o mensageiro químico passa de uma célula para a outra, desencadeando uma resposta na célula alvo. 
A importância da junção comunicante é por terem uma comunicação conexinas, ou seja, são células que por estarem em contato lado a lado que formam poros na membrana da célula ligando-as por um canal dessas células que são justapostas. Tendo uma comunicação mais facilitada para as células. 
C) Qual a diferença entre as sinalizações autócrina e parácrina? 
- Parácrina: o mensageiro químico é secretado e atua numa célula vizinha, se ligando a um receptor e desencadeando um mecanismo de transdução de sinal que reflete a resposta.
- Autócrina: o mensageiro químico secretado atua em um receptor presente na própria célula secretora.
D) Explique as sinalizações endócrina, neural e exócrina, evidenciando qual o sinal químico produzido por cada uma, onde os sinais são liberados e a forma como se propagam.
Endócrina: nessa sinalização a molécula é chamada geralmente de hormônio, e pode migrar a longas distancias, alcançando a célula alvo por um receptor de membrana ou intracelular, desencadeando uma resposta. 
Neural: os sinais elétricos que chegam no neurônio faz com que ocorra a liberação de um mensageiro químico na fenda sináptica, cujo o mensageiro é o neurotransmissor, que atua em um receptor desencadeando respostas. 
Exócrina: são moléculas sinalizadora chamadas de ferormônios são liberadas para o meio externo (ar, água) e se difundem pelo ambiente até alcançar sua célula alvo (ocorre em demarcação de território, cio etc). 
12) Como a estrutura química de um mensageiro pode determinar o tipo de receptor onde os mesmos vão se ligar? 
Devido à diluição dos hormônios na circulação sanguínea, acaba que o receptor para um neurotransmissor possui uma afinidade para esse sinalizador químico muito menor do que a afinidade dos receptores para hormônios, pois estes precisam ter afinidade muito maior para que o hormônio consiga se ligar à ele. Boa parte dos sinalizadores químicos hormonais são carreados por proteínas transportadoras específicas, e a especificidade/mecanismo de ação hormonal é dado pela presença ou não de um receptor específico na célula alvo, enquanto que a especificidade dos neurotransmissores é dada pela própria sinapse.
13) Por que hormônios hidrossolúveis e lipossolúveis apresentam diferenças no tempo para desencadear uma resposta celular e na duração da mesma? 
Sinalizadores químicos polares e apolares atuam através de diferentes mecanismos de sinalização. Isso ocorre porque as células estão separadas do meio extracelular pela membrana plasmática composta por uma bicamada de fosfolipídeos. Moléculas polares terão mais dificuldade para atravessar a membrana, necessitando de receptores presentes na membrana. Já as moléculas apolares, por possuírem as mesmas propriedades da membrana celular, se difundem com mais facilidade.
14) Explique o mecanismo de ação envolvido em receptores associados a proteína Gs, Gi e Gq, citando as enzimas alvo, 2º mensageiros e proteínas quinases. 
A proteína Gs quando ativada, fosforila a adenilil-ciclase que eleva os níveis de cAMP intracelulares (ATP -> AMPc). Esse AMPc ativa a proteína quinase dependente de AMPc que vai fosforilar enzimas nas células e desencadear cascatas bioquímicas para as mais variadas funções. A proteína Gi é o inverso da Gs. Ao invés de ativar a adenilil-ciclase, essa é inibida. Logo, há menor concentração de cAMP intracelular e levando à ações inibitórias. A Gq ativa a fosfolipase C, que vai degrada alguns fosfolipídeos de membrana, em especial o PIP2, em dois produtos: IP3 e o DAG. O IP3 mobiliza íons cálcio de seus locais de armazenamento (como mitocôndrias e retículosarcoplasmático) elevando suas concentrações intracelulares. Sabe-se então que o cálcio vai desempenhar VÁRIAS funções. Como por exemplo, aumento da força de contração muscular, mecanismos de exocitose de neurotransmissores e até mesmo a via de apoptose. O DAG vai ativar a proteína quinase C (PKC) que vai fosforilar outras proteínas que vão gerar cascatas bioquímicas que em conjunto vão resultar em ações celulares.
15) O que é e qual a importância do processo de amplificação de sinal? 
Relativo pequeno estímulo que desenvolve uma grande resposta. Liberação de moléculas da ligação de um sinalizador químico ao seu receptor. 
16) Esquematize um receptor transmembrana e um receptor enzimático, nomeando os domínios de cada um.
 
17) Cite 3 classes de receptores enzimáticos. 
Receptores tirosina quinasa
Receptores guanilil ciclase (GMPc) 
18) O receptor Guanilato ciclase pode se apresentar em duas formas diferentes. Qual são elas? Cite um ligante para cada uma das formas. 
Existem dois tipos de Guanilato Ciclase (isoenzimas) envolvidas na transdução de sinais: os de membrana, que são ativadas por seus ligantes celulares, e os solúveis, ativados pelo óxido nítrico intracelular (NO). O primeiro (de membrana) tipo existe em duas formas semelhantes de posicionamento que são ativados por seus ligantes celulares: ANF e a endotoxina bacteriana. Esses receptores são isoenzimas envolvidas na transdução de sinal que envolve a síntese de GMPc. 
19) Qual a natureza química de mensageiros que atuam em receptores intracelulares? Qual o mecanismo desse tipo de receptor? 
Tampões e equilíbrio ácido-base 
20) O que é pH? 
Significa potencial hidrogeniônico e consiste num índice que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma meio qualquer.
pH mede a concentração de H+ em determinada solução.
21) Qual a importância de manter o pH em condições normais no plasma? 
*Anfotericidade de diversas moléculas 
*Manutenção da estrutura e funcionalidade de proteínas e enzimas. 
*Homeostasia de diversas substâncias. 
*Processo Respiratório (efeito Bohr) etc. 
22) O que são ácidos e bases fracas? Exemplifique. 
23) O que é um tampão? 
É uma solução cujos constituintes são capazes de evitar grandes variações de pH quando a elas são adicionados ácidos ou bases. Uma solução tampão clássica é formada por uma base conjugada e um ácido fraco.
24) Demonstre a equação de Henderson-Hasselbach para o sistema HCO₃⁻ - H₂CO₃. Também informe como é calculada a faixa de tamponamento. 
pH= pka + log 10 [HCO3-/H2CO3] 
pka -1 <pka < pka +1
25) Cite quais são os principais tampões sanguíneos (informando seu pKa e sua faixa de tamponamento). 
H2CO3/HCO3- : pKa = 6,1
Fosfatos: H2PO4/HPO4 : pKa = 7,2
Ac. Acético = 4,8
Hemoglobinas
Proteínas Plasmáticas
26) Caso os tampões sanguíneos não consigam evitar alterações drásticas no pH do mesmo, sabemos que cabe aos pulmões e aos rins corrigir a carga de [H⁺] por ajustes na ventilação ou função renal. Explique de que forma são feitos tais ajustes e se ocorrem de maneira rápida ou lenta. 
Quando o organismo está em acidose, há hiperventilação pois o CO2 precisa ser eliminado para que o sangue se torne mais alcalino. Em alcalose, há hipoventilação pois é necessária a retenção de CO2 para a formação de HCO3 e liberação de H+. Esse mecanismo regulatório é rápido.
Quando o ajuste pela ventilação não é suficiente, os rins eliminam ou retêm CO2. Em acidose, o rim aumenta reabsorção de HCO3, deslocando o equilíbrio da equação para o lado de produção de CO2 que será eliminado pela urina. Em alcalose, ocorre o contrário. Há menor reabsorção de HCO3.
27) Defina os distúrbios ácidos-básicos e dê exemplos práticos de situações que desencadeiem a sua ocorrência. 
a) Acidose respiratória: 
b) Alcalose respiratória: 
c) Acidose metabólica: 
d) Alcalose metabólica: 
Metabolismo de Cálcio e Fosfato 
28) Qual é a importância do controle metabólico sobre os íons cálcio e fosfato? 
Pois o cálcio é responsável por inúmeros processos fisiológicos como contração muscular, liberação de hormônios, coagulação sanguínea, etc
O fosfato é importante pois é um componente intermediário do metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas. 
29) Quais são os principais locais de armazenamento para os íons cálcio e fosfato? 
Dentes e ossos
30) Como se dá a absorção de cálcio pelo TGI? 
Ocorre no duodeno principalmente, mas pode ocorrer também no jejuno. Entra na célula, se liga à calbidina, passa pela membrana baso-lateral através da Ca++ ATPase ou por um trocador Ca++ e Na+, chegando ao sangue. 
31) Sobre o paratormônio: 
a) É secretado em qual glândula e por qual(is) célula(s)? 
Gl Paratireoide, pelas células principais. 
b) Quais são os seus principais efeitos? 
Estimulam a reabsorção do Ca++ depositado nos ossos, estimula ativação da Vitamina D3, inibe a reabsorção renal de fosfato
c) Quais são os mecanismos de controle para o aumento/decaimento de suas concentrações sanguíneas? 
Hipocalcemia = aumento da concentração do hormônio na circulação.
Hipercalcemia = diminuição da concentração do hormônios na circulação. 
32) Sobre a calcitonina: 
a) É secretado em qual glândula e por qual(is) célula(s)? 
Gl Tireoide, pelas células parafoliculares 
b) Quais são seus principais efeitos? 
Inibe a reabsorção óssea, aumenta a deposição de cálcio nos ossos, inibe a absorção de cálcio nos intestinos, estimula a saída de Ca++ pelas vias excretoras. 
c) Quais são os mecanismos de controle para o aumento/decaimento de suas concentrações sanguíneas? 
33) Sobre a vitamina D: 
a) Explique o mecanismo celular que gera o aumento da absorção. 
b) Diga qual hormônio estimula a sua síntese e explique este processo.
Biossíntese de Leite 
34) Quais são os hormônios responsáveis pelo estímulo necessário ao desenvolvimento da glândula mamária (crescimento até a secreção de leite)? 
Progesterona e estrogênio estimulam desenvolvimento da glândula mamária.
Prolactina estimula a produção do leite
Ocitocina estimula secreção do leite
35) Esquematize uma glândula mamária e um alvéolo mamário. 
36) Disserte sobre os efeitos da prolactina e ocitocina sobre a glândula mamária. 
37) Quais são os principais substratos para a gliconeogênese? Não esqueça de informar qual é o ácido graxo volátil resultante da fermentação ruminal mais importante para esta via na glândula mamária] 
AA’s, carboidratos e glicerol.
Propionato e ac. Glicogênicos, que através da gliconeogênese forma a glicose
38) A lactose é o principal carboidrato do leite. Explique resumidamente a sua formação.
Ação da Proteína Gs – Ativação da Adenil Ciclase (que irá forma AMPc)
A proteína Gs é uma proteína trimérica localizada na face citosólica da membrana plasmática e medeia uma grande variedade de transdução de sinais.
O AMPc participa da ativação da proteína quinase A, ativando suas sub unidades catalíticas
Hormonio +receptor 🡪 libera subunidade alfa 🡪 Ela se desloca até Adenilato ciclase e ativa ela 🡪 Adenilato ciclase forma AMPc
Ação da ptn Gq -- Ativação da Fosfolipase C
Ativada ela cliva PIP2 em IP3, essa é hidrossolúvel, se liga a receptor e promove liberação do Ca++ sequestrado no reticulo sarcoplasmático 
O DAG, presente na membrana plasmática da célula graças a sua estrutura hidrofóbica, possui a função de ativar a proteína cinase C (PKC), uma enzima ligada à membrana plasmática que promove a fosforilação de radicais em diversas proteínas intracelulares.
Hormonio + receptor 🡪 Ptn Gq se liga a GTP 🡪 Vai até fosfolipase C e a ativa 🡪 Ela v=cliva PIP2 em IP3 🡪 Esse gera liberação de Ca++
Ação da ptn Gi – Inativação da Adenilato Ciclase
Promovendo o influxo de Ca2, por exemplo. 
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