Estudo Dirigido 2, Glicólise e Ciclo de Krebs

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
FACULDADE DE MEDICINA
MÓDULO DE BIOLOGIA MOLECULAR E CELULAR
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA
ESTUDO DIRIGIDO 2 – Glicólise e Ciclo de Krebs
Considerando que a glicólise tem como principal objetivo a produção de energia, por que o início da via ocorre com o consumo de ATP? Por que o metabolismo oxidativo da glicose (glicólise) cessa quando o suprimento celular de ATP está esgotado?
Porque há a necessidade de a glicose ser fosforilada a glicose-6-fosfato, para que a glicose não consiga sair da célula, entrando assim na glicólise. Essa ligação de fosfato diminui a energia de ativação necessária para a realização das reações e aumenta a especificidade das reações enzimáticas. Não haveria fornecimento de energia necessária para ultrapassar a energia de ativação das reações subsequentes. 
Relacione as enzimas reguladoras da via glicolítica, seus efetores e explique porque elas são consideradas enzimas alostéricas.
Hexoquinase/glicoquinase: fosforilam a glicose. +glicose, insulina –frutose-6-fosfato
Fosfofrutoquinase-1: fosforila frutose-6-fosfato. +AMP, frutose-2,6-bisfosfato, insulina –glucagon, ATP, citrato.
Piruvato-quinase: converte fosfoenolpiruvato em piruvato. Regulação por proacão-> +frutose-1,6-bisfosfato, fosfofrutoquinase –glucagon, AMPc.
As enzimas alostéricas são aquelas capazes de mudar de conformação através da atuação de efetores, a qual interfere na velocidade da reação (positivamente ou negativamente).
Qual a importância da glicólise anaeróbica para as células do homem?
Ela é importante porque é o único meio de produção de energia por algumas células como a hemácia (sem mitocôndria), cristalino e córnea do olho (pouco vascularizados), medula renal, testículos e leucócitos. Ademais, é usada quando há acumulo de NADH que vai além da capacidade de oxidação da mitocôndria, como ocorre com o músculo em exercício. Além disso, é capaz de reoxidar o NADH sem passar pela CTE (formação de lactato). Ocorre também em situações patológicas, em que ocorre diminuição da oxigenação de algum tecido, como no infarto.
 No exercício intenso, as fibras musculares ficam relativamente submetidas à oxidação da glicose de forma anaeróbica. Justifique este fato e explique como o produto formado desta via pode ser reciclado em glicose.
Porque a capacidade de oxidação de NADH nas mitocôndrias excede o possível. A reoxidação de NADH pela CTE não é suficiente. Através do Ciclo de Cori: o lactato produzido pela glicólise no músculo é levado para o fígado, onde é convertido em piruvato para entrar na gliconeogênese e produzir glicose.
O ATP pode ser sintetizado através de dois processos conhecidos: Fosforilação Oxidativa ou Fosforilação a Nível de Substrato. Explique. 
Fosforilação oxidativa é o processo pelo qual o ATP é formado através da passagem de prótons pela ATP sintase, a qual muda de conformação de transforma ADP e fosfato em ATP. É precedida pela cadeia transportadora de elétrons.
A fosforilação a nível de substrato obtém ATP através de reações da glicólise e do Ciclo de Krebs, nas quais há uma quebra nas ligações fosfato ou CoA. 1,3-bisfosfoglicerato, fosfoenolpiruvato e succinil-CoA.
A partir de que composto ocorre a intersecção do metabolismo energético oxidativo dos nutrientes (carboidratos, lipídios e proteínas)? Quando o objetivo é produzir ATP, qual destino deste composto?
Acetil-Coa. Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo de Krebs.
Quais as isoenzimas que catalisam a fosforilação da glicose-6P a partir de glicose no fígado e nos músculos? De que forma os Kms dessas enzimas levam às diferenças no metabolismo da glicose? 
Glicoquinase e Hexoquinase respectivamente. O Km da glicoquinase é maior, porque é necessária uma maior quantidade de glicose para a fosforilação dela no fígado, assim, a glicólise irá acontecer em situações de hiperglicemia.
O Km da hexoquinase é menor, assim a glicose é fosforilada de modo eficiente e há o metabolismo da glicose mesmo em baixas concentrações dela. 
Sob condições aeróbicas a mitocôndria oxida NADH na CTE e em condições anaeróbicas como o NADH é oxidado? Qual enzima participa desta reação e qual importância clínica desta enzima?
Ele é transformado em lactato. Lactato-desidrogenase (LDH). Indicador de infarto no miocárdio, hemólise e dano tecidual em geral.
Por que o Ciclo de Krebs é considerado um processo anfibólico? Podemos considerar esse ciclo autônomo? Explique porque, apesar deste ciclo não utilizar oxigênio, ele cessa na ausência deste.
Porque é utilizado tanto para vias catabolicas quanto anabólicas. Porque precisa que seus NADH e FADH2 sejam reoxidados na cadeia transportadora de elétrons. 
 Tomando como base as taxas de consumo de oxigênio, que tecidos poderiam ser mais criticamente afetados por causa de enzimas geneticamente defeituosas do ciclo de Krebs?
Cérebro, musculo cardíaco, rins e fígado. 
CASO CLÍNICO- 
INFARTO AGUDO DO MIOCÁRDIO: Paciente de 76 anos de idade, sexo masculino, branco foi internado no HU para realização de cirurgia não-cardíaca. Várias horas depois do pós-operatório passou a apresentar mal-estar e dor no peito. Exames laboratoriais revelaram aumento das enzimas cardíacas creatina quinase (CK total e CK-MB) no plasma consistente com um infarto do miocárdio. 
QUESTÕES
Quais são os principais compostos utilizados no metabolismo energético do músculo cardíaco. Explique sua origem e vias metabólicas utilizadas.
Considerando um processo isquêmico do miocárdio. Explique: quais as opções metabólicas que poderiam ser lançadas para atender a demanda de ATP na área afetada. Explique as conseqüências desta alteração metabólica.
O que são isoenzimas? Qual é a importância das isoenzimas para o diagnóstico clínico?
No caso em questão por que as enzimas CK e CK-MB estavam aumentadas?
Quais os tipos (isoformas) da enzima lactato desidrogenase (LDH). Explique como a avaliação desta enzima poderia auxiliar no diagnóstico deste paciente?