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Digestão dos carboidratos Os principais polissacarídeos da dieta são de origem animal (glicogênio) e vegetal (amido). Essa digestão é rápida e geralmente está completa no momento que o conteúdo estomacal atinge a junção duodeno e jejuno. A hidrólise de ligações glicosídicas é catalisada por uma família de glicosidades que degrada os carboidratos. O amido é a principal fonte de carboidratos da dieta e, sendo um polissacarídeo, deve ser hidrolisado até glicose. A digestão começa na boca, onde as ligações glicosídicas (ligações entre os carboidratos) são “quebradas” em presença das enzimas especiais presentes na saliva (amilase salivar ou ptialina). A amilase salivar atua brevemente sobre o ami8do da dieta, de maneira aleatória. Os produtos da digestão da amilase uma mistura de oligossacarídeos. No estomago, há uma parada da digestão por causa do seu pH ácido, mas quando o seu conteúdo entra no intestino delgado ele é neutralizado pelo bicarbonato e a amilase pancreática (secretada pelo pâncreas) continua o processo de digestão do amido. Resumindo, as hidrólises aleatórias do amido pelas enzimas amilases salivar e pancreática resultam em moléculas polissacarídeas cada vez menores chamadas de dextrinas, até se reduzirem à condição de dissacarídeos chamadas de maltoses. As maltoses serão hidrolisadas em duas moléculas de glicose, através da ação da enzima maltase. Transporte: A glicose, presente na luz intestinal, é absorvida (por transporte ativo ou simples difusão) e encaminhada para o sangue em concentrações controladas (glicemia). Bibliografia: FERREIRA, C. P. Bioquímica básica. 6. ed. São Paulo: MNP, 2003. MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 2ª/3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999/2007. MURRAY, R.K e colaboradores. Harper: Bioquímica Ilustrada. 26 ed. São Paulo; Atheneu, 2006 CHAMPE, P. C.; HARVEY, R. A.; FERRIER, D. R. Bioquímica ilustrada. 2. ed. Porto Alegre: Artmed 2006. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier, 1995. Exercício 1: Analise as afirmativas a seguir a respeito da digestão do amido. Está correto em afimar que I - a maltose e a amilase salivar são enzimas que participam deste processo II - a amilase salivar, FFK e maltase são enzimas que participam deste processo III- a amilase salivar, amilase pancreática e maltase são enzimas que participam deste processo A) As alternativas I e II estão corretas B) As alternativas II e III estão corretas C) As alternativas I, II e III estão corretas D) Somente a alternativa I está correta E) Somente a alternativa III está correta Exercício 2: Os carboidratos são digeridos rapidamente no organismo humano, a hidrólise de ligações glicosídicas são catalisadas por enzimas específicas.Os principais polissacarídeos da dieta são de origem animal (glicogênio) e vegetal (amido). Assinale qual das alternativas identificam os sítios de digestão dos carboidratos: A) Os principais sítios de digestão são a boca e o estômago B) Os principais sítios de digestão são a boca, o estômago e o intestino C) Os principais sítios de digestão são a boca e o intestino D) Os principais sítios de digestão são o sangue, a boca e o intestino E) Exercício 3: Existem vários tipos de carboidratos conhecidos. Os Amidos são a maneira que as plantas usam para armazenar energia. Muitos alimentos contêm amidos, tais como batatas, alguns grãos, bananas entre outros. Nosso sistema digestivo quebra um carboidrato em moléculas de glicose para que esta glicose possa entrar na sua corrente sangüínea. No entanto, leva muito mais tempo para quebrar o amido. Podemos considerar o amido como: I- Um carboidrato complexo é composto de cadeias de moléculas de glicose; II- Um carboidrato simples composto por cadeias de moléculas de glicose; III- Um oligossacarídeos usado com fonte de energia das plantas A) A alternativa I está correta B) A alternativa II está correta C) A alternativa III está correta D) As alternativas I e II estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas Exercício 4: A maltose é formada pela união de duasmoléculas encontrada nos cereais, principalmente no malte (matéria prima da cerveja). É o produto imediato da hidrólise do amido. A maltose, produto obtido durante a digestão do amido é um dissacarídeo composto de: E) glicose e glicose D) galactose e frutose C) galactose e glicose B) glicose e frutose A) frutose e frutose Glicólise ou via glicolítica A glicólise ou via glicolítica é a seqüência de reações que transforma uma glicose em 2 piruvato com a concomitante produção de uma quantidade relativamente pequena a ATP. Todos os intermediários entre a glicose e piruvato são fosforilados. OBS: A via glicolítica ocorre no citosol e pode ocorrer em condições anaeróbicas e aeróbicas. Glicólise: A reação da Glicólise ocorre em duas etapas: Uma fase de investimento de energia, na qual os intermediários fosforilados são sintetizados a custa do consumo de 2 ATPs. Na segunda etapa da glicólise produz poucos ATPs Na via Glicolítica ou Glicólise para cada molécula de Glicose - Começa gastando 2 ATPs no início da via. - Ganha 4 ATPs no final da via 4 ATP (ganhos) – 2 ATP (consumidos) = 2 ATP (saldo final) - Ganha 2 NADH + 2 H Resumindo: Na glicólise, para cada molécula de glicose há uma produção de: - 2 NADH e - 2ATP (saldo final) - 2 Piruvatos A oxidação da glicose e a produção de ATP estão associados a redução do NAD+ para NADH. Como NAD+ existe nas células em concentração limitantes, muito inferior a quantidade de substrato), a manutenção da glicose depende da reoxidação do NADH em NAD+ . A oxidação da glicose e a produção de ATP estão associados a redução de NAD+ para NADH. Como NAD+ existe nas células em concentração limitantes, muito inferior a quantidade de substrato), a manutenção da glicose depende da reoxidação do NADH em NAD+. Os organismos regeneram o NAD+ através de dois processos básicos, segundo a disponibilidade de oxigênio: Em aerobiose – utilizam O2(da respiração) para oxidar NADH. Em anaerobiose – não utiliza o O2,o própri o piruvato produzido pela glicólise serve como aceptor dos elétrons do NADH, sendo reduzido a lactato. A degradação anaeróbica da glicose é chamada de Fermentação. As fermentações são processos auto-suficientes, ou seja, independem de outras vias por serem capazes de regenerar as coenzimas que são utilizam para a produção de ATP. Fermentação Lática Este processo é utilizado por: · algumas espécies de bactérias · hemácias · fibras musculares de contração rápida · fibras musculares em geral quando submetidos a esforço intenso Em certos organismos, como a leveduras e algumas bactérias, a regeneração do NAD+ é feita por outro processo: O piruvato é descarboxilado, originando um acetaldeído, que, servindo como aceptor dos elétrons do NADH, reduz a etanol. Fermentação Alcoólica: Em certos organismos, como a leveduras e algumas bactérias, a regeneração do NAD+ é feita por outro processo: O piruvato é descarboxilado, originando um acetaldeído, que, servindo como aceptor dos elétrons do NADH, reduz a etanol. Bibliografia: FERREIRA, C. P. Bioquímica básica. 6. ed. São Paulo: MNP, 2003. MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 2ª/3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999/2007. MURRAY, R.K e colaboradores. Harper: Bioquímica Ilustrada. 26 ed. São Paulo; Atheneu, 2006 CHAMPE, P. C.; HARVEY, R. A.; FERRIER, D. R. Bioquímica ilustrada. 2. ed. Porto Alegre: Artmed 2006. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier, 1995. Exercício 1: 1- O lactato é produzido pelo organismo após a queima da glicose (glicólise), para o fornecimento de energia sem a presença de oxigênio. Durante as atividades físicas o suprimento de oxigênio nem sempre é suficiente. O organismo busca esta energia em fontesgraxos é o acetil-CoA III- A síntese de ácidos graxos ocorre na mitocôndria A) As alternativas I e II estão corretas B) As alternativas II e III estão corretas C) As alternativas I, II e III estão corretas D) Somente a alternativa I está correta E) Somente a alternativa II está correta Exercício 2: Uma grande proporção de aços graxos usados pelo organismo é obtida pela dieta. Os carboidratos, proteínas e outras moléculas, quando obtidas da dieta em excesso em relação às necessidades desses compostos, podem servir como substrato para formação de ácidos graxos. Durante a síntese de lipídeos, que ocorre no citoplasma, a primeira etapa é a transferência de unidades de acetato para o citosol, a partir da acetil-CoA mitocontrial. A coenzima A componente da acetil-CoA não pode atravessar a membrana mitocondrial, o organismo consegue superar esta dificuldade transportando outra molécula que após atravessar se quebrará em acetil-CoA e oxaloacetato. Qual o nome esta molécula? A) Colesterol B) Malonil-CoA C) Piruvato D) Citrato E) Acetil-COA Exercício 3: 1- Durante a biossíntese de ácidos graxos a primeira etapa é o transporte de acetil-CoA para o citoplasma, observe o esquema a seguir e responda: I- O citrato proveniente do glicólise será mandado da mitocôndria para o citosol por intermédio da enzima translocase II- O citrato proveniente do ciclo de Krebs será mandado da mitocôndria para o citosol por intermédio da enzima translocase; III- A síntese de ácidos graxos ocorre no citoplasma das células adiposas onde se acham agrupadas as enzimas correspondentes Podemos afirmar que: A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) Somente a alternativa III está correta D) As alternativas II e III estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas Exercício 4: Como a molécula de triacilglicerois (TAG) é muito grande para serem captadas eficientemente pelas células da mucosa das vilosidades intestinais, elas são quebradas por uma enzima específica em 3 moléculas de ácidos graxos e 1 molécula de glicerol. Os ácidos graxos liberados durante a degradação de TAG movem-se através da membrana celular dos adipósitos e imediatamente se ligam à albumina no plasma. O glicerol é liberado durante a degradação de TAG são: A) pode participar na gliconeogênese para produzir o glicogênio hepático B) pode participar na gliconeogênese para produzir a glicose para manter a glicemia C) são quebrados pela Lipase Hormônio sensível para produzir ATP D) pode participar da cadeia respiratória para produzir o ATP E) permanecem obrigatoriamente na forma livre no sangue Exercício 5: A síntese de ácidos graxos de ácidos graxos é um processo normal e necessário para o organismo. O lipídeo além de constituírem uma importante reserva de energia, atuam como isolantes térmicos, entre outros. A respeito da síntese de ácidos graxos podemos afirmar que a reação a seguir: Acetil-CoA + CO2 + ATP → Malonil- CoA + ADP I – esta reação é catalisada pela enzima acetil- CoA carboxilase II – Há um ganho de uma energia durante a formação de malonil-CoA III – A reação acima é a primeira etapa da síntese de novos ácidos graxos no citosol da célula. Podemos afirmar que: A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) Somente a alternativa III está correta D) As alternativas II e III estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas Degradação de Triacilglicerois: Os triacilgliceróis devem ser hidrolisados até ácido graxos e glicerol para serem mobilizados e lançados para a corrente circulatória (lipólise). Essa hidrólise ocorre no tecido adiposo por ação da “lípase hormônio sensível” (LHS) que hidrolisa as ligações éster e separa as partes componentes dos triacilgliceróis. A LHS é inibida pela insulina. A LHS é ativada pelos hormônios glucagon, adrenalina, hormônio de crescimento e corticóides, estes hormônios são ditos lipolíticos. Os ácidos graxos são lançados na corrente circulatória, associando-se à albumina plasmática (formando lipoproteínas) sendo levados aos tecidos consumidores. O Glicerol, como também não é utilizado pela célula adiposa, por falta da enzima gliceroquinase ( exclusiva do fígado do tecido hepático), também é levado pelo sangue ao fígado , onde é metabolizado. Degradação de ácidos graxos ou b-oxidação ou ciclo de Lynen: Nas células os ácidos graxos (acil-CoA) serão oxidados no interior das mitocôndrias ( matriz mitocondrial) por uma denominada de b-oxidação ou ciclo de Lynen, até CO2 e H2O, liberando a energia que contém, parte da qual será usada na síntese do ATP. b-oxidação ou ciclo de Lynen é uma via que contém uma série de reações que ao final das quais a acil-CoA é encurtada de dois em dois carbonos, liberandos sob a forma de acetil- CoA. No citoplasma (ativação do ácido graxo) Esta reação é catalisada pela enzima Acil-CoA sintetase A passagem para o interior das mitocôndrias se dá através do auxílio de um transportador específico (carnitina). Observações que você deve fazer no ciclo de Lynen · No ciclio de Lynen (degradação de ácido graxo) tem-se a redução de FAD para FADH2 e de NAD+ para NADH + H. · O processo é aeróbico e em cada volta é acionada a cadeia respiratória consumindo O2. · Por volta o ciclio de Lynen gera 5 ATPs (2 vindo FADH2 e 3 vindo do NADH que vão para a cadeia respiratória). Utilização do glicerol: Cada molécula a ser metabolizada é ativada no fígado (e não no tecido adiposo) a glicerofosfato e depois oxidada a diidroxiacetona- fosfato, e esta é a convertida a gliceraldeído -3 –fosfato através de uma isomerase. Referências: FERREIRA, C. P. Bioquímica básica. 6. ed. São Paulo: MNP, 2003. MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 2ª/3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999/2007. MURRAY, R.K e colaboradores. Harper: Bioquímica Ilustrada. 26 ed. São Paulo; Atheneu, 2006 CHAMPE, P. C.; HARVEY, R. A.; FERRIER, D. R. Bioquímica ilustrada. 2. ed. Porto Alegre: Artmed 2006. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier, 1995. Exercício 1: Como a molécula de triacilglicerois (TAG) é muito grande para serem captadas eficientemente pelas células da mucosa das vilosidades intestinais, elas são quebradas por uma lipase hormônio sensível (LHS) em 3 moléculas de ácidos graxos e 1 molécula de glicerol. O glicerol liberado durante a degradação de TAG é transportado pela circulação até o fígado, pode participar na gliconeogênese ou na glicólise. Os ácidos graxos liberados durante a degradação de TAG movem-se através da membrana celular dos adipósitos e imediatamente se ligam à albumina no plasma. Quando são aos tecidos, entram na célula, tornando-se ativados na forma de acil-coA e são transportados para dentro da mitocôndria por meio de um transportador? Qual o nome deste transportador? A) Carnitina B) Translocase C) Lipase D) Coenzima A E) Carboxilase Exercício 2: Os triacilgliceróis devem ser hidrolisados até ácido graxos e glicerol para serem mobilizados e lançados para a corrente circulatória (lipólise). Numa célula eucariótica a enzima Lipase hormônio sensível (LHS) responsável pela ativação dos triacilglicerois encontra-se: A) na matriz mitocondrial B) na membrana interna da mitocôndria. C) no espaço intermembranar D) no citosol das células E) No núcleo da células Exercício 3: Entre os açúcares obtidos a partir da quebra dos carboidratos, o que mais engorda quando ingerido em excesso é a glicose, contida em doces, balas e refrigerantes. Mas, ao mesmo tempo, ela é de grande importância quando precisamos de energia porque produz uma molécula chamada de ATP (abreviatura de adenosina-trifosfato). A ATP contém a energia química de que as células do nosso corpo precisam para realizar quase todas as suastarefas. É ela, por exemplo, que cede energia para a contração dos músculos quando chutamos uma bola.Mas quando estamos com mais glicose no sangue do que é necessário para fazer nosso organismo funcionar, o excesso transforma-se numa gordura chamada palmitato (que não tem nada a ver com palmito!). Este é o principal componente das indesejáveis gorduras, que os médicos e químicos chamam de triglicerídeos (trecho do artigo: Débora Foguel. Os alimentos e suas calorias Revista Ciência Hoje das crianças on line . 15/10/2001 | Atualizado em 04/08/2010). Ao contrário, podemos, através de uma dieta, requerer esses triacilglicerídeos para obtenção de energia (ATP), para isto é necessário: I- Promover a quebra do triacilglicerol em 3 ácidos graxos e 1 glicerol II- Promover o armazenamento do triacilglicerol nas células adiposas III- Os ácidos graxos do triacilglicerois serão usados para a obtenção de energia dentro da mitocôndria IV- O glicerol do triacilglicerol será usados para a obtenção de energia dentro da mitocôndria Podemos afirmar que: A) As alternativas I e IV estão corretas B) As alternativas III e IV estão corretas C) As alternativas II e IV estão corretas D) As alternativas I e III estão corretas E) As alternativas II e III estão corretas Exercício 4: Como a molécula de triacilglicerois (TAG) é muito grande para serem captadas eficientemente pelas células da mucosa das vilosidades intestinais, elas são quebradas por uma enzima específica em 3 moléculas de ácidos graxos e 1 molécula de glicerol. Os ácidos graxos liberados durante a degradação de TAG movem-se através da membrana celular dos adipósitos e imediatamente se ligam à albumina no plasma. O glicerol é liberado durante a degradação de TAG são: A) pode participar na gliconeogênese para produzir o glicogênio hepático B) pode participar na gliconeogênese para produzir a glicose para manter a glicemia C) são quebrados pela Lipase Hormônio sensível para produzir ATP D) pode participar da cadeia respiratória para produzir o ATP E) permanecem obrigatoriamente na forma livre no sangue Exercício 5: Durante a lipólise, após a quebra do Triacilglicerol (TGA) pela enzima lípase hormônio sensível (LHS) em glicerol e 3 ácidos graxos no citosol das células. Os ácidos graxos são converitdos em acil-CoA, I- Para ser degradados no ciclo de Lynen citosólico II- Para ser transportado para o citosol através de um transportador específico chamado de translocase III- Para a passagem para o interior da micondria com o auxílio da carnitina. Podemos afirmar que: A) a- Somente a alternativa I está correta B) b- Somente a alternativa II está correta C) c- Somente a alternativa III está correta D) d- As alternativas II e III estão corretas E) e- A alternativa I e III estão corretas Formação de Corpos Cetônicos: A acetil-CoA formada na oxidação de ácidos graxos só entra no ciclo de Krebs se a degradação de lipídios e a de glicídeos estiverem adequadamente equilibradas. O motivo é que a entrada de acetil-Coa no ciclo de Krebs depende da disponibilidade de oxaloacetato para a formação de citrato. No jejum intenso ou na diabetes, o oxaloacetato é usado para formar glicose pela via gliconeogênese e por isso, não está disponível para o ciclo de krebs, nessas condições , a acetil-CoA é desviada para a formação de: - acetoacetato, D-3- hidroxibutirato e acetona - que são referidos como – Corpos cetônicos. - O odor da acetona pode ser detectado na respiração de uma pessoa que tenha um nível alto de acetoacetato no sangue. - O fígado é a principal local de produção de acetoacetato e 3-hidroxibutirato. Estas substâncias difundem-se das mitocôndrias do fígado para o sangue, sendo transportadas para o tecido. - acetoacetato e 3-hidroxibutirato – são substratos normais para a respiração. A glicose é o alimento principal para o cérebro e glóbulos vermelhos do sangue em um pessoa bem nutrida em dieta equilibrada. No entanto, o cérebro adapta-se à utilização de acetoacetato durante o jejeum prolongado e em diabetes. Em jejum muito prolongado, 75% das necessidades energéticas do cérebro são atendidas pelo acetoacetato. O acetoacetato tem papel regulador . Altos níveis de acetoacetato no sangue significam uma abundância de unidades acetila e levam a um decréscimo na velocidade da lipólise no tecido adiposo. Quando a produção de corpos cetônicos ultrapassa o aproveitamento pelos tecidos extra-hepáticos, estabelece-se uma condição denominada cetose, caracterizada por uma concentração elevada de corpos cetônicos no plasma (cetonemia) e na urina (cetonúria). Cetomenia – resulta em acidose, isto é uma diminuição do pH sanguìneo. Em casos de cetose acentuada, o cérebro obtém uma parte considerável da energia de que necessita por oxidação dos corpos cetônicos. Utilização do acetoacetato como fonte de energia. O acetoacetato pode ser transformado em duas moléculas de acetil CoA, que, então entram no ciclo de Krebs. Exercício 1: Os ácidos graxos existem no organismo na forma livre (AGL), isto é não esterificados e também são encontrados como ésteres de acila em moléculas mais complexas, tais como o triacilglicerois. Em todos os tecidos existem níveis baixos de AGL, entretanto, algumas vezes pode ser encontrados quantidades elevadas de AGL. O nosso organismo é capaz de sintetizar os ácidos graxos a partir de outros substratos durante o metabolismo dos ácidos graxos. A respeito da regulação hormonal da síntese de ácidos graxos é correto afirmar: I - a insulina e a adrenalina ativam esta via II - o glucagon ativa a via de síntese de ácidos graxos quando o indivíduo está em jejum III - o insulina ativa esta via A) As alternativas I e II estão corretas B) As alternativas II e III estão corretas C) Somente a alternativa II está correta D) Somente a alternativa I está correta E) Somente a alternativa III está correta Exercício 2: A insulina é um hormônio pancreático que atua no metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas. A insulina liga-se a receptores specíficos de alta afinidade na membrana celular da maioria dos tecidos, incluindo o fígado, o músculo e o tecido adiposo. O efeito sobre o metabolismo de lipídeos é no tecido adiposo que responde em minutos à administração da insulina a qual ativa quais vias abaixo? A) via de degradação de lipídios e síntese de colesterol B) vi Via de degradação de lipídios e degradação de colesterol C) v Via de síntese de lipídios e síntese de colesterol D) ciclo de lynen e via de síntese de lipídios E) v Via de síntese de lipídios e formação de corpos cetônicos Exercício 3: Os corpos cetônicos são produzidos a partir do acetil-CoA nas células do fígado quando a disponibilidade de carboidratos é escassa no nosso organismo. O organismo, portanto, precisa de energia. Durante o jejum prolongado, os níveis de glicose no sangue (glicemia) tende a abaixar, neste momento os corpos cetônicos formados são lançados no sangue, pois o cérebro consegue obter parte de sua energia através dos corpos cetônicos. Quais as conseqüências de um aumento nos níveis de corpos cetônicos no sangue (cetonemia). A) Todos corpos cetônicos produzidos serão excretados pela urina B) Com o aumento de corpos cetônicos no sangue pode ocorrer uma alcalose metabólica C) Os corpos cetônicos são neutros, portanto, não há nenhum problema com o aumento deles no sangue. D) Com o aumento de corpos cetônicos no sangue pode ocorrer uma acidose metabólica E) Com o aumento de corpos cetônicos no sangue o indíviduo fica hiperglicêmico. Exercício 4: Durante o jejum, o fígado é inundado com ácidos graxos mobilizados do tecido adiposo. Como conseqüência: I- Diminui o acetil_CoA produzido da degradação do piruvato II- Eleva-se o acetil –CoA produzido pela degradação de ácidos graxos para a formação de energia III- Eleva-se o acetil-CoAproduzido durante a degradação dos ácidos graxos para a formação de corpos cetônicos IV- A uma diminuição da quantidade disponível de oxaloacetato para o ciclo de Krebs Podemos afirmar que: A) A As alternativas I e IV estão corretas B) B As alternativas III e IV estão corretas C) C As alternativas II e IV estão corretas D) D As alternativas I e III estão corretas E) E As alternativas II e III estão corretas Exercício 5: A mitocôndria do fígado tem a capacidade de converter acetil-CoA provinientes da β-oxidação dos ácidos graxos em corpos cetônicos. Os compostos podem ser classificados como acetoacetato, 3-hidroxibutirato, e acetona Os dois corpos cetônicos funcionais são acetoacetato e 3-hidroxibutirato. Os coprpos cetônicos tammbem podem ser convertidos novamente em acetil_coA tendo como destino. A) - O ciclo de Lynen onde formará novosacetil-CoA B) - O ciclo de Krebs onde serão oxidadas as moléculas C) - Serão convertidos em colesterol total no organismo D) - São armazenados nas células adiposas E) - São mandados para a corrente sanguínea, independentemente do seu retorno a forma de acetil-CoAalternativas, produzindo o lactato. Este lactato é obtido: I – no citosol, o lactato é produzido a partir do piruvato em grande quantidade apenas em condições anaeróbicas II - em condições aeróbicas o lactato é o aceitador final de elétrons III - em condições anaeróbicas o piruvato é transportado para a mitocôndria e transformado em lactato Podemos afirmar que: A) alternativa II está correta B) A alternativa III está correta C) As alternativas I e II estão corretas D) As alternativas I e III estão corretas E) A alternativa I está correta Exercício 2: O esquema abaixo representa um processo bioquímico utilizado na fabricação de vinhos e cervejas. Qual o processo bioquímico está representado no esquema? Glicose → Piruvato → Etanol A) Fermentação com o objetivo de produção de ATP e lactato para as leveduras B) Glicólise anaeróbica ou fermentação alcoólica com o objetivo de produção de ATP para as leveduras C) Glicólise aeróbica com o objetivo de produção de ATP para as bactérias D) Glicólise aeróbica com o objetivo de produção de etanol E) Glicólise anaeróbica com o objetivo de produção de etanol para as fibras musculares Exercício 3: As reações catabólicas têm o propósito de capturar a energia química obtida da degradação de moléculas ricas em energia, para a formação o ATP. A glicose da dieta ou proveniente da fabricação endógena é uma molécula que é degradada pelos animais com o propósito de liberar energia. A produção de energia pode requer ou não a presença do oxigênio molecular obtido pelo processo da respiração celular, apresentando diferenças no rendimento final de energia. A regulação hormonal dessas vias são realizadas por ativação e inibição de enzimas -chaves que influenciam o consumo de glicose no organismo. Analisando as alternativas a seguir, identifique qual das afirmações sobre a glicólise está correta. E) a glicólise não é afetada por controle hormonal D) as enzimas marca-passo da glicólise aeróbica e anaeróbica não são afetadas pelo nível energético celular (quantidade de ATP existente) C) a glicólise aeróbica gera maior quantidade de energia (ATP) que a anaeróbica B) as enzimas marca-passo da glicólise aeróbica são diferentes das encontradas na glicólise anaeróbica A) a glicólise aeróbica utiliza o oxigênio nas reações ocorridas no citoplasma e na mitocondria Exercício 4: A glicólise também é chamada de via glicolítica, pode ser descrita como a via metabólica de várias reações catalisada por enzimas, na qual a glicose é oxidada com o objetivo de produção de energia. A respeito do metabolismo energético analise as afirmativas a seguir: I- A energia liberada no processo do metabolismo energético é armazenada nas moléculas de ATP II- Fermentação a respiração aeróbica são processos de degradação de molécula orgânica com liberação de energia III- Todos os processos de liberação de energia precisam do oxigênio molecular. Podemos afirmar que: A) a) A alternativa II está correta B) b) A alternativa III está correta C) c) As alternativas I e II estão corretas D) d) As alternativas I e III estão corretas E) e) A alternativa I está correta Ciclo de Krebs O Ciclo de Krebs é também conhecido como ciclo do ácido cítrico. O ciclo de Krebs é definido como uma sequência cíclica de reações por meio das quais as moléculas de acetil-CoA, (provenientes do catabolismo do carboidrato, lipídeos e proteínas), são completamente oxidadas até CO2, com a liberação de átomos de hidrogênio para a produção de energia nas cadeias respiratórias. Este processo aeróbico, que ocorre na matriz mitocondrial, é o mais eficiente para a produção de energia. Embora o ciclo de Krebs produza diretamente apenas 1 ATP (1 GTP = 1 ATP), ele contribui para a formação de grande parte do ATP produzido pela célula, pois a energia da oxidação da acetil-CoA é conservada sob forma de coenzimas reduzidas (NADH e FADH2) que posteriormente serão usada para síntese se ATP. A oxidação das coenzimas é obrigatoriamente feita pela cadeia de transporte de elétrons (cadeia respiratória) e, portanto, o ciclo de Krebs, assim como a conversão de piruvato a acetil-CoA, só pode funcionar em condições aeróbicas ao contrário da via glicolítica ( glicólise) que pode funcionar em condições anaeróbicas. Formação do Acetil-CoA Em condições aeróbicas, o piruvato (substância produzida durante a quebra da molécula da glicose) é convertido a acetil-CoA através de uma enzima específica chamada complexo piruvato desidrogenase. O piruvato que está no citossol entra na mitocôndria, através de uma translocase específica , e é transformado em acetil-CoA, conectando, portanto a via glicolítica (ou glicólise) ao ciclo de Krebs. Regulação de Ciclo de Krebs. As enzimas abaixo são moduladas (ativadas ou inibidas) pela disponibilidade celular de algumas substâncias. A enzima citrato sintase é inibida pelo ATP, NADH, succiil – CoA A isocitrato desidrogenase é ativada pelo ADP e inibida pelo ATP e NADH A a-cetoglutarato desidrogenase é inibida pelo ATP, NADH, GTP e succinil-CoA Exercício 1: 1- Em condições aeróbicas, o piruvato (substância produzida durante a quebra da molécula da glicose) é convertido através de uma enzima específica chamada complexo piruvato desidrogenase em acetil –CoA. Analise as afirmativas a seguir: I- O piruvato obtido durante a glicólise, na mitocôndria, será transportado para o citosol (citoplasma) da célula sendo transformado em acetil-CoA. II- O piruvato que está no citossol entra na mitocôndria, através de uma translocase específica, para ser transformado em acetil-CoA III- O priruvato que é transformado em acetil-CoA, conecta, portanto, a via glicolítica (ou glicólise) ao ciclo de Krebs. Podemos afirmar que: A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) As alternativas I e II estão corretas D) As alternativas II e III estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas Exercício 2: 1- O NADH é uma coenzima que apresenta dois estados de oxidação: NAD+ (oxidado) e NADH (reduzido). A forma NADH é obtida pela redução do NAD+ com dois elétron e aceitação de um próton (H+). Qual a produção de NADH quando se oxida completamente um acetil-CoA a CO2 pelo ciclo de Krebs? A) a) não há produção de NADH B) b) 1 NADH C) c) 2 NADH D) d) 3 NADH E) e) 4 NADH Exercício 3: O ciclo de Krebs desempenha diversos papeis no metabolismo. É a via final que converge o metabolismo oxidativo de carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos em CO2 e água. A respeito do ciclo de Krebs podemos afirmar que: I - Não há relação com a formação direta de energia II - Que trata-se de uma seqüência cíclica de reações, por meio das quais a molécula de acetil-CoA são completamente oxidadas a CO2, com liberação de hidrogênio (NADH e FADH2) para a produção de ATP na cadeia respiratória. III - Ocorre na mitocôndria da célula A) - I e II estão corretas B) - I e III estão corretas C) - II e III estão corretas D) - Somente a II está correta E) - I, II e III estão corretas Exercício 4: - O ciclo de Krebs é regulado por várias enzimas, dentre elas estão a citrato sintase, isocitrato desidrogenase e o complexo alfa-cetoglutarato. Essas enzimas são ativas ou inibidas pela disponibilidade celular de algumas substâncias. A energia consumida resultado da contração muscular, das reações de biossíntese ou de outros processos leva a hidrólise do ATP em ADP e Pi. Como conseqüência o aumento resultante da concentração do ADP leva: I – O ADP ativa a enzima isocitrato desidrogenase, acelerando assim, a velocidade das reações do ciclo de Krebs II – O ADP inibe a enzima citrato sintase e isocitrato desidrogenase, diminuindo a velocidade das reações do ciclo de Krebs III – O ADP inibe o complexo alfa cetoglutarato, diminuindo a velocidadedas reações do ciclo de Krebs Podemos afirmar que: A) a) Somente a alternativa I está correta B) b) Somente a alternativa II está correta C) c) As alternativas I e II estão corretas D) d) As alternativas II e III estão corretas E) e) A alternativa I e III estão corretas Exercício 5: O ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico, e uma sequência de reações, por meio do qual a molécula de acetil-CoA, proveniente do catabolismo dos carboidratos, lipídeos e proteínas, é completamente oxidada até CO2, liberando hidrogênios para a produção de energia nas cadeias respiratórias. Qual a quantidade de CO2, NADH e FADH2, GTP gerados a partir de 3 moléculas de glicose. A) a- 2 CO2, 3 NADH, 1FADH2 , 1 GTP B) b- 1 CO2, 3 NADH, 2FADH2 , 2 GTP C) c- 6 CO2, 9 NADH, 3FADH2 , 3 GTP D) d- 4 CO2, 6 NADH, 2FADH2 , 2 GTP E) e- 6 CO2, 6 NADH, 3FADH2 , 3 GTP Cadeia Respiratória Introdução: Os processos da vida requerem que as moléculas consumidas na dieta sejam quebradas para que se possa extrair energia delas, e para fornecer “matéria prima” para a síntese (produção) de novas moléculas. Para o processo de obtenção de energia, são necessários uma série de reações em que doadores de elétrons transferem energia para aceptores de elétrons. As reações de oxidação – redução são fundamentais para a obtenção de energia de moléculas como por exemplo energia obtida através da glicose. Os principais transportadores de elétrons são o NADH (dinucleotídeo denicotinamida adenina) e o FADH2 (flavina adenina dinucleotídio). Na reações que participam o NAD+ e o FAD (que estão na forma oxidada, ou seja, ainda não receberam os prótons (H+) e elétrons (e-), recebem os prótons e elétrons do substrato gerando o NADH + H e o FADH2. Quando o NADH + H perde dois elétrons e 2 prótons ele volta a formar o NAD+ e o FADH2 quando perde dois elétrons e 2 prótons ele volta a formar o FAD . É a energia química do ATP a que será diretamente usada para promover os processos biológicos que consomem energia. Em resumo, para que a energia derivada da oxidação dos alimentos possa ser aproveitada pelas células, ela deve estar sob a forma de ATP. ADP + Pi → ATP Cadeia Respiratória ou Cadeia de Transporte de elétrons e Fosforilação Oxidativa Cadeia Respiratória ou Cadeia de Transporte de elétrons e Fosforilação Oxidativa pode ser definida como um conjunto de substâncias transportadoras de prótons e elétrons localizados na mitocôndria (na membrana interna da mitocôndria), que permitem a combinação do hidrogênio, liberado dos compostos orgânicos, com o oxigênio respiratório resultando em água (H2O) e liberando energia (ATP). O metabolismo aeróbico é uma maneira altamente eficiente de uma organismo extrair energia dos nutrientes. Em células eucarióticas, todos os processos aeróbicos (ex: ciclo de Krebs) ocorrem na mitocôndria; já os processos anaeróbicos, como a glicólise ocorre no citosol das células. As moléculas de NADH + H e FADH2 que foram gerados durante a glicólise (via glicolítica) e ciclo de Krebs, transferem seus elétrons para o oxigênio molecular (O2), através de uma série de reações conhecida como Cadeia Respiratória ou Cadeia de Transporte de elétrons.Tais moléculas (NADH + H e FADH2) são oxidadas até a NAD+ e FAD, que podem ser utilizadas novamente em várias vias metabólicas. A série de reações da Cadeia de Transporte de elétrons está esquematizada na figura a seguir. Os elétrons presentes no NADH são transferidos para o Complexo I, do ComplexoI vai para a coenzima Q, depois para o Complexo III, Citocromo c, Complexo IV e finalmente para o oxigênio (O2), como pode ser observado abaixo. Os elétrons presentes no FADH2 e outros substratos tem a entrada pelo complexo II, e são transferidos para coenzima Q, depois para o Complexo III, Citocromo C, Complexo IV e finalmente para o oxigênio (O2). Durante o transporte de elétrons na cadeia respiratória, há um bombeamento de prótons (H+) no espaço entre a membrana interna e a membrana externa da mitocôndria, chamado espaço intermembranas, criando um gradiente de prótons, que será utilizado na síntese do ATP (Fosforilação oxidativa). Os transportadores de elétrons são agrupados em 4 complexos, e sem fazer parte dos complexos, aparecem ainda dois componentes da cadeia de transporte de elétrons: a coenzima Q (CoQ) que conecta os complexos I e II ao complexo III, e o citocromo c, que conecta o complexo III ao IV. Nome dos componentes da Cadeia de Transporte de elétrons Complexo I (NADH-CoQ redutase) Complexo II (Succinato-CoQ redutase) CoQ (coenzima Q) Complexo III (CoQ-citocromo c redutase) Citocromo c Complexo IV (citocromo c oxidase) Fosforilação Oxidativa: A energia liberada pela oxidação dos nutrientes é usada pelo organismo sob a forma de energia química do ATP. A produção de ATP na mitocôndria é o resultado da fosforilação oxidativa, na qual o ADP é fosforilado, obtendo-se o ATP. As reações da cadeia de transporte de elétrons estão intimamente relacionadas à fosforilação oxidativa (síntese do ATP). A operação da cadeia de transporte de elétrons produz um bombeamento de prótons (H+) no espaço entre a membrana interna e a membrana externa da mitocôndria, chamado espaço intermembranas, criando um gradiente de prótons Um ponto importante é que para cada NADH são gerados 3 ATP e para cada FADH2 são gerados 2 ATP. Inibidores da cadeia de transporte de elétrons Há drogas capazes de atuar especificamente sobre um dos complexos da cadeia de transporte de elétrons, impedindo o prosseguimento da transferência de elétrons. O resultado desta ação inibitória é a paralisação do transporte de elétrons e das vias metabólicas que dependem da cadeia. Deste modo em instantes, todos os componentes da cadeia estarão parados, sem o transporte de elétrons, não se forma também o gradiente de prótons e, consequentemente, não há a síntese de ATP. Estas drogas são, portanto, potencialmente letais pois, bloqueiam o transporte de elétrons (não formando água) e a síntese de ATP. Alguns exemplos de inibidores de cadeia respiratória Inibidores Complexos Barbituratos (hipnóticos) Complexo I Rotenona (inseticida) Complexo I Cianeto, monócido de carbono, ácido sulfúrico, etc... Complexo IV Desacopladores da cadeia respiratória. Algumas substâncias são capazes de dissociar o transporte de elétrons da fosforilação oxidativa; estas substâncias são chamadas de desacopladores. Os compostos conhecidos como desacopladores inibem a fosforilação do ADP, ou seja, não há a síntese do ATP a partir do ADP + Pi, sem, contudo afetar o transporte de elétrons. Um exemplo bem conhecido de um desacoplador é o DNP (2,4 dinitrofenol). Vários antibióticos como a valinomicina e a gramicidina A, também são desacopladores. O DNP pode atravessar a membrana plasmática da mitocondria e se associar aos prótons (H+) no espaço intermembrana da mitocôndria, liberando-o na matriz mitocondrial, impedindo assim a formação do gradiente de prótons, que seria usado para a síntese do ATP, portanto esta droga não impede o transporte de elétrons, mas impede a formação do ATP. Em resumo, quando o processo de oxidação da mitocôndria está operando normalmente, o transporte de elétrons do NADH ou FADH2 até o oxigênio (O2) resulta na formação de H2O e ATP. Quando um desacoplador está presente, o oxigênio é reduzido à água (H2O), mas não há a síntese do ATP. Se o desacoplador for removido a síntese do ATP associada a cadeia de transporte de elétrons recomeçará. Exercício 1: Moléculas ricas em energia, como a glicose, são metabolizadas por uma série de reações de oxidação, levando por fim, à produção de CO2 e água. A cadeia de transporte de elétrons é responsável por: I- Transportar os elétrons pela ATP sintase até a matriz mitocondrial para a produção de água II- Transportar os elétrons pelos complexosaté a matriz mitocondrial para a produção de água III- Transportar os elétrons pela ATP sintase até a matriz mitocondrial para a produção de energia Podemos afirmar que: A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) As alternativas I e II estão corretas D) As alternativas II e III estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas Exercício 2: 1- A cadeia respiratória é responsável pela formação de água e energia (ATP). A cadeia respiratória ocorre nas cristas mitocondriais, onde se encontram transportadores proteicos com diferentes graus de afinidade para os elétrons. Analise as afirmativas a seguir e responda: I- As moléculas de NADH e de FADH2, anteriormente formadas (Glicólise e Ciclo de Krebs), transferem os elétrons que transportam para os complexos da cadeia transportadora de elétrons. II - Cada molécula de NADH permite a síntese de duas moléculas de ATP, enquanto que a molécula de FADH2 apenas permite a síntese de uma moléculas de ATP. III - No final da cadeia transportadora, os elétrons são transferidos para um aceitador final - oxigênio, que capta dois prótons H+, formando-se uma molécula de água. Podemos afirmar que: A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) As alternativas I e II estão corretas D) As alternativas II e III estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas Exercício 3: A substâncias que são chamadas de Inibidores da cadeia respiratória, essas substancias são responsáveis por paralisar o fluxo de elétrons na cadeia respiratória, são irreversíveis podendo levar a morte celular. A rotenona e o cianeto são inibidores: A) complexo I e II respectivamente B) B- complexo II e IV respectivamente C) C- complexo I e IV respectivamente D) D- complexo III e I respectivamente E) E- complexo IV e I respectivamente Exercício 4: A diciclohexilcarbodiimida (DCCD) e oligomicina liga-se covalentemente aos grupos carboxila em domínios hidrofóbicos de proteínas em geral, e a um resíduo de ácido glutâmico. O fluxo de prótons é bloqueado e a atividade da ATP sintase é inibida. Semelhantemente, oligomicina age diretamente na ATP sintase. A partir dessas informação podemos considerar; I – Estas substâncias inibe a síntese de ATP e água na cadeia respiratória II – Estas substâncias agem como um desacaplador de cadeia respiratória III – Esta substâncias agem formando o dobro da quantidade de água, já que a síntese de ATP foi inibida Podemos afirmar que: A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) As alternativas I e II estão corretas D) As alternativas II e III estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas Exercício 5: A energia liberada na degradação de um mossacarídeo é de 38 ATP no processo aeróbico, qual a importância da cadeia respiratória neste processo. I- A cadeia respiratória converte os ATP formados ao nível de substrato durante a foforilação oxidativa II- Cada hidrogênio carregado pelo NADH e pelo FADH2 representam 3 ATP e 2 ATP respectivamente formados durante a fosforilação oxidativa III- A glicose é uma molécula que quando degradada a CO2 e água produz 38 ATP Podemos afirmar que: A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) As alternativas I e II estão corretas D) As alternativas II e III estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO O glicogênio é um polissacarídeo de reserva animal, formado por moléculas de glicose ligadas entre si por ligações glicosídicas. Os principais estoques de glicogênio no corpo se encontram nos músculos esqueléticos e no fígado, embora a maioria das células armazene pequenas quantidades para o uso próprio. De modo geral a síntese (glicogênese) e a degradação (glicogenólise) do glicogênio ocorrem preferencialmente nos tecidos hepáticos e muscular, porém com significados biológicos diferentes. O glicogênio muscular está mais diretamente relacionado com o suprimento de glicose para a geração de energia (ATP), através da glicólise ( via glicolítica) durante a contração muscular. O glicogênio que se encontra no fígado (glicogênio hepático) possui uma função de controle dos níveis de glicose sanguínea (glicemia), especialmente no início do jejum. Glicogenólise (degradação do glicogênio) Os tecidos hepáticos e musculares são os de maior importância no armazenamento de glicogênio, visto que são tecidos responsáveis pela manutenção da glicemia e produção de ATP. Quando o excesso de glicose é convertido em glicogênio (pela glicogênese), este é armazenado no citosol da célula sob forma de grânulos insolúveis. A medida em que a célula começa a precisar de glicose, ela requisita de seu depósito de glicogênio, moléculas de glicose, que são liberadas através de uma seqüência de reações denominada de Glicogenólise. Glicogênese ( síntese de glicogênio) O glicogênio é sintetizado a partir de a-D-glicose. O processo ocorre no citosol e requer energia fornecida pelo ATP (para a fosforilação da glicose). A síntese do glicogênio, portanto, consiste na repetida adição de resíduos de glicose nas extremidades de núcleo de glicogênio (pré-existente na célula, onde conforme a disponibilidade de glicose no tecido, a incorporação pode ser mais ou menos acentuada. O núcleo de glicogênio (pré-existente na célula) é denominado “glicogênio de partida” ou “primer”. A glicose a ser incorporada deve estar na forma ativada, ou seja, ligada a uma uridina difosfato = uridina difosfato glicose (UDPG). A síntese e degradação do glicogênio dependem da atividade celular. • Quando há excesso de glicose, a célula desloca as reações no sentido da síntese (glicogênese). • Quando a falta (necessidade) de glicose, o sentido das reações é o da degradação (glicogenólise). Como podemos ver estas duas etapas são antagônicas, portanto, é de se esperar que quando uma via estiver ativada a outra está inibida. Os hormônios controlam estas vias, controlando as principais enzimas destas vias. A enzima chave: · da via de síntese (Glicogênese)é a glicogênio sintase · da via de degradação (Glicogenólise) é a glicogênio- fosforilase. · Estas enzimas estão sob controle de hormônios que ditam se elas vão estar na forma ativa (ativa a via que ela pertence) ou de forma inativa (inibe a via em que ela pertence) Devido a importância da manutenção dos níveis de glicose no sangue, a síntese e a degradação do glicogênio, são firmemente reguladas. No fígado a glicogênese (síntese do glicogênio) é acelerada quando o corpo está bem alimentado, enquanto a (glicogenólise) degradação do glicogênio é acelerada em períodos de jejum. No músculo esquelético, a degradação do glicogênio ocorre durante o exercício físico e, a síntese começa assim que o músculo entra novamente em descanso. O processo de ativação e inibição das vias é conseguida através dos hormônios insulina, adrenalina e glucagon e pela própria concentração de glicose6–fosfato, cálcio e inibidores enzimáticos, entre outros moduladores. Regulação alostérica da síntese e da degradação do glicogênio: A glicogênnio-sintase e a glicogênio-fosforilase respondem aos níveis dos metabólitos e às necessidades energéticas da célula. Se no nosso organismo tivermos excesso de glicose e níveis de ATP normais, a própria concentração de glicose 6-fosfato e o hormônio insulina (hormônio de ação hipoglicemiante) agem ativando a enzima glicogênio– sintase e como conseqüência ativa a Glicogênese (que processa o excesso de glicose transformando-a em glicogênio). Ao contrário, quando os níveis de ATP e glicose estão baixos, a insulina deixa de ser produzida e os hormônios antagônicos, isto é de ação hiperglicemiante, a adrenalina e o glucagon, é que serão produzidos. Estes hormôniosativam a enzima glicogênio-fosforilase ativando assim a glicogenólise (quebram o glicogênio em moléculas de glicóse para suprir os baixos níveis de glicose). Ativação da degradação do glicogênio no músculo pelo cálcio: Durante a contração muscular, há uma necessidade de energia (ATP) que é formecida pelo glicogênio muscular. Impulsos nervosos causam a despolarização da membran, a qual, por sua vez, promove a liberação do Cálcio (Ca2+) do retículo sarcoplasmático para o sarcoplasma das células musculares. O cálcio liga-se à calmodulina, uma proteína da família de pequenas proteínas ligantes de cálcio. O complexo Ca2+ - calmodulina ativa as enzima fosforilase-quinase., promovendo a degradação do glicogênio. Qando o músculo relaxa, o calcio volta para o retículo sarcoplasmático e a fosforilase-quinase fica inativa. Exercício 1: 1- Uma fonte constante de glicose sanguinea é uma necessidade vital para a vida humana. A glicose é a fonte preferencial de energia para o encéfalo e fornece a energia necessária para células com pouco ou nenhuma mitocôndria, como os eritrócitos maduros. Ela também é essencial como fonte de energia para os músculos em exercício, onde se constitui um substrato para a glicólise anaeróbica. O glicogênio é uma reserva de glicose e os principais estoques de glicogênio se encontram nos músculos esqueléticos e no fígado, embora a maioria de outras células armazene pequenas quantidades para o seu próprio uso. A respeito do metabolismo do glicogênio não é correto afirmar que: E) a insulina não atua na via de degradação e síntese do glicogênio D) a adrenalina atua na glicogênio sintetase, inibindo sua atividade, e na glicogênio fosforilase, estimulando a atividade C) a glicose é usada para formar o glicogênio quando o organismo não possui necessidade imediata da energia derivada da degradação da glicose B) a glicogênio sintetase e a glicogênio fosforilase são as enzimas marca-passo respectivamente, da síntese e da degradação do glicogênio A) o glicogênio libera glicose quando a necessidade de energia está elevada Exercício 2: O glicogênio é um polissacarídeo de reserva animal que possui cadeias ramificadas formadas exclusivamente por a – D- glicose A ligação glicosídica primária é uma ligação a (1 -4) e as ramificações são a (1 -6). Aproximadamente 400 g de glicogênio compõem 1 ou 2 % do peso do músculo em repouso, e cerca de 100 g perfazem até 10% do peso do fígado de um adulto bem alimentado. Um dos estoques de glicogênio é o glicogênio hepático, é correto afirmar que a função do glicogênio muscular é: E) suprimento de glicose para o controle dos níveis de glicose sangüínea (glicemia) e produção de energia D) produção de glicose a partir de substratos que não são carboidratos C) suprimento de glicose exclusivamente para a produção de energia B) suprimento de lipídios para as células adiposas A) suprimento de glicose para a geração de energia para as células do músculo esquelético em exercício Exercício 3: A glicose sanguínea pode ser obtida de três fontes principais: dieta, degradação do glicogênio e da gliconeogênese. O glicogênio são estoques de glicose em uma forma rapidamente mobilizável, este estoque é utilizado quando há ausência de glicose fornecida na dieta. A musculatura esquelética e o fígado constituem os principais órgãos de armazenamento de glicogênio. Embora encontremos no fígado uma maior concentração desse composto (até 6%), as reservas são maiores, em termos absolutos, na musculatura esquelética. A glicogênio sintase é importante em uma das vias de obtenção de glicose, podendo assim ser definida como: E) É considerada a enzima chave ou regulatória da glicólise D) É considerada a enzima chave ou regulatória da glicogênese C) É considerada a enzima chave ou regulatória da glicogenólise B) É considerada a enzima chave ou regulatória das vias da glicogênese e da glicogenólise A) É considerada a enzima chave ou regulatória da glicólise anaeróbica Exercício 4: O glicogênio é um composto orgânico composto de um série de glicose ligadas por ligações glicosídicas e esta envolvido diretamente me duas vias metabólicas, a glicogênese e a glicogenólise. A glicogenólise refere-se à quebra do glicogênio em glicose e a glicogênese refere-se a síntese do glicogênio. Estes processos ocorrem em todos os tecidos principalmente no músculo e fígado. No homem bem alimentado,, o conteúdo de glicogênio no fígado pode responder por até 10% do peso úmido do fígado. O músculo armazena uma menor quantidade , no máximo 2% do seu peso úmido, mas como o indivíduo tem mito quantidade de musculatura no seu organismo o total de glicogênio hepático é a metade do glicogênio muscular. A função do glicogênio muscular está relacionada com: A) su suprimento de lipídios para as células adiposas e muscular B) s suprimento de glicose suprimento de glicose para a geração de energia muscular e controle dos níveis de glicose sangüínea (glicemia). C) pr produção de glicose a partir de substratos que não são carboidratos D) su suprimento de glicose para o controle dos níveis de glicose sanguinea (glicemia) e produção de energia E) suprimento de glicose para a geração de energia muscular quando este está sob exercício intenso Gliconeogênese Introdução: Alguns tecidos, como o encéfalo, os eritócitos, a medula renal, o cristalino e a córnea, os testículos e o músculo esquelético em exercício, requerem suprimento contínuo de glicose. Durante as primeiras 10 a 18 h de jejum, o glicogênio hepático e a principal fonte de carboidratos, mas quando o jejum é prolongado, a glicose passa a ser sintetizada a partir do de outros precursores como lactato , piruvato e glicerol (derivado do triacilglicerol) e aminoácidos glicogênicos. A gliconeogênese pode ser definida como a síntese da glicose a partir de substâncias não glucídicas. Esta via ocorre no fígado e nos rins. Desta forma, quando o suprimento de glicose pela dieta ou por dificuldade de absorção da glicose pelas células estiver inadequado, a glicose será produzida endogenamente pela via da gliconeogênese. Ciclo de Cori O lactato produzido no músculo esquelético em exercício é liberado no sangue. No ciclo de Cori, a glicose oriunda do sangue é convertida, pelo músculo em exercício em lactato , que será difundido para o sangue. Esse lactato é captado pelo fígado e reconvertido em glicose, pela via da gliconeogênese, que é liberda de volta para a circulação. Referências: FERREIRA, C. P. Bioquímica básica. 6. ed. São Paulo: MNP, 2003. MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 2ª/3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999/2007. MURRAY, R.K e colaboradores. Harper: Bioquímica Ilustrada. 26 ed. São Paulo; Atheneu, 2006 CHAMPE, P. C.; HARVEY, R. A.; FERRIER, D. R. Bioquímica ilustrada. 2. ed. Porto Alegre: Artmed 2006. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier, 1995. Exercício 1: 1- Para realizar quase todas as tarefas que nosso corpo necessita para a nossa sobrevivência, ou para que possa realizar um exercício físico. Para tanto, é necessário um gasto de energia para que isto aconteça. Esta energia é proveniente de uma molécula chamada ATP. Como combustível principal o organismo precisa de glicose para gerar o ATP e manter a glicemia. Quando o suprimento de glicose pela dieta ou por dificuldade de absorção da glicose pelas células estiver inadequado, a glicose será produzida: A) Exogenamente pela glicogênese B) Exogenamente pela gliconeogênese C) Endogenamente pela glicólise D) Endogenamente pela gliconeogênese E) Exogenamente pelo ciclo de Cori Exercício 2: O glicogênio hepático pode preencher essas necessidades somente por 10 a 18 horas. Portanto, durante um jejum prolongado, os depósitos de glicogênio hepático são exauridos e a glicose é formada a partir de: A) Carboidratos que não são considerados açúcares e aminoácidosB) Somente uma quantidade adequada de aminoácidos é o suficiente para a obtenção de glicose. C) Substâncias não glucídicas, tais como aminoácidos, lactato e glicerol D) Somente o glicerol obtido da degradação do triacilglicerol é o suficiente para a obtenção de glicose E) A glicose somente pode ser obtida através dos carboidratos Exercício 3: Suponha que um indivíduo está em exercício físico e capacidade de distribuição do oxigênio pela circulação sanguínea pode ser ultrapassada pela necessidade energética dos tecidos. Uma parte da quantidade de ATP muscular passa a ser obtido através do processo de fermentação láctica. Durante o processo de fermentação há a liberação do lactato (ácido láctico) nas células musculares. Este lactato não pode se acumular no músculo e muito menos no sangue. Como a célula resolve este problema? I- Armazena o glicogênio hepático, durante a glicogênese II- Transforma o lactato em energia para liberá-lo no sangue, durante o ciclo de Cori III- Transforma o lactato muscular em glicose no fígado através do ciclo de Cori. Podemos afirmar que: A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) Somente a alternativa III está correta D) As alternativas II e III estão corretas E) A alternativa I e III estão corretas Exercício 4: A regulação da gliconeogênese édeterminada principalmente pelos níveis circulantes de glucagon e pela disponibilidade de substratos gliconeogênicos. Os precursores gliconeogênicos são moléculas que podem ser utilizadas na produção da glicose. Esses precursores podem ser chamados de: I- Glicerol liberados durante a hidrólise de triacilgliceróis no tecido adiposo II- O lactato, liberado no sangue pelo músculo esquelético em exercício físico e pelas células que não possuem mitocôndrias, como os eritrócitos III- Os aminoácidos obtidos pela hidrólise de proteínas IV- Os carboidratos obtidos da dieta rica em substâncias glucídicas Podemos afirmar que: A) a) As alternativas I, II e IV estão corretas B) b) As alternativas I e II estão corretas C) c) As alternativas III e IV estão corretas D) d) As alternativas I, II e III estão corretas E) e) Todas as alternativas estão corretas Exercício 5: A glicose do sangue é convertida pelo músculo esquelético em exercício em, o qual difunde para o sangue O lactato é captado para o fígado e reconvertido em glicose que novamente é liberada na circulação. Quando o lactato é captado pelo fígado e reconvertido a glicose podemos afirmar que: A) a- A via da gliconeogênese é a via necessária para esta conversão B) b- A glicólise é a via que converte o lactato em glicose C) c- A glicogênese e a gliconeogênese atuam juntas para a conversão do lactato em glicose D) d- A gliconenólise é a via que atua na conversão do lactato em glicose E) e- A gliconeogênese e a glicólise atuam juntas na conversão do lactato em glicose Via das pentoses É também chamada de desvio da hexose monofosfato, e é uma via alternativa de oxidação (degradação de glicose), ou seja, importante via anaeróbica alternativa para a utilização de glicose. Esta via não é produtora de ATP mas é fonte de NADPH ( uma coenzima semelhante ao NAD). A via das pentoses tem 2 funções básicas: 1- produção de pentoses – produz ribose 5-fosfato para a síntese de nucleotídeos componente do ácidos nucléicos que formam o DNA). 2- produção de NADPH- que é um agente redutor utilizado para a síntese de ácido graxos e dos esteróides (colesterol e seus derivados), e da manutenção da integridade da membranas da hemácias A via das pentoses é ativada no fígado, glândulas mamárias, tecido adiposo e nas hemácias. È uma via citoplasmática e anaeróbica. A via das pentoses pode ser dividida em duas etapas: 1- Fase oxidativa – produção de pentoses 2- fase não oxidativa- produção de intermediários para a via glicolítica. Na via das pentoses há a formação por exemplo de frutose 6- fosfato e gliceraldeído 3-fosfato que são intermediários da via glicolítica (glicólise). A via das pentoses ocorre no citoplasma, como a glicólise (via glicolítica). As duas vias apesar de diferentes , estão intimamente ligadas através de compostos comuns: glicose 6-fosfato, frutose 6- fosfato e gliceraldeído 3-fosfato. Regulação do metabolismo dos carboidratos: O pâncreas é responsável por sintetizar dois hormônios de vital importância para a regulação do metabolismo, a insulina e o glucagon. A insulina é um hormônio produzido pelas células b das ilhotas de Langerhans (1 a 2% das células pancreáticas). A insulina é estocada em grânulos no citosol. As células b são sensores de glicose que percebe o aumento de glicose no sangue (por exemplo, depois de uma ingestão rica em carboidrato) e aumenta a secreção de insulina por exocitose. A insulina possui meia vida plasmática curta (aproximadamente 6 min. , após esse período ela é degradada pela enzima insulinase, presente no fígado e e em menor quantidade nos rins) o que permite alterações rápidas de nos níveis circulantes desse hormônio. A insulina aumenta acaptação de glicose, síntese do glicogênio, de proteínas e de triacilgliceróis A insulina liga-se a receptores específicos de membrana celular da maioria dos tecidos, incluindo fígado, músculo e o tecido adiposo, o que promove uma cascata de reações. A insulina promove a entrada da glicose para dentro célula através de transportadores de glicose sensíveis à insulina (GLUT 4) A insulina provoca alterações na atividade enzimática que reflete no estado de fosforilação de proteínas existentes. A insulina também aumenta a quantidade de muitas enzimas, como a FFK (fofofrutoquinase), piruvato quinase (que ativa a Glicólise), a glicoquinase (que ativa a glicogênese). A síntese e a liberação de insulina pode ser diminuída pelo hormônio adrenalina, que é secretada em resposta a estresse, trauma ou exercício intenso. O glucagon é um hormônio produzido pelas células a das ilhotas pancreáticas. O glucagon, juntamente com a adrenalina, o cortizol e o hormônio do crescimento se opõe a muitas reações da insulina. A secreção do glucagon e estimulada por baixos níveis glicose na sangue (glicemia), e pela adrenalina. O glucagen liga-se a receptores nos hepatócitos. Essa ligação resulta na ativação da adenilil –cilcase, a qual produz um mensageiro secundário chamado de AMPc (AMP cíclico), resultando em uma cascata de sinais inibindo ou ativando enzimas por foforilação de enzimas chaves da regulação do metabolismo. O glucagon atua na manutenção da glicemia durante os momentos de hipoglicemia. O glucagon ativa a glicogenólise, a gliconeogênese. A Medula da supra-renal- produz 2 hormônios: a adrenalina (ou epinefrina) e a noroadrenalina ( ou norepinefrina). A adrenalina (ou epinefrina) - é sintetizada a partir da tirosina e permanece em vesículas no interior da célula, associada a uma proteína solúvel. A liberação de adrenalina é provocada por estímulo nervoso autônomo sobre a supra- renal em situações de perigo real ou imaginário, exercício físico, hipoglicemia e exposição a baixas temperaturas. Uma vez lançada na circulação produz o efeito de catabolismo no metabolismo, promovendo a glicogenólise (quebra do glicogênio) hepático e muscular. Sobre o fígado produz aumento da glicemia (hormônio hiperglicemiador), enquanto para o músculo mobiliza a glicose para quando o músculo precisar (o músculo não repõe glicose para circulação). A Adrenalina é degradada no fígado para fins de excreção urinária. Na regulação da glicemia, os hormônios mais importantes são: - Insulina – Hipoglicemiadora - Adrenalina e Glucagon – Hiperglicemiadora OBS: Os outros hormônios serão citados na Disciplina de Bioquímica Metabólica Bibliografia: FERREIRA, C. P. Bioquímica básica. 6. ed. São Paulo: MNP, 2003. MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 2ª/3.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999/2007. MURRAY, R.K e colaboradores. Harper: Bioquímica Ilustrada. 26 ed. São Paulo; Atheneu, 2006 CHAMPE, P. C.; HARVEY, R. A.; FERRIER, D. R. Bioquímica ilustrada. 2. ed. Porto Alegre: Artmed 2006. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier, 1995. Exercício 1: A via das pentoses (também conhecida como desvio da hexose -monofosfato ou via do 6- fosfogliconato) ocorre no citosol da célula. Ela consiste em duas reações de oxidação irreversíveis, seguidas de uma série de reações reversíveis de açucar-fosfato. Esta via é considerada uma via alternativa anaeróbica de consumo de glicose e tem como principal produto: I - O FADH utilizado na biossíntese de ácidos graxos e colesterol II- O NADPH utilizado na biossíntese de ácidos graxos e colesterol III- Da ribose -fosfato utilizado na biossíntese de ácidos nucleicos IV- Do NADPH utilizado na biossíntese de ácidos nucleicos É correto afirmar que: A) Somente I e II estão corretos B) Somente II e III estão corretos C) Somente I, II e III estão corretos D) Somente II e IV estão corretos E) Somente I e IV estão corretos Exercício 2: Uma mulher de 30 de idade e bem alimentada com uma dieta balanceada tem sua necessidade energética suprida. O carboidrato obtido nesta dieta percorre por alguma das vias metabólicas que são reguladas principalmente através dos hormônios insulina e glucagon. Analise as afirmações a seguir com base na dieta acima descrita. I - A via da glicólise e gliconeogênese estão inibidas pela insulina II - A via da gliconeogênese é ativada pelo insulina III - As vias glicólise e glicogênese são ativadas pela insulina IV - A glicóneogênese e glicogenólise são ativados pelo glucagon á É correto que em: A) Somente a I está correta B) Somente a II está correta C) Somente a III está correta D) Somente a IV está correta E) Somente a I, III estão corretas Exercício 3: Um homem de 40 de idade está em jejum prolongado resultado de um regime para perder peso rapidamente. Como pouco combustível a base de carboidrato entra, a partir do intestino e pouco glicogênio sobrou da glicogenólise hepática. A via da gliconeogênese passa a ser ativada para produzir glicose. Nessas condições podemos afirmar que: I - Há uma redução na secreção de insulina II - Há uma redução na secreção de glucagon III - Há um aumento na secreção de insulina IV - Há um aumento na secreção glucagon Está correto: A) Somente a I e II estão corretas B) Somente a I e III estão corretas C) Somente a I e IV estão corretas D) Todas estão corretas E) Somente a I, II e III estão corretas Exercício 4: No nosso organismo, o pâncreas é uma glândula com várias funções: a sua porção endócrina é formada por um conjunto de células (ilhotas de Langerhans) especializadas na produção e secreção de dois hormônios antagõnicos chamados de insulina e glucagon. Nas ilhotas de Langerhans região de células betas são responsáveis pela produção de insulina e outra região de células alfas, produtoras de glucagon, lançados na corrente sangüínea. A insulina atua retirando do excesso de glicose do sangue para dentro das células e na absorção de glicose pelas células do fígado, músculos esqueléticos e tecido adiposo. O glucagon aumenta o nível de glicose na corrente sanguínea, a partir da quebra do glicogênio (substância de reserva energética) e estimula também a produção de glicose pela gliconeogênese em períodos de jejum prolongado. Com base no texto podemos afirmar que: A) O glucagon e a insulina são um hormônios hipoglicemiantes B) O glucagon e a insulina são um hormônios hiperglicemiantes C) O glucagon e a insulina são um hormônios hipocalcemiantes D) O O glucagon é um hormônio hipoglicemiante enquanto a insulina é hipergliceminante E) A A insulina é um hormônio hipoglicemiante enquanto o glucagon é hipergliceminante Exercício 5: A integração do metabolismo energético é controlada principalmente pela ação de dois hormônios pancreáticos: a insulina e o glucagon, com as catecolaminas adrenalina e noraadrenalina exercendo a função de apoio. As alterações dos níveis circulantes desses hormônios permitem ao organismo a se regular ativando e inibindo as vias metabólicas. Analise as afirmações a respeito dos hormônios insulina, glucagon e adrenalina I - o hormônio insulina é um ativador das vias da glicólise e glicogênese II- o glucagon e a adrenalina ativam a glicogênese quando o indivíduo está em bem alimentado III - o hormônio insulina é um hormônio de ação hipoglicemiante Estão corretas: A) Somente a I B) Somente a II C) Somente a III D) I e III E) II e III Lipídeos Conceito e importância Os lipídeos são um grupo heterogêneo de moléculas orgânicas insolúveis em água (hidrofóbicas) esolúveis em solvente orgânicos (solventes apolares) (éter, clorofórmio etc..).eles incluem as gorduras, os óleos, os esteróides, as ceras e compostos relacionados. Devido a sua insolubilidade em soluções aquosas, os lipídeos corporais são geralmente compartimentalizados nos adipócitos ou transportados no plasma em associação com as proteínas. Os lipídeos são as maiores fontes de energia do corpo, e também fornecem barreira hidrofóbica que permite a separação do conteúdo aquoso da célula com as organelas. Os lipídeos são utilizados com outras funções no organismo, como hormônio esteróides, vitaminas lipossolúveis, entre outros. Funções biológicas gerais dos lipídeos: - componentes das membranas celulares, - isolantes térmicos, - reserva de ener gia (tecido adiposo). - muitos de seus derivados formam vitaminas e hormônios. O conhecimento da estrutura química e do metabolismo dos lipídeos é necessário para compreender as relações de muitas áreas biológicas: nutrição e obesidade, armazenamento e fornecimento de energia e mesmo patologias como a aterosclerose. ESTRUTURA DE LIPÍDEOS: Muitos lipídeos são compostos anfipáticos(ou anfifílicos), ou seja, apresentam na molécula uma porção polar, hidrofílica, e uma porção apoIar, hidrofóbica. Um exemplo é o ácido graxo: Os ácidos graxossão ácidos carboxílicos com uma longa cadeia carbônica (hidrocarbonetos), geralmente com número par de átomos de carbono (entre 14 e 24), sem ramificações, podendo ser saturada ou conter uma ou mais insaturações. Os ácidos graxos mais comuns são os de 16 e 18 carbonos. O grupo carboxila constitui a região polar ou hidrofílica, e a cadeia carbônica, a parte apoIar ou hidrofóbica. Ácidos graxos livres são pouco encontrados no organismo: mais freqüentemente estão ligados a um álcool, que pode ser o glicerol ou a esfingosina. Quando os lipídeos estão ligados a um glicerol são chamados de Triacilgliceróis (TG) e glicerofosfolipídeos Os triacilglicerois (TG), também chamados de gorduras ou triglicerídeos, constituem cerca de 90% dos lipídeos da dieta e são a principal forma de armazenamento de energia metabólica nos seres humanos. Quando os lipídeos estão ligados a uma esfingosina são chamados esfingolipídeos. Os triacilgliceróis (também chamados de triglicerídeos) atuam como a maior reserva de energia em animais (são uma forma de armazenamento de ácidos graxos), sendo a mais importante classe de lipídeos, apesar de não serem componentes das membranas celulares. Os triacilglicerois são armazenados nas células adiposas, sob forma anidra (ou seja, sem a presença de água) e pode ocupar a maior parte do volume celular. Estrutura do triacilglicerol: Os glicerofosfolipídeos e os esfingolipídeos, juntamente com o colesterol, fazem parte das membranas celulares. A temperatura de fusão dos ácidos graxos diminui com o número de insaturações (contêm ligações duplas) e aumenta com o comprimento da cadeia. Assim, ácido esteárico (saturado, ou seja, que contêm ligações simples) e ácido oleico (uma insaturação), ambos com 18 carbonos, têm pontos de fusão muito diferentes: 69,6°C e 13,4 °C respectivamente.A maior parte dos ácidos graxos necessários ao metalolismo do homem e são produzidos endógenamente em seu próprio organismo. Fazem exceção dois ácidos graxos insaturados: · Ácido linoleico com 18 carbonos e duas insaturações · Ácidos linolênico com 18 carbonos e três insaturações Os ácidos graxos que devem necessariamente constar da dieta são chamados de Ácidos graxos essenciais. Os ácidos graxos essenciais são importantes para a fluidez das membranas e para a síntese de prostaglandinas. As prostaglandinas estão envolvidas em várias ações biológicas tais como: vasodilatação, relaxamento de músculo liso, contração uterina. Classificação dos lipídeos: - Simples: constituídos exclusivamente por ésteres de ácidos graxos e só apresentam C, H e O em suas moléculas. Exemplo: Glicerídeos (acilgliceróis) e cerídeos (ceras animais e vegetais). - Lipídeos Compostos: são ésteres de ácidos graxos com outros grupos além do álcool e do ácido graxo. Exemplo: - fosfolipídeos – lipídeos que contém além do álcool e ácido graxos também um grupo fosfato. - glicolipídeos- são lipídeos que possuem a molécula de ácido graxos ligada a um álcool, a esfingosina, e este a um carboidrato. - Esteróis: Os esteróis são lipídeos especiais encontrados na maioria das células eucarióticas. O colesterol é um esterol, ele é precursor de outros esteróis, tais como: sais e ácidos biliares, hormônios esteróides (ex: sexuais), vitamina D, entre outros. Exercício 1: Os lipídeos constituem um grupo heterogêneo de moléculas insolúveis em agia (hidrofóbicas) que podem ser extraídas dos tecidos por solventes não polares (orgânicos). Devido a sua alta insolubilidade em soluções aquosas, os lipídeos corporais são compartimentados em associações associados a membranas ou em gotículas de triacilglicerois nos adipócitos ou transportados no plasma em associação com proteínas como as lipoproteínas. Os lipídeos em geral possuem várias funções com exceção de: I - Barreira hidrofóbica das membranas das células que permite a partição do conteúdo aquoso da célula e estruturas subcelulares; II - Como fonte de energia para o organismo III - Como isolante térmico A) Somente a alternativa I está correta B) Somente a alternativa II está correta C) As alternativas II e III estãocorretas D) As alternativas I e II estão corretas E) As alternativas I, II e III estão corretas Exercício 2: Os ácidos graxos existem no organismo na forma livre (AGL), isto é não esterificados e também são encontrados como ésteres de acila em moléculas mais complexas, tais como o triacilglicerois. Em todos os tecidos existem níveis baixos de AGL, entretanto, algumas vezes pode ser encontrados quantidades elevadas de AGL. O nosso organismo é capaz de sintetizar os ácidos graxos a partir de outros substratos durante o metabolismo dos ácidos graxos. A respeito da estrutura dos ácidos graxos livres (AGL) é correto afirmar: A) são apolares ou hidrofóbicos B) são anfipáticos C) são hidrofílicos D) são inorgânicos E) esteróides Exercício 3: Os ácidos graxos da família ômega-3 podem ser encontrados em maior concentração em peixes e outros animais marinhos com elevado teor de gordura, especialmente os procedentes de regiões frias, como o salmão, a sardinha e o atum. Nozes e linhaça também são fontes da substância. A respeito deste ácido qual das afirmativas estão corretas. A) São ácidos graxos não essenciais, portanto, são indispensáveis na nossa alimentação; B) São ácidos graxos essenciais, portanto, produto básico para as gorduras trans C) São ácidos graxos essenciais, portanto, necessita ser adquirido na dieta D) São ácidos graxos não essências, portanto, são ácidos graxos dispensáveis na nossa alimentação E) Somente peixes e vegetais necessitam deste ácido graxo. Exercício 4: Os ácidos graxos existem no organismo na forma livre (AGL), isto é não esterificados e também são encontrados como ésteres de acila em moléculas mais complexas, tais como o triacilglicerois. Em todos os tecidos existem níveis baixos de AGL, entretanto, algumas vezes pode ser encontrados quantidades elevadas de AGL. O nosso organismo é capaz de sintetizar os ácidos graxos a partir de outros substratos durante o metabolismo dos ácidos graxos. A respeito da estrutura dos ácidos graxos livres (AGL) é correto afirmar: A) A são apolares ou hidrofóbicos B) B são anfipáticos C) C são hidrofílicos D) D são inorgânicos E) E esteróides Exercício 5: Os lipídeos constituem um grupo heterogêneo de moléculas orgânicas insolúveis em água que podem ser extraídas dos tecidos por solventes orgânicos não polares. Devido a sua insolubilidade em soluções aquosas, os lipídeos corporais geralmente são associados à proteínas para serem transportados no plasma. A molécula a seguir representa um tipo de lipídeo, qual o lipídeo em questão A) a- Triacilglicerol B) b- Ácido graxo C) c- Colesterol D) d- Fosfolipídeo E) e- Glicolipídeo Digestão e absorção de lipídeos: A digestão começa no estômago, catalisada pela lípase estável em meio ácido que degradam os triacilglicerídeos da dieta. Essas lípases ácidas desempenham um papel importante em neonatos (recém nascidos), para os quais a gordura do leite é a principal fonte de calorias. A emulsificação dos lipídeos ocorre no duodeno. A emulsificação aumenta a área da superfície das gotículas de lipídeos hidrofóbicos, de modo que as enzimas digestivas podem agir. A emulsificação tem dois mecanismos complementares. O uso dos ácidos biliares (também conhecidos como sais biliares) são moléculas anfipáticas do tipo detergente que atuam na solubilização dos glóbulos de gordura. Os ácidos biliares são derivados do colesterol, sintetizados pelo fígado e secretados para a vesícula biliar para serem armazenados. Quando ingerimos TG, os ácidos biliares armazenados na vesícula biliar, são secretados para o intestino delgado, onde ocorre a digestão e absorção dos lipídeos. A enzima lipase pancreática catalisa a hidrólise do triacilglicerol (TG) liberando ácido graxo livre e glicerol. O glicerol e ácidos graxos serão absorvido pelas células do intestino voltando a formar TG. Estes se unem a proteínas formando os quilomícrons que serão transportados pelos vasos sanguíneos. Transporte de lipídeos: Os lipídeos são moléculas orgânicas hidrofóbicas (apolares). Os lipídeos, portanto, precisam ser transportados de um tecido ao outro, necessitando assim de associar-se com proteínas específicas para ser transportados no sangue. As lipoproteínas plasmáticas são complexos macromoléculas esféricos de lipídeos e proteínas específicas (apolipoproteínas ou apoproteínas). miscíveis no plasma que transportam os lipídios no sangue. As principais lipoproteínas plasmáticas são: quilomicrons (ou quilomicra) lipoproteína de muito baixa densidade (VLDL), lipoproteínas de baixa densidade (LDL) e as lipoproteínas de alta densidade (HDL). Quilomícrons (QM) Apresentam densidade inferior a O,95g/mL . São formados nas células mucosas do duodeno e jejuno durante a ab sorção de gorduras. Tem como função o transporte de colesterol e triacilgliceróis exógenos, vitaminas lipossolúveis absorvidos da dieta (alimentação) para os tecidos periféricos. Lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL): Apresentam densidade entre O,95 a 1,006 g/mL . A VLDL é produzida no fígado e sua função primordial é transportar os lipídios (TG endógenos) do fígado para os tecidos periféricos. São sintetizadas e excretadas pelo fígado e pelo intestino. As VLDV são gradualmente degradados (metabolizadas) no plasma pela ação da lípase lipoprotéica transformando-se em VLDL remanescentes que liberam os TG, perdendo assim algumas de suas apoproteínas, sendo transformadas em IDL (lipoproteína de densidade intermediária). Estas caem na circulação e logo são captadas pelo fígado onde ocorre a degradação das IDL. OBS: O fígado graxo ou fígado gordo (esteatose hepática)ocorre quando existe um descontrole entre a síntese hepática de triacilglicerol e a secreção de VLDL. Tais condições incluem obesidade, diabetes melito não controlado e ingestão crônica de etanol. Lipoproteínas de baixa densidade (LDL) Apresentam densidade entre 1,019 e 1,063 g/mL . Origina-se principalmente no metabolismo da VLDL, sendo os hepatócitos e células do intestino delgado os locais de sua biossíntese. As LDL são as principais fontes de colesterol para os tecidos, exceto para o fígado e intestino. Chama-se popularmente a LDL de colesterol “ruim”. Lipoproteínas de alta densidade (HDL) Apresentam densidade entre 1,019 e 1,21 g/mL A HDL forma-se essencialmente no plasma, estando sua biossíntese diretamente ligada à hidrólise dos quilomícrons. A função principal da HDL é remover o colesterol livre dos tecidos extra-hepáticos e esterificá-lo utilizando a enzima LCAT (leticina-colesterol-acil-transferase) e transportar este colesterol para o fígado, onde a HDL é degradada e o colesterol excretado na forma de ácidos e sais biliares. Transporte de colesterol X risco coronariano O colesterol é transportado pelas lipoproteínas, sendo particularmente importante o papel da LDL e HDL. Durante o transporte, o colesterol pode-se acumular junto á camada interna das artérias, provocando o aparecimento de ateroma, que pode levar à obstrução dos vasos e, consequentemente, à isquemia. No coração, isto provoca o enfarte do miocárdio e, no cérebro, acidentes vasculares cerebrais (AVC). A LDL está relacionada com o transporte de colesterol para os tecidos (“ruim”) e a HDL atua na remoção do colesterol para o fígado (“bom”) Para se verificar o risco de uma cardiopatia ou AVC, esta é diretamente proporcional a quantidade de LDL no sangue e inversamente proporcional a HDL no sangue. Veiculação de lipoproteínas: As células da mucosa intestinal secretam quilomicrons (QM) nascente ricos em triacilgliceróis (TG) e colesterol (COL), provenientes da dieta. O fígado secreta partículas nascentes da VLDL por ele sintetizadas. Ambas as secreções são lançadas para os vasos linfáticos e, daí, para o sangue e levados às células musculares e gorduras; A VDL remanescente dará origem à LDL após transformações em sua fração protéica, formando a IDL A LDL liga-se a receptores específicos nos tecidos extra-hepáticos (tecido adiposo e muscular) e também, de retorno ao fígado. Lá o colesterol será reembalado em lipoproteínas, ou convertido em sais biliares e excretado. Nas células endoteliais, a LDL está relacionada com a formação de ateromas (placas formadoras de arterosclerose). Bibliografia: FERREIRA, C. P. Bioquímica básica. 6. ed. São Paulo: MNP, 2003. MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 2ª/3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999/2007. MURRAY, R.K e colaboradores. Harper: Bioquímica Ilustrada. 26 ed. São Paulo; Atheneu, 2006 CHAMPE, P. C.; HARVEY, R. A.; FERRIER, D. R. Bioquímica ilustrada. 2. ed. Porto Alegre: Artmed 2006. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier, 1995. Exercício 1: O colesterol é um esteróide característico dos tecidos animais e desempenha várias funções essenciais no organismo. O colesterol pode ser enviado para os tecidos periféricos como componente das lipoproteínas plasmáticas. As lipoproteínas são usadas pois, o colesterol é muito hidrofóbico e necessita de associação com proteínas específicas para ser transportado em meio aquoso. Se um exame laboratorial mostrar que um indivíduo está com nível alto de LDL e nível baixo de HDL no sangue. Podemos concluir que este indivíduo: A) Não apresenta problemas de saúde B) pode ser vítima de aterosclerose C) pode ser vítima de desnutrição D) é diabético pois este exame é específico para a glicemia E) tem problemas renais Exercício 2: Um dos lipídeos muito conhecido pela população em geral é o colesterol. O colesterol é um esteróide característico dos tecidos animais e desempenha várias funções essenciais no organismo. O colesterol pode ser enviado para os tecidos periféricos como componente das lipoproteínas plasmáticas. O colesterol é uma molécula que, em níveis normais, tem uma função muito importante para os animais. Mas, quando em níveis aumentados, é prejudicial pois poderá se depositar em vasos sanguíneos e iniciar um processo chamado de arteriosclerose. O colesterol sanguíneo provém: A) Somente da dieta do animal B) da produção endónena do metabolismo animal exclusivamente C) do exercícios físicos D) do sedentariamo E) da produção endógena do metabolismo do animal, além de poder ser ingerido na dieta Exercício 3: A digestão dos lipídeos começa no estômago, catalisada por enzima lípase estável em meio ácido. As moléculas de triacilglicerios particularmente as que contêm ácidos graxos de cadeia curta ou média (menos de 12 carbonos, são encontradas na gordura do leite). Esses mesmos triacilgliceros são degradados por outra lípase estável também em meio ácido a lipase gástricas. Ambas as enzimas são relativamente estáveis em pH entre 4 e 6. Qual o produto formado após a quebra do tracilglicerol pela ação das lípases? A) Glicerol e triacilglicerol B) Colesterol e triacilglicerol C) Ácido graxo e colesterol D) Ácido graxo e glicerol E) Triacilglicerol e Acetil-CoA Exercício 4: A molécula de triacilglicerol (TAG) é muito grande para ser absorvidas pelas céluloas intestinais, como o organismo resolve isto, já que desde o recém –nascido precisam digerir a gordura do leite, fonte da sua principal alimentação. I - Os triacilglicerios são quebrados através do processo mecânico da mastigação II - A enzima lipase são as principais enzimas que hidrolisam os TAG III – São formados corpos cetônicos oriundos da digestão de TAG Podemos afirmar que: E) e- A alternativa I e III estão corretas D) d- As alternativas II e III estão corretas C) c- Somente a alternativa III está correta B) b- Somente a alternativa II está correta A) a- Somente a alternativa I está correta Biossíntese de ácido graxos: (Lipogênese) A síntese de ácidos graxos ocorre no citoplasma das células adiposas onde se acham agrupadas as enzimas correspondentes (complexo enzimático). Os ácidos graxos são sintetizados a partir da reunião de moléculas de acetil-CoA citossólico (molécula precursora). A síntese de ácidos graxos consiste na união sequencial de unidades de dois carbonos: a primeira unidade é proviniente de acetil-CoA, e todas as subsequentes, de malonil-CoA, formada pela carboxilação de acetil-CoA. Esta reação é catalisada pela acetil-CoA carboxilase que tem como grupo prostético a biotina. - A primeira etapa da síntese de ácido graxo é o transporte de acetil-CoA para o citoplasma. Síntese de ácido graxo Síntese de triacilglicerois (TG) Os ácidos graxos sintetizados na via anterior, deverão combinar-se (através de uma esterificação) com o glicerol a fim de produzir os triacilgliceróis armazenáveis. Para isto o glicerol deve ser ativado até glicerofosfato por transferência de um grupo fosfato (P) do ATP. Via de produção de glicerol-fosfato no fígado e tecido adiposo. Os ácidos graxos são armazenados no nosso organismo na forma de triacilglicerol (TG) e servem como principal reserva de energia. A seguir a via de formação de Triacilglicerol. Exercício 1: Os ácidos graxos existem no organismo na forma livre (AGL), isto é não esterificados e também são encontrados como ésteres de acila em moléculas mais complexas, tais como o triacilglicerois. Em todos os tecidos existem níveis baixos de AGL, entretanto, algumas vezes pode ser encontrados quantidades elevadas de AGL. O nosso organismo é capaz de sintetizar os ácidos graxos a partir de outros substratos durante o metabolismo dos ácidos graxos. A respeito da síntese de ácidos graxos é correto afirmar: I - um dos produtos da síntese de ácidos graxos é o glicogênio II - a molécula precursora da síntese de ácidos