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Direcionamento estudo de metabolismo energético para a prova final de bioquímica Metabolismo energético de carboidratos 1. Definir anabolismo e catabolismo ANABOLISMO – VIAS METABÓLICAS E SÍNTESE DE MOLÉCULAS CONSTITUCIONAIS (FIBRAS MUSCULARES, HEMOGLOBINAS, ENZIMAS, ETC) E DE RESERVA CATABOLISMO – DEGRADAÇÃO DE MOLÉCULAS PARA OBTENÇÃO DE ENERGIA 2. Identificar as vias metabólicas: Glicólise = via glicolítica = transformação de glicose até piruvato Glicólise anaeróbica = transformação de glicose até lactato (glicólise + fermentação lática) Glicólise aeróbica = oxidação total da glicose até CO2 e H2O, através da glicólise + o ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de elétrons Glicogênese = síntese de glicogênio Glicogenólise = degradação de glicogênio Gliconeogênese = neoglicogênese = síntese de glicose à partir de compostos não glicídicos como piruvato, aminoácidos e glicerol 3. Em situação alimentado, com absorção de alta concentração de glicose e consequente hiperglicemia, ocorre o estímulo da secreção de que hormônio? INSULINA 4. Em situação alimentado, com absorção de alta concentração de glicose e consequente hiperglicemia transitória, qual via metabólica é estimulada por ação da insulina? Glicogênese ou glicogenólise? GLICOGÊNESE 5. Em situação de jejum transitório, qual o hormônio e qual a via metabólica é estimulada para manter a normoglicemia? HORMÔNIO GLUCAGON E VIA GLICOGENÓLISE 6. Como o nível de ATP regula a velocidade das vias metabólicas? A alta concentração de ATP inibe ou estimula a glicogênese? ESTIMULA A GLICOGÊNESE 7. Qual o rendimento energético da via glicolítica? 2 ATP 8. Qual a função da fermentação na manutenção da síntese de ATP na via glicolítica? REALIMENTAR A VIA GLICOLÍTICA COM NAD+ PARA PODER SER REDUZIDO NOVAMENTE (FORMAR NADH) E NÃO INTERROMPER A SÍNTESE DE ATP NA VIA GLICOLÍTICA. ESTE MECANISMO SÓ É POSSÍVEL ENQUANTO TIVER GLICOSE DISPONÍVEL PARA SER METABOLIZADA 9. Caracterizar o ciclo de Cori. SÍNTESE DE GLICOSE (VIA DA GLICONEOGÊNESE) NO FÍGADO À PARTIR DO LACTATO ORIGINADO DOS MÚSCULOS. COOPERAÇÃO ENTRE O FÍGADO E MÚSCULOS. 10. A alta concentração de ADP estimula ou inibe as enzimas e, consequentemente, a velocidade das reações do ciclo de Krebs? Por que? ALTA CONCENTRAÇÃO DE ADP ESTIMULA AS ENZIMAS DO CICLO DE KREBS VIZANDO A SÍNTESE DE ATP 11. Qual a relação da cadeia transportadora de elétrons e da integridade da mitocôndria com a síntese de ATP? A SÍNTESE DE ATP, DE ACORDO COM A HIPÓTESE QUIMIOSMÓTICA DA FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA, OCORRE EM DECORRÊNCIA DA ENERGIA ORIGINADA DA DIFERENÇA DE POTENCIAL ELETROQUÍMICO DE PRÓTONS ENTRE A MATRIZ MITOCONDRIAL E O ESPAÇO INTERMEMBRANAS DA MITOCÔNDRIA. SE A MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA NÃO ESTIVER ÍNTEGRA, NÃO OCORRERÁ A DIFERENÇA DE POTENCIAL ELETROQUÍMICO DE PRÓTONS E, CONSEQUENTEMENTE, NÃO OCORRERÁ A SÍNTESE DE ATP. 12. Qual a proposta para a síntese de ATP através do mecanismo da “hipótese quimiosmótica da fosforilação oxidativa”? RESPONDIDO JUNTO COM A QUESTÃO ANTERIOR 13. Qual o rendimento energético da oxidação total de glicose através da via glicolítica e do ciclo de Krebs? 38 ATP (CÁLCULO BASEADO EM INFORMAÇÕES MAIS TRADICIONAIS AONDE 1 NADH LIBERA ENERGIA SUFICIANETE PARA A SÍNTESE DE 3 ATP) 14. Com alta concentração de ATP e inibição das enzimas e da velocidade das reações do ciclo de Krebs, o que pode ser sintetizado, para reserva energética, à partir do piruvato e do acetil- CoA? GLICOGÊNIO À PARTIR DO PIRUVATO E ÁCIDOS GRAXOS À PARTIR DO ACETIL-CoA. POSTERIORMENTE, OS ÁCIDOS GRAXOS PODERÃO SER UTILIZADOS PARA A SÍNTESE DE LIPÍDEOS TRIGLICERÍDEOS E ARMAZENADOS NO TECIDO ADIPOSO. Metabolismo energético de lipídeos glicerídeos 1. Os ácidos graxos que são oxidados na mitocôndria, permitindo a síntese de ATP, são originados de onde? Responder a questão considerando um indivíduo alimentado com lipídeos triglicerídeos e um indivíduo em jejum. ORIGINDOS DOS LIPÍDEOS (PRINCIPALMENTE DOS TRIGLICERÍDEOS) DA DIETA ALIMENTAR OU, EM JEJUM, ORIGINADOS DA RESERVA DE TRIGLICERÍDEOS DO TECIDO ADIPOSO 2. Qual hormônio estimula a degradação dos triglicerídeos do tecido adiposo? Este processo ocorre com o indivíduo alimentado ou em jejum? HORMÔNIO GLUCAGON. OCORRE COM O INDIVÍDUO EM JEJUM 3. Qual hormônio inibe a degradação dos triglicerídeos do tecido adiposo? Este processo ocorre com o indivíduo em jejum ou alimentado? HORMÔNIO INSULINA. OCORRE COM O INDIVÍDUO ALIMENTADO 4. Explicar a necessidade de carnitina para oxidação intramitocondrial de ácidos graxos. A CARNITINA É A PROTEÍNA NECESSÁRIA PARA O TRANSPORTE DE ÁCIDOS GRAXOS PARA A MATRIZ MITOCONDRIAL, AONDE PODERÃO SER OXIDADOS E, EM DECORRÊNCIA, OCORRER A SÍNTESE DE ATP. 5. Explicar a regulação da oxidação de ácidos graxos por ação da enzima carnitina acil- transferase I. A ENZIMA CARNITINA ACIL-TRANSFERASE I CATALISA A UNIÃO DA CARNITINA COM O ÁCIDO GRAXO, PARA OCORRER O TRANSPORTE PARA A MATRIZ MITOCONDRIAL. ALTA CONCENTRAÇÃO DE ATP INIBE A ENZIMA, SINALIZANDO QUE OS ÁCIDOS GRAXOS NÃO PRECISAM SER TRANSPORTADOS PARA A MATRIZ MITOCONDRIAL PARA SEREM OXIDADOS, PORQUE JÁ TEM ATP SUFICIENTE. 6. A concentração alta de ATP inibe ou estimula a entrada e metabolização intramitocondrial de ácidos graxos? INIBE (EXPLICADO NA QUESTÃO ANTERIOR) 7. Como é denominada a via metabólica de oxidação dos ácidos graxos? Via metabólica necessária para transformar ácidos graxos em ATP. BETA-OXIDAÇÃO (VIA METABÓLICA DE OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS ATÉ COENZIMA A). PARA OXIDAÇÃO TOTAL DOS ÁCIDOS GRAXOS PRECISARIA, ALÉM DA BETA OXIDAÇÃO, DO CICLO DE KREBS. 8. Esquematizar a beta-oxidação de um ácido graxo de 16 carbonos indicando o número de moléculas de acetil-CoA formadas e o rendimento energético total, considerando a energia decorrente de FADH2, NADH e oxidação de acetil-CoA através do ciclo de Krebs. VERIFICAR NOS SLIDES 9. Quando e para que são formados os corpos cetônicos? EM SITUAÇÃO DE JEJUM. SÃO MOLÉCULAS SINTETIZADAS NO FÍGADO, À PARTIR DE ÁCIDOS GRAXOS (PRINCIPALMENTE) E DE AMINOÁCIDOS, COM O INTUITO DE LEVAR A ENERGIA DOS ÁCIDOS GRAXOS E AMINOÁCIDOS PARA TECIDOS EXTRA HEPÁTICOS, PRINCIPALMENTE TECIDOS QUE NÃO CONSEGUEM UTILIZAR ÁCIDOS GRAXOS COMO FONTE DE ENERGIA, COMO AS CÉLULAS DO TECIDO NERVOSO. 10. Por que, em altas concentrações no plasma sanguíneo, os corpos cetônicos podem ser tóxicos? PORQUE PODEM ACARRETAR ACIDOSE METABÓLICA (CETOACIDOSE) 11. O hormônio insulina estimula a síntese ou a degradação de lipídeos? Justificar considerando o indivíduo em situação alimentado com carboidratos e lipídeos. A INSULINA ESTIMULA A SÍNTESE DE LIPÍDEOS PORQUE A CÉLULA JÁ TEM BASTANTE GLICOSE PARA FORNECER ENERGIA E PODE ARMAZENAR OS LIPÍDEOS. 12. Qual o destino metabólico (participa de que via metabólica) das moléculas de glicerol originadas dos triglicerídeos? O GLICEROL VAI SER PRECURSOR DA SÍNTESE DE GLICOSE, NO FÍGADO, ATRAVÉS DA VIA METABÓLICA GLICONEOGÊNESE Metabolismo oxidativo de aminoácidos 1. Em estado alimentado (dieta constituída de carboidratos, lipídeos e proteínas), qual a principal função dos aminoácidos absorvidos à partir das proteínas alimentares digeridas? SÍNTESE DE PROTEÍNAS ENDÓGENAS 2. Em situação alimentado, quais os destinos metabólicos (moléculas formadas) do excesso de aminoácidos absorvidos à partir das proteínas alimentares digeridas? ÁCIDOS GRAXOS E POSTERIORMENTE LIPÍDEOS; GLICOSE E POSTERIORMENTE GLICOGÊNIO; ATP 3. Quais reações são necessárias para separar o esqueleto carbônico dos aminoácidos e liberar amônia? Que vitamina participa deste processo? REAÇÕES DE TRANSMINAÇÃO (AMINOTRANSFERASES) E DESAMINAÇÃO OXIDATIVA. PARA ATIVAÇÃO DAS AMINOTRANSFERASES É NECESSÁRIO A COENZIMA PIRIDOXAL FOSFATO QUE É DERIVADA DA VITAMINA B6 4. Descrever o destino metabólico do esqueleto carbônico dos aminoácidos,em situação alimentado e em jejum. ALIMENTADO – PODEM SER FORMADAS MOLÉCULAS DE ATP, GLICOSE (E POSTERIORMENTE GLICOGÊNIO) E ÁCIDOS GRAXOS (E POSTERIORMENTE LIPÍDEOS) JEJUM – PODEM SER FORMADAS MOLÉCULAS DE ATP, GLICOSE (E POSTERIORMENTE ATP) E CORPOS CETÔNICOS (E POSTERIORMENTE ATP) 5. Descrever a consequência tóxica de altas concentrações de amônia no plasma sanguíneo. A NH4+ PODE ATRAVESSAR AS MEMBRANAS E INIBIR O CICLO DE KREBS PORQUE REAGE COM ALFA-CETOGLUTARATO, QUE É UM COMPONENTE DO CICLO. EM DECORRÊNCIA DIMINUI A SÍNTESE DE ATP. ESTE PROCESSO PODE SER EXTREMAMENTE TÓXICO PARA AS CÉLULAS CEREBRAIS. 6. Quais as moléculas utilizadas para transportar a amônia dos tecidos periféricos para o fígado? Estas moléculas possibilitam o transporte da amônia, de uma forma não tóxica, pelo plasma sanguíneo. ALANINA E GLUTAMINA 7. Qual a forma de detoxicação da amônia (em qual molécula a amônia é convertida para poder ser eliminada através dos rins)? URÉIA 8. Qual a relação da concentração plasmática de uréia com a função renal? O AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO PLASMÁTICA DE URÉIA PODE SER DECORRENTE DE DIMINUIÇÃO DA FUNÇÃO RENAL. O AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO PLASMÁTICA DE CREATININA TAMBÉM INDICA ALTERAÇÃO DA FUNÇÃO RENAL, PRINCIPALMENTE RELACIONADA COM DIMINUIÇÃO DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR. Integração do metabolismo 1. Em estado absortivo (alimentado) quais os principais destinos metabólicos para a glicose (indicar os nomes das vias metabólicas e os produtos finais sintetizados). SÍNTESE DE ATP ATRAVÉS DAS VIAS METABÓLICAS GLICÓLISE (OU VIA GLICOLÍTICA) E FERMENTAÇÃO LÁTICA OU VIA METABÓLICA GLICÓLISE E CICLO DE KREBS SÍNTESE DE GLICOGÊNIO HEPÁTICO E MUSCULAR ATRAVÉS DA VIA METABÓLICA GLICOGÊNESE SÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS E, EM SEGUIDA PODENDO OCORRER A SÍNTESE DE LIPÍDEOS TRIGLICERÍDEOS 2. Em estado absortivo (alimentado) quais os principais destinos metabólicos para os ácidos graxos (indicar os nomes das vias metabólicas e os produtos finais sintetizados). SÍNTESE DE ATP ATRAVÉS DAS VIAS METABÓLICAS BETA OXIDAÇÃO E CICLO DE KREBS SÍNTESE DE LIPÍDEOS TRIGLICERÍDEOS, FOSFOLIPÍDEOS E COLESTEROL 3. Em estado absortivo (alimentado) quais os principais destinos metabólicos dos aminoácidos (indicar os produtos finais sintetizados). Ainda em estado absortivo, quais os principais destinos metabólicos (nomes das vias metabólicas e produtos finais sintetizados) do excesso de aminoácidos absorvidos? SÍNTESE DE PROTEÍNAS ENDÓGENAS EM EXCESSO, PODEM RESULTAR EM ATP, GLICOSE (E GLICOGÊNIO) E ÁCIDOS GRAXOS (E LIPÍDEOS) 4. Em estado de jejum inicial, qual a principal molécula utilizada como fonte de energia? GLICOGÊNIO Quais as vias metabólicas (nomes) necessárias para transformar esta molécula de reserva em fonte de energia? GLICOGENÓLISE PARA LIBERAÇÃO DE GLICOSE. DEPOIS A GLICÓLISE E CICLO DE KREBS (EM AEROBIOSE) OU GLICÓLISE E FERMENTAÇÃO (EM ANAEROBIOSE) 5. Em estado de jejum mais prolongado, quando a molécula de glicogênio já não é mais suficiente para fornecer o total de energia necessária para os tecidos, quais as moléculas que podem ser utilizadas como fonte de energia? ÁCIDOS GRAXOS E AMINOÁCIDOS. E como fonte de glicose? GLICEROL, LACTATO E AMINOÁCIDOS 6. Diferenciar glicogênese, glicogenólise, gliconeogênese e glicólise. (VERIFICAR NO INÍCIO DESTES ESTUDO DIRIGIDO) 7. Em jejum prolongado, explicar a importância dos corpos cetônicos e da gliconeogênese. CORPOS CETÔNICOS (FONTE ENERGÉTICA PARA TECIDOS EXTRA-HEPÁTICOS, PRINCIPALMENTE CÉREBRO) GLICONEOGÊNESE (SÍNTESE DE GLICOSE E MANUTENÇÃO DA NORMOGLICEMIA) 8. Fazer um esquema representando o metabolismo energético, no fígado, com o indivíduo em estado alimentado. (VERIFICAR NO MATERIAL DE AULAS) 9. Fazer um esquema representando o metabolismo energético, no fígado, com o indivíduo em estado de jejum. (VERIFICAR NO MATERIAL DE AULAS) 10. Explicar a relação do metabolismo energético no fígado com o que ocorre no cérebro, nos músculos e no tecido adiposo com o indivíduo em estado alimentado e em jejum. (VERIFICAR NO MATERIAL DE AULAS)
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