Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Estudo Dirigido Bioquímica Aula 1 1. Descreva o processo de digestão e absorção dos seguintes carboidratos: Glicogênio e/ou amido, sacarose, maltose, trealose e lactose. Os principais carboidratos da dieta são: o amido, a sacarose e a lactose. O glicogênio, a maltose, a glicose livre e a frutose livre constituem frações relativamente menores de carboidratos ingeridos. A absorção dos carboidratos pelas células do intestino delgado é realizada após hidrólise dos dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos em seus componentes monossacarídeos. As quebras ocorrem seqüencialmente em diferentes segmentos do trato gastrointestinal por reações enzimáticas: α-Amilase salivar. A digestão do amido inicia durante a mastigação pela ação α-amilase salivar (ptialina) que hidrolisa as ligações glicosídicas α(1→4), com a liberação de maltose e oligossacarídeos. Contudo, a α-amilase salivar não contribui significativamente para a hidrólise dos polissacarídeos, devido ao breve contato entre a enzima e o substrato. Ao atingir o estômago, a enzima é inativada pelo baixo pH gástrico. α-Amilase pancreática. O amido e o glicogênio são hidrolisados no duodeno em presença da α-amilase pancreática que produz maltose como produto principal e oligossacarídeos chamados dextrinas – contendo em média oito unidades de glicose com uma ou mais ligações glicosídicas α(1→6). Certa quantidade de isomaltose (dissacarídeo) também é formada. Enzimas da superfície intestinal. A hidrólise final da maltose e dextrina é realizada pela maltase e a dextrinase, presentes na superfície das células epiteliais do intestino delgado. Outras enzimas também atuam na superfície das células intestinais: a isomaltase, que hidrolisa as ligações α(1→6) da isomaltose, a sacarase, que hidrolisa as ligações α,β(1→2) da sacarose em glicose e frutose, a lactase que fornece glicose e galactose pela hidrolise das ligações β(1→4) da lactose. A captação de monossacarídeos do lúmen para a célula intestinal é efetuada por dois mecanismos: • Transporte passivo (difusão facilitada).O movimento da glicose está “a favor” do gradiente de concentração (de um compartimento de maior concentração de glicose para um compartimento de menor concentração). A difusão facilitada é mediada por um sistema de transporte de monossacarídeos do tipo Na+− independente. O mecanismo tem alta especificidade para D−frutose. • Transporte ativo. A glicose é captada do lúmen para a célula epitelial do intestino por um co− transportador Na+−monossacarídeo (SGLT). É um processo ativo indireto cujo mecanismo é envolve a (Na+−K+)−ATPase (bomba de (Na+−K+), que remove o Na+ da célula, em troca de K+, com a hidrólise concomitante de ATP (ver Capítulo 9: seção 9.4.D). O mecanismo em alta especificidade por D−glicose e D−galactose. Após a absorção, a glicose no sangue aumenta e as células β das ilhotas pancreáticas secretam insulina que estimula a captação de glicose principalmente pelos tecidos adiposo e muscular. O fígado, o cérebro e os eritrócitos, não necessitam de insulina para captação de glicose por suas células (tecidos insulino−independentes). Outros hormônios e enzimas, além de vários mecanismos de controle, são importantes na regulação da glicemia 2. Quais os transportadores de glicose presentes nos enterócitos? GLUT 1: Os transportadores de glicose tipo 1 estão amplamente difundidos por todo o corpo, sendo responsáveis pelo nível basal de glicose celular. Largamente difusos nos tecidos fetais, tendo diminuída sua expressão nos tecidos adultos. Possuem alta capacidade de transporte e alta afinidade pela molécula de glicose, mantendo rapidamente o nível de glicose dentro da célula. Não tem atividade alterada pela presença da insulina. GLUT 2: O transportador de glicose tipo 2 possui a maior cinética entre os GLUT, esta presente nos hepatócitos, células β pancreáticas, mucosa intestinal e rins. A alta afinidade do transportador coma glicose promove que o transporte ás essas células seja proporcional à glicemia.Este transportador, pó suas funções não tem sua atividade modulada pela insulina. Na célula intestinal após a absorção e reabsorção de glicose no rim é via GLUT2 que a molécula de glicose entra na circulação. Toda variação de glicemia é detectadas pelas células β, iniciando automaticamente o controle da secreção de insulina e captação ou liberação de glicose hepática. Alterações na expressão de GLUT2 esta associada a um defeito de estimulação da insulina em diabéticos, o que não permite a baixa na glicemia. Há variações na expressão em células β pancreáticas desses transportadores, o que explicaria em parte a baixa ou nenhuma liberação de insulina nos diabéticos com a doença tipo I. Expressão de GLUT2 é estimulada pela hiperglicemia GLUT 4: são os transportadores insulina-dependente, mais abundante nas membranas celulares do músculo esquelético, cardíaco e tecido adiposo. No fígado: a insulina inibe glicogenólise e gliconeogênese e estimula síntese de glicogênio, na musculatura esquelética estimula a: captação de glicose e síntese de glicogênio, no tecido adiposo estimula a captação de glicose e redução da liberação de ácidos graxos e síntese de triglicerídeos. Também estimula a entrada de aminoácidos nas células para promover a síntese protéica. O transportador possui a menor cinética da família dos GLUT, mas grande afinidade. 3. Diferencie intolerância à lactose de alergia ao leite. Deficiência à lactose: Sintomas: dor abdominal (normalmente, cólica na área periumbilical), distensão abdominal, "barulho na barriga", flatulência (que pode ajudar a aliviar os sintomas em alguns casos) e diarreia (normalmente explosiva, volumosa, espumosa e aquosa) depois de consumir produtos lácteos Fisiopatologia: A lactose é um açúcar dissacarídeo encontrado no leite e em alimentos processados. A lactose é digerida por hidrólise, que é considerada uma etapa limitadora do processo global de sua absorção. A lactose é dividida pela enzima lactase em glicose e galactose na membrana microvilosa das células de absorção do intestino delgado. Em pacientes com hipolactasia, a lactose não é absorvida pelo intestino delgado porque a hidrólise efetiva não é realizada e passa rapidamente ao cólon como consequência da alta osmolalidade do dissacarídeo intraluminal. No cólon, a lactose é convertida em ácidos graxos de cadeia curta e gás pela flora bacteriana de ácido lático, produzindo acetato, butirato e propionato. Alergia ao Leite: Sintomas: podem acontecer em diversos sistemas do corpo, como:digestivo, que inclui sintomas como vômitos, cólicas, diarreias, dores abdominais, prisão de ventre, presença de sangue nas fezes e refluxo; cutâneo, que pode cursar com sintomas como: urticária e dermatite atópica de moderada à grave (podem surgir até mesmo feridas na pele); respiratório, que pode se apresentar como: asma, chiado e rinite. Podem ocorrer um ou mais desses sintomas na mesma hora ou dias após a pessoa ter bebido o leite de vaca. Fisiopatologia: A alergia ao leite de vaca é a reação do organismo à caseína, uma proteína presente no leite e em todas as proteínas de origem animal. Quando uma pessoa alérgica ingere o leite da vaca, o sistema imunológico reage como se estivesse sendo atacado por algum micro-organismo estranho. Essa é uma reação de hipersensibilidade do sistema imune, ou seja, o organismo torna-se sensível a essa proteína. 4. Dentre os diferentes transportadores de glicose, qual é dependente de insulina? GLUT 4: são os transportadores insulina-dependente, mais abundante nas membranas celulares do músculo esquelético, cardíaco e tecido adiposo. No fígado: a insulina inibe glicogenólise e gliconeogênese e estimula síntese de glicogênio, na musculatura esquelética estimula a: captação de glicose e síntese de glicogênio, no tecido adiposo estimulaa captação de glicose e redução da liberação de ácidos graxos e síntese de triglicerídeos. Também estimula a entrada de aminoácidos nas células para promover a síntese protéica. O transportador possui a menor cinética da família dos GLUT, mas grande afinidade. ● Caso Clínico: Intolerância à lactose, Diarreia hiperosmótica, TBL Aula 2 1. Quais as principais diferenças entre a glicólise hepática e a glicólise de tecidos extra-hepáticos? A glicose no fígado possui 3 destinos: oxidação completa (o fígado oxida completamente a glicose, forma piruvato -> Acetil-CoA -> TCA, gerando ATP), estoque (estocada na forma de glicogênio hepático -> glicogênese) e transformação em gordura (triacilglicerol que será empacotado e transportado para fora do fígado, direccionando-o para corrente sanguínea que o depositará no tecido adiposo). A glicose no músculo possui 2 destinos: oxidação completa e estoque (existe também a oxidação parcial - exatamente o que acontece no eritrócito - que é a transformação do piruvato em lactato para gerar ATP em estado anaeróbio) 2. Qual a importância da fermentação láctica? Em que situações esta via ocorre? A fermentação Lática ocorre a partir do piruvato produzido pela via glicolítica, o piruvato através da enzima Lactato Desidrogenase forma lactato. Essa enzima utiliza os elétrons do NADH da via glicolítica e o transforma em NAD+. Essa reação ocorre na ausência do O2 e produz baixa quantidade de ATP. (Ciclo de Cori - conversão da glicose em lactato, produzido em tecidos musculares durante um período de privação de oxigênio, seguida da conversão do lactato em glicose, no fígado). Ocorrendo nos músculos em situação de exercício físico intenso. 3. Qual deficiência enzimática da via glicolítica pode causar hemólise? Deficiência de Piruvato Cinase. Sendo a última enzima da glicólise impede a formação de piruvato. “A deficiência de PK nos eritrócitos é uma doença autossómica recessiva causada por mutações no gene PKLR (1q22). Até à data foram descritas mais de 190 mutações no gene PKLR. A PK é uma enzima chave regulatória de glicólise e duas anomalias metabólicas importantes resultam da deficiência de PK: depleção de ATP e aumento do conteúdo de 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG). Os mecanismos exactos que causam hemólise extravascular são, até ao momento, desconhecidos, mas uma característica importante envolve o sequestro selectivo de glóbulos vermelhos jovens deficientes em PK, particularmente os reticulócitos, pelo baço. O aumento dos níveis de 2,3-DPG melhora a anemia diminuindo a afinidade da hemoglobina para o oxigênio.” ● Caso Clínico: G6PD Aula 3 1. Quais as regulações hormonais sobre o metabolismo de glicogênio? A insulina estimula a glicogênese: ativa glicogênio-sintase que faz a síntese e armazenamento de glicogênio (modo alimentado) Glucagon estimula a glicogenólise: ativa a fosforilase e inibe a glicogênio sintase (modo de jejum prolongado). 2. Quais modificações covalentes ocorrem na regulação do metabolismo de glicogênio? As enzimas glicogênio fosforilase e glicogênio sintase sofrem regulações por moduladores alostéricos (favorece ou não as enzimas a trabalharem). As enzimas são sensíveis à esses fatores: glicogênio fosforilase sensível a glicose (quando tem muita glicose a fosforilase para de agir) e a glicogênio sintase é sensível a glicose-6-fosfato (quando tem muita glicose-6-fosfato a sintase ativa) 3. Qual a consequência da ausência de Glicose-6-Fosfatase em células musculares? A consequência é a não saída de glicose para corrente sanguínea igual no fígado, ou seja, no músculo não ocorre a gliconeogênese. E a glicose gerada pela glicogenólise é direcionada pra via glicolítica muscular para formação de ATP ou para a fermentação Láctica. 4. Por que glicose 6-fosfatase se encontra com seu sítio ativo voltado para a luz do RE? Pois se ela estivesse voltada para a parte externa do RE ela causaria um distúrbio, impedindo o funcionamento da hexoquinase, desfilando a glicose e, assim, impedindo a via glicolítica. ● Casos clínicos: Doença de Von Gierke e Doença de Hers Doença de Von Gierke As glicogenoses são doenças de armazenamento de glicogênio e a doença de von Gierke é a mais comum delas, sendo que as complicações metabólicas da doença incluem hipoglicemia, acidose láctica, hiperuricemia, hipofosfatemia e adenoma hepático Sintomas: Retardo de crescimento, convulsões, cãibras musculares e fraqueza, intolerância ao exercício causando fadiga. Fisiopatologia: A glicose 6-fosfatase está localizada no lado da luz da membrana do retículo endoplasmático liso para onde a glicose 6-fosfato é transportada e então hidrolisada à ortofosfato e glicose livre pela unidade catalítica da glicose-6-fosfatase. A doença de von Gierke se apresenta quando a atividade da unidade catalítica da glicose 6-fosfatase está ausente ou com atividade reduzida no fígado, rim e intestino. Tratamento: é feito principalmente através da dieta. Os objetivos da dietoterapia são manter a homeostase da glicose para prevenir as reações hipoglicêmicas e fornecer proteínas e calorias suficientes para o balanço positivo de nitrogênio e para o crescimento normal evitando déficit de crescimento e as demais alterações metabólicas. Aula 4 1. Descreva o mecanismo de secreção de insulina pelas células β-pancreáticas. Após uma refeição, um aumento rápido na quantidade de glicose sanguínea estimula a secreção de insulina, resultando em um aumento temporário de sua concentração no sangue, conhecido como hiperinsulinemia. O aumento das concentrações de insulina e glicose sanguíneas coordenadamente inibe a produção de glicose pelo fígado e facilita a captação de glicose pelos tecidos sensíveis à insulina. Nos hepatócitos e célulasβ–pancreáticas a glicose é transportada para o compartimento intracelular através do transportador de glicose 2 (GLUT2) obedecendo um gradiente de concentração (do meio mais concentrado para o menos concentrado). Os tecidos muscular e adiposo utilizam o transportador de glicose 4 (GLUT-4) para translocar a glicose para o meio intracelular em resposta ao estímulo da insulina ● Casos Clínicos: Exercícios físicos de alta intensidade ou de longa duração Aula 5 1. Diferencie diabetes mellitus tipo 1, tipo 2, gestacional e MODY. Diabetes do tipo 1 Sintomas: Poliúria, polidipsia, perda de peso, fraqueza generalizada e visão turva. Alguns pacientes apresentam cetoacidose diabética, a complicação aguda do diabetes do tipo 1. Esses pacientes têm sintomas de desidratação e acidose como náuseas, vômitos, dor abdominal, taquipneia, taquicardia e letargia. Fisiopatologia: O diabetes do tipo 1 se desenvolve geralmente como resultado da destruição autoimune das células beta pancreáticas nos indivíduos geneticamente suscetíveis. A destruição das células beta acontece de forma subclínica durante meses a anos como resultado de um processo denominado insulite (inflamação das células beta). Quando 80% a 90% das células beta foram destruídas, a hiperglicemia se desenvolve. Os pacientes com deficiência de insulina não conseguem utilizar a glicose sérica no músculo periférico e nos tecidos adiposos. Isso estimula a secreção de hormônios contra reguladores como glucagon, adrenalina, cortisol. Diabetes do tipo 2: Sintomas: fadiga; poliúria, polidipsia, polifagia ou perda de peso (geralmente quando a hiperglicemia é mais intensa [por exemplo, >16.6 mmol/L, >300 mg/dL]); visão turva; parestesia; perda de peso não intencional; noctúria; infecções cutâneas (por bactéria ou cândida); infecções urinárias. Fisiopatologia: O mecanismopreciso pelo qual o estado metabólico diabético causa complicações micro e macrovasculares é apenas parcialmente compreendido, mas provavelmente envolve pressão arterial (PA) e glicose não controladas, aumentando o risco de complicações microvasculares, como retinopatia e nefropatia. Os mecanismos podem envolver defeitos na aldose redutase e em outras vias metabólicas, dano a tecidos decorrente do acúmulo de produtos finais glicados e outros mecanismos. Com respeito a complicações macrovasculares, PA e glicose elevadas aumentam o risco, assim como anormalidades lipídicas e o uso de tabaco. Diabetes Gestacional: Sintomas: A disglicemia na gestante é indicativo de DG. A glicemia materna na DG em jejum é 15-20 mg/dL menor, geralmente a partir no 2º trimestre da gestação. Fisiopatologia: produtos da placenta, como o fator de necrose tumoral-alfa (TNF-alfa) e o lactogênio placentário humano (também conhecido como somatomamotropina coriônica humana), exerçam papéis fundamentais na indução da resistência insulínica materna. A resistência insulínica é mais acentuada no terceiro trimestre – o motivo é que o rastreamento tem sido realizado tradicionalmente nessa fase. Mulheres que desenvolvem diabetes mellitus gestacional (DMG) têm déficits na função das células beta, de forma que elas sejam incapazes de se adaptar à gestação. No DMG, assim como na diabetes do tipo 2, o déficit na função das células beta geralmente é multifatorial e poligênico. A hiperglicemia na fase final da gestação está associada com macrossomia, hipoglicemia, hiperbilirrubinemia e hipocalcemia neonatais, assim como desfechos maternos adversos, incluindo hipertensão gestacional, pré-eclâmpsia e parto cesáreo. Diabetes MODY: A diabetes tipo MODY (Maturity-Onset Diabetes of the Young) é um subtipo da diabetes Mellitus, caracterizado por manifestação precoce (em geral abaixo dos 25 anos de idade) e com transmissão autossómica dominante (determinada em pelo menos três gerações). Corresponde a um defeito primário na secreção da insulina, associada a disfunção na célula β pancreática. Assim, as premissas necessárias para o diagnóstico de diabetes tipo MODY são: 1. Diagnóstico efectuado antes dos 25 anos de idade em, pelo menos, um membro da família 2. Transmissão autossómica dominante com, pelo menos, 3 gerações atingidas pela diabetes 3. Capacidade de controlo da diabetes sem recurso à insulinoterapia (e sem desenvolver cetose) durante um período de, pelo menos, 2 anos ou níveis significativos de péptido C 2. Qual a etiologia do diabetes MODY-2? Esta forma de MODY é secundária a mutações no gene codificador para a enzima glicoquinase, que catalisa a primeira etapa do metabolismo da glicose em glicose-6-fosfato. As mutações neste gene promovem uma redução da atividade enzimática da proteína, reduzindo sua afinidade pela glicose. Como resultado ocorre uma redução do fluxo glicolítico nas células b-pancreáticas, etapa inicial básica para o desencadeamento da secreção da insulina. 3. Por que RN nascidos de mães diabéticas podem desenvolver hipoglicemia neonatal? Relaciona à existência de diabetes materna durante a gestação, devido à hiperinsulinemia transitória do bebê, que dura por volta de uma semana. No caso de mães diabéticas é comum que o bebê nasça também com excesso de peso (pesando quatro quilos ou mais). ● Caso clínico: Doença de Pompe Paciente sexo masculino, com idade de 4 meses, foi admitido no Serviço de Pediatria da Uninove. Na ocasião da internação apresentava quadro clínico de dispnéia e cianose há 5 dias com anorexia e vômitos. Paciente nascido de parto normal, a termo, pesando 3.200 grs. Evolução normal até os 2 meses. Aos 3 meses, após processo infeccioso, tornou-se hipotônico e não mais sustentou a cabeça. Apresentava dificuldade para deglutição. Ao exame clínico: Criança desnutrida, desidratada, taquicardia e taquipnéia. Hepatomegalia discreta. Colocada em decúbito dorsal a criança não muda espontaneamente de posição; não sustenta a cabeça. Hipotonia muscular generalizada, com discreta movimentação. Reflexos profundos não obtidos. Preensão palmar e plantar ausentes. Exames laboratoriais foram realizados, glicemia de jejum, pós-prandial, teste de tolerância à glicose e eletrocardiograma foram normais. Hemograma completo: eritrograma normal, 19300 leucócitos. AST, ALT, CPK, DHL elevadas. Radiografia tórax: broncopneumonia e discreto aumento da área cardíaca. 1- Com base na aula, que explicações você sugeriria para os sintomas apresentados? Deficiência ou ausência da enzima deα-1,4-glicosidase ácida (GAA) ou maltase ácida→ uma parte da glicogenólise normal não será realizada, causando acúmulo de glicogênio no citosol da célula. Classificada como uma doença de depósito lisossômico (DDL). Então o glicogênio em vez de ser utilizado como “fonte de energia”, passa a acumular-se nos lisossomos, levando à destruição das células do tecido muscular. 2- Qual a patologia em questão? Doença de Pompe 3- Qual o padrão de herança dessa doença? Herança autossômica recessiva (substituição de uma G por A na posição 171) 4- Qual organela celular está envolvida nessa doença? Explique. Citoplasma, pois o metabolismo do glicogênio é realizado no citosol. Aula 6 1. De que maneira o metabolismo de etanol interfere na neoglicogênese? Em cada reação de oxidação no metabolismo do etanol, elétrons são transferidos ao NAD+, resultando e um aumento maciço na concentração de NADH citosólico. A abundância de NADH favorece a redução de piruvato em lactato e oxalacetato em malato, ambos são intermediários na síntese de glicose pela gliconeogênese, como mostra a figura a cima. Assim, o aumento no NADH mediado pelo etanol faz com que os intermediários da gliconeogênese sejam desviados para rotas alternativas de reação, resultando em síntese diminuída de glicose. Isto pode acarretar hipoglicemia, particularmente em indivíduos com baixas reservas de glicogênio hepático. A mobilização de glicogênio hepático é a primeira defesa do corpo contra a hipoglicemia, assim, os indivíduos em jejum ou desnutridas apresentam depósitos de glicogênio exauridos, e devem basear-se na gliconeogênese para manter sua glicemia. 2. Quais os principais compostos gliconeogênicos? Os principais compostos gliconeogênicos são aminoácidos, lactato e glicerol. Caso clínico: hipoglicemia por etilismo O consumo de álcool (etanol), especialmente por indivíduos subalimentados, pode causar hipoglicemia. Essa condição resulta dos efeitos inibidores do álcool sobre a gliconeogênese hepática causado pelo NADH produzido durante o metabolismo do álcool. O etanol é convertido em acetaldeído (CH3CHO).O excesso de NADH no citosol reduz a gliconeogênese, pois desloca o equilíbrio das reações catalisadas pela lactato desidrogenase e malato desidrogenase, nas direções de formação do lactato e malato, respectivamente:Os NADH deveriam ser transportados para a mitocôndria pelo circuito malato aspartato, mas o fígado não consegue fazê-lo na velocidade suficiente para evitar distúrbios metabólitos. O NADH excedente bloqueia a conversão do lactato a glicose provocando hipoglicemia e também promove a conversão da alanina em lactato, resultando em acúmulo desse último no sangue (acidose láctica). A substância que ocasiona lesões ao nível do hepatócito, não é o álcool e sim o produto de sua degradação, o acetaldeído Aula 7 1. Quais as consequências de uma hipergalactosemia?Há 3 tipos, o que as diferenciam é a ausência de enzimas específicas. tipo 1 (mais comum/grave): deficiência de GALT, causa o acúmulo de galactose-1-fosfato tipo 2: defeito na GALK, causa o acúmulo direto de galactose, a galactose pode tomar vias alternativas. Pode ser transformada em galactose ( aumento da toxicidade) ou galactonato, causando problemas como catarata pelo acúmulo de galactitol. tipo 3 (rara) : deficiência de GALE, ausente apenas em eritrócitos - assintomática/ausente em eritrócitos e fibroblastos - severa. 2. De que maneira o consumo excessivo de frutose favorece a lipogênese? A primeira via da frutose “escapa” das etapas de regulação da via glicolítica (hexoquinase, PFK-1 e piruvato quinase), isso resulta em um excesso de piruvato, ocasionando um acúmulo de ácidos graxos. ● obesidade pelo consumo excessivo de frutose. Aula 8 1. Qual a importância da via das pentoses fosfato para os seguintes tipos celulares: hepatócitos, eritrócitos e células com alta atividade mitótica. Geração de NADPH (evita estresse oxidativo) durante a fase oxidativa. OBS: Oxidativa: é irreversível, principais produtos ribose-5P e NADPH, ocorre em todos os tecidos, mas predomina em células que sintetizam lipídeos, como por exemplo, fígado, tecido adiposo, glândulas mamárias, gônadas e córtex adrenal. Não oxidativa: é reversível, seus produtos e precursores são glicose-6P E RIBOSE-5P, ocorre em células que sintetizam lipídeos, com objetivo de reciclar a ribose-5P, e em células que estão em proliferação (ex: medula óssea, mucosa intestinal), para fornecer o precursor da síntese de nucleotídeos (ribose-5P). 2. Explique a patogenia do favismo. Ocorre uma redução na produção de NADPH, causando uma instabilidade na membrana das hemácias, conduzindo à lise dessas células (anemia hemólitica). Agente oxidante: H2O2 ( com a deficiência o H2O2 não é reduzido à H2O. Aula 9 1. Como a célula converte a energia proveniente das oxidações dos substratos em energia útil (ATP)? A fosforilação oxidativa é um processo no qual ocorre a síntese de ATP, fenômeno que pode ser interpretado como a fosforilação de uma molécula de ADP, que ocorre na mitocôndria ou mais especificamente na ATPsintase, enzima que existe na membrana mitocondrial interna e que se utiliza do gradiente eletroquímico de H+ existente nessa membrana para obter a energia necessária à síntese do ATP. No que diz respeito a sua importância, devemos lembrar que é o principal processo de obtenção de energia na maioria das células humanas e tem um papel regulador em relação a cadeia transportadora de elétrons e consequentemente sobre o ciclo de Krebs, sendo portanto um grande regulador do metabolismo celular. 2. Qual o mecanismo de toxicidade de 2,4-DNP? Por que esta molécula foi utilizada para emagrecimento? Desacoplamento do transporte de elétrons da síntese de ATP. O acoplamento rígido do transporte de elétrons com a fosforilação nas mitocôndrias pode ser rompido por 2,4-dinitrofenol (DNP) e por determinados compostos ácidos aromáticos. Essas substâncias carreiam prótons através da membrana mitocondrial interna, a favor de seu gradiente de concentração. Quando existem esses agentes desacopladores, o transporte de elétrons do NADH para O2 procede da forma normal, mas ATP não é formado pela ATP sintase mitocondrial porque a força próton-motriz através da membrana mitocondrial interna é continuamente dissipada. Essa perda do controle respiratório resulta em aumento do consumo de oxigênio e da oxidação de NADH. Na verdade, quando ocorre a ingestão acidental de agentes desacopladores, uma grande quantidade de substratos metabólicos é consumida, mas não é capturada energia na forma de ATP. Em vez disso, energia é liberada na forma de calor. O DNP é o ingrediente ativo em alguns herbicidas e fungicidas. É digno de nota que algumas pessoas consomem DNP com o propósito de perder peso apesar do fato de a FDA ter banido seu uso em 1938. Existem também relatos de que soldados soviéticos receberam DNP para mantê-los aquecidos durante os longos invernos russos. Os desacopladores químicos são contrapartes não fisiológicas e não reguladas das proteínas desacopladoras. 3. Qual o mecanismo de toxicidade do cianeto? Bloqueia o fluxo de elétrons no citocromo-C oxidase. A inibição da cadeira de transporte de elétrons inibe a síntese de ATP porque a força próton-motriz não pode ser mais gerada. ● ·Associação Clínica: Interferentes da cadeia respiratória: CO, Cianeto, barbitúricos, antimicina A, rotenona. Interferentes da fosforilação oxidativa: oligomicina. Qual a relação entre beribéri e de envenenamento por mercúrio e arsênico? As relação deles é que eles são desacopladores do ciclo de krebs e da fosforilação oxidativa. O transporte de elétrons pode ocorrer sem a síntese de ATP, pois esses desacopladores dissociam a CTE (apenas geram calor). Mulher de 68 anos com crise hipertensiva esteve em tratamento em uma unidade de tratamento intensivo com administração intravenosa de nitroprussiato por 48 horas. A pressão sanguínea da paciente retornou aos níveis normais, mas ela se queixou de uma sensação de queimação na boca e na garganta, seguida de náuseas e vômitos, sudorese, agitação e dispneia. A enfermeira notou um hálito de amêndoa doce na respiração. Uma gasometria arterial mostrou acidose metabólica significativa e testes no sangue revelaram níveis tóxicos de tiocianato, um metabólito do nitroprussiato. Qual é causa mais provável dos sintomas? Intoxicação por cianeto. Qual é o mecanismo bioquímico do problema? Há bloqueio do fluxo de elétrons no citocromo-C oxidase. A inibição da cadeira de transporte de elétrons inibe a síntese d ATP porque a força próton-motriz não pode ser mais gerada. Qual é o tratamento para essa condição? O tratamento é a administração de antídotos para o cianeto Aula 10 1. Descreva o processo de 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. 2. Diferencie as lipoproteínas abaixo: Quilomícrons, VLDL, LDL e HDL. Quilomícrons (QM): Apresentam densidade inferior a O,95g/mL .São formados nas células mucosas do duodeno e jejuno durante a absorção 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 (TGendógenos) 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. 3. Qual a importância dos corpos cetônicos? No momento em que o Acetil-CoA é transformado em corpos cetonicos ocorre a liberação de coenzima A (CoA). A coenzima A é essencial para a β-oxidação de Acidos graxos em Acetil-CoA. OBS: Corpos cetonicos são compostos derivados do Acetil-Coa no momento em que este ultimo deixa de entrar no ciclo do ácido cítrico para formar corpos cetonicos. Tipos de corpos cetonicos: Acetona: é exalada; Acetoacetato: dissolvido no sangue e transportado para tecidos extra-hepáticos onde será oxidado pela via do ciclo do ácido cítrico para formar a maior parte da energia requerida por esses tecidos; D-β-hidroxibutirato: tem o mesmo destino do acetoacetato. 4. Quais as regulações envolvidas na lipogênese hepática? A insulina estimula a síntese de ácidos graxos ao ativar a carboxilase, enquanto o glucagon e a epinefrina têm o efeito inverso. Por conseguinte, as moléculas de sinalização de glucagon, epinefrina e insulina atuam em conjunto sobre o metabolismo dos triacilgliceróis e sobre a acetil-CoA carboxilase, regulando cuidadosamente a utilização e o armazenamento de ácidos graxos. ● Casos clínicos: Orlistat (não sei) ● Esteatorreia: Causas: Falha no processo digestivo, como por exemplo, uma pancreatite ou uma ressecção gástrica; falta de sais biliares, como nos casos de problemas hepáticos, síndrome da alça cega e ressecção ileal; dano na mucosa, como nos casos de doença celíaca e enterite. Aula 11 1. O que são zimogênios e qual a relação com a pancreatite? O pâncreas é uma glândula mista constituída pelos ácinos pancreáticos (pâncreas exócrino) e ilhotas de Langerhans (pâncreas endócrino).² Dentro dos ácinos pancreáticos são produzidos diversos tipos de zimogênios, enzimas na forma inativa, como o tripsinogênio, quimiotripsinogênio, proelastase, procarboxipeptidase A e B e fosfolipase A2.² Em um estado normal, tais enzimas são encaminhadas até o intestino delgado e lá o tripsinogênio, através da enzima enteroquinase presente na borda em escova do intestino, é ativado em tripsina.² A tripsina ativa, então, catalisa a conversão de todos os seus precursores inativos em enzima ativas, até mesmo o tripsinogênio remanescente, por um processo conhecido como autocatálise. No caso da pancreatite aguda esse processo não é diferente, porém ao invés de ocorrer no intestino delgado ocorre no interior do tecido pancreático 2. Como a amônia extra-hepática é transportada pela circulação até o fígado? A amônia é bastante tóxica para os tecidos animais e seus níveis no sangue são regulados. A maior parte da amônia livre é convertida em um composto não tóxico antes de ser exportada dos tecidos extra-hepáticos para o sangue e transportada até o fígado ou rins. Para essa função de transporte utilizamos a L-glutamina. A amônia livre produzida nos tecidos combina-se com o glutamato, produzindo glutamina, pela ação da glutamina-sintetase. Essa reação requer ATP e ocorre em duas etapas. A glutamina que excede as necessidades de biossíntese é transportada pelo sangue para o intestino, o fígado e os rins, para ser processada. Nesses tecidos, o nitrogênio amídico é liberado como íon amônio na mitocôndria, onde a enzima glutaminase converte glutamina em glutamato e NH4+. O NH4+ do intestino e dos rins é transportado no sangue para o fígado. No fígado, a amônia d e todas essas fontes é utilizada na síntese de ureia. 3. Quais micronutrientes são importantes para o metabolismo de aminoácidos? Os micronutrientes são necessários em pequenas quantidades, mas são essenciais para o bom funcionamento do organismo. São divididos em vitaminas e sais minerais. As vitaminas não são estocadas em níveis consideráveis, por isso, devem ser supridas continuamente pela dieta. São classificadas em dois grandes grupos: hidrossolúveis e lipossolúveis. As vitaminas hidrossolúveis são as vitaminas do complexo B e vitamina C. São componentes de coenzimas, participando de diversas reações enzimáticas no organismo. O excesso dessas vitaminas não é danoso, pois elas podem ser eliminadas por meio da urina. As vitaminas lipossolúveis incluem as vitaminas A, D, E e K. O seu excesso pode ser mais danoso, pois estas vitaminas são eliminadas mais lentamente. São derivadas do isopreno e ocorrem em alimentos ricos em gorduras, sendo transportadas por lipoproteínas no plasma. Assim como as hidrossolúveis, as vitaminas lipossolúveis também têm um papel de grande importância como coenzimas. A vitamina A está relacionada às reações da visão e diferenciação epitelial; a vitamina D apresenta ação hormonal na absorção de cálcio pelos ossos quando passa à forma ativa por radiação UV; a vitamina K atua na coagulação sanguínea, e a vitamina E, juntamente com as vitaminas A. C e D, tem função antioxidante, limitando o estresse oxidativo e a ação dos radicais livres sobre as estruturas celulares. As substâncias antioxidantes, presentes principalmente nos vegetais, atuam na prevenção do câncer e de doenças cardiovasculares. Os minerais são íons inorgânicos - Ca2+, Na+, Mg2+, K+, Fe2+, fosfato - que atuam como cofatores enzimáticos, como nos centros Fe-S da cadeia transportadora de elétrons, e antioxidantes, além de participarem da composição de certas estruturas, como o cálcio depositado nos ossos. Os sais minerais são necessários diariamente na ordem de miligramas ou microgramas. 4. Qual a razão de Aspartato de Ornitina ser receitado para pacientes com sério comprometimento hepático? ● Caso Clínico: Cirrose hepática e desnutrição Proteico-calórica (não vimos) Genética Aula 1 1. Como o DNA é duplicado? Quais enzimas participam? O DNA é duplicado através da replicação. As enzimas que participam são: DNA-Helicase: Auxilia na abertura da dupla-hélice para permitir que as fita sejam copiadas DNA-Topoisomerases: aliviam a tensão causada pelo enrolamento helicoidal e os problemas de emaranhamento do DNA. DNA-Polimerase: são responsáveis pela síntese do DNA: elas adicionam nucleotídeos, um por um, à fita crescente de DNA, incorporando somente aqueles que são complementares à fita molde. DNA-Primase: participa do mecanismo que produz uma fita iniciadora complementar a DNA-Polimerase, utilizando trifosfato de ribonucleosídeos para sintetizar pequenos iniciadores de RNA na fita descontínua. DNA-Ligase: Liga a extremidade 3’ do novo fragmento de DNA à extremidade 5’ do fragmento anterior (para produzir uma cadeia contínua de DNA a partir de vários fragmentosna fita descontínua, um sistema especial de reparo atua rapidamente para retirar o iniciador de RNA e substituí-lo por DNA) 2. O que é PCR? Quais relações existem entre este método in vitro e o processo invivo? Técnica para amplificar milhares de vezes uma região específica da molécula de DNA. Aula 2 1. Como ocorre o fluxo da informação genética? O fluxo da informação genética segue o dogma central da biologia molecular: DNA (replicação) ---Transcrição---> RNAm ---Tradução---> Proteína 2. Quais enzimas estão envolvidas? Replicação: DNA-primase, ligase, polimerase, helicase, topoisomerases. Transcrição: RNA-polimerase 3. Como um gene é codificado gerando uma proteína? O Gene é codificado gerando uma proteína através do processo de tradução. A transcrição do gene possibilita a síntese proteica, gerando um RNAm. 4. Como é formada a sequência de aminoácidos que dará origem a uma nova proteína? A partir do RNAm é formada a sequência de aminoácidos que dará origem a proteína. Fases da tradução: Iniciação (a subunidade menor se liga à extremidade 5’ do RNAm, códon de iniciação - AUG, O RNAt iniciador, transportando a metionina se associa a subunidade menor do ribossomo formando um complexo de iniciação), Elongação (adição de aminoácidos) e Terminação (stop códon: UAA, UGA ou UAG, não possuem RNAt com anticódon capaz de formar o emparelhamento sendo reconhecidos como fatores de liberação). 5. Quais moléculas estão relacionadas com o processo de tradução? As moléculas são: ribossomos e RNAs. RNAr: forma o ribossomo; RNAm: determina a sequência dos aminoácidos na proteína e RNAt: carrega e entrega o aminoácido correto para o ribossomo. ● Caso Clínico: Diabetes – Produção de Insulina Aula 3 1. Quais os principais Tipos de sinalização? Sinalização Autócrina: sinalização da célula para ela mesma, ocorre com fatores de crescimento (“espécie” de feedback); Sinalização Parácrina: sinalização da célula para as células próximas (vizinhas), ocorre nas fendas sinápticas; Sinalização Endócrina: sinalização da células a longas distâncias, utilizando o sangue como transporte do estímulo, ocorre com hormônios 2. Quais os principais Tipos de receptores celulares? Canal Iônico: necessita de um ativador gerado pela sinalização de uma proteína para sua abertura, gerando o influxo de íons (mexe em potenciais elétricos); Acoplado à proteína G: o estímulo chega a proteína G que se desloca pela membrana e, assim, ativa a segunda proteína, responsável por desempenhar a função determinada pelo estímulo tipos de proteína G: S- estimulante o AMPc ,I- inibidor o AMPc, Q- libera Cálcio) Atuam por segundos mensageiros ex.: Adrenalina (receptor alfa-1 adrenérgico -> Gq -> Fosfolipase que degrada fosfolípidos específicos, gerando diacilglicerol e IP3, o IP3 libera Cálcio que se liga à PKC)/(receptor beta adrenérgico -> Gs -> Adenilato Ciclase, responsável pela conversão de ATP em AMPc, que vai ativar a enzima PKA que faz fosforilação) e Glucagon (receptor de glucagon também se liga a Gs). Ligado à Enzima (Tirosina Quinase): A partir do ligante as proteínas se deslocam pela membrana, até se juntarem, para se tornar ativas, podendo reconhecer o substrato que está fora e desempenha sua função e, assim, gerar um produto celular. ex.: Receptores de insulina 3. O que são segundos mensageiros? Segundos mensageiros intracelulares são moléculas de sinalização liberadas pela célula para provocar alterações fisiológicas tais como a proliferação, diferenciação, translocação de vesículas, produção de enzimas e a apoptose. ● Casos clínicos: Diabetes mellitus tipo 1 e 2. Aula 4 1. Quais as principais estruturas envolvidas nas vias de apoptose. Células Natural Killers, linfócitos, mitocôndrias 2. Quais alterações moleculares ocorrem em uma célula programada para morrer? Ocorre a ativação das caspases que são capazes de degradar o próprio conteúdo nuclear e proteínas do citoplasma. Após a ativação das caspases, a célula se desprende da matriz extracelular pois as caspases degradam o citoesqueleto gerando uma retração celular, também ocorre a degradação de proteínas e condensação das organelas citoplasmáticas. Além disso, ocorre a ativação de enzimas que degradam o DNA quebrando-o em nucleossomos. Posteriormente essa cromatina, começa ficar organizada perifericamente na membrana da célula, gerando corpos apoptóticos que serão degradados por macrofágos. OBS: Via de ativação das caspases: mitocondrial (acúmulo de proteínas mal dobradas, privação de fatores de crescimento e agentes que danificam o DNA) e de receptor de morte (eliminação de linfócitos autorreativos e apoptose mediada por linfócito citotóxico). 3. Como relacionar o conhecimento da apoptose com o tratamento do câncer? Câncer -> pode ocorrer o aumento da proliferação ou a redução da apoptose em células de um tecido específico ● Caso clínico: Síndrome Apert Aula 5 1. Como dois tipos celulares distintos de um mesmo indivíduo mantém o mesmo genoma e são tão diferentes? Bem, isso acontece, porque existe um controle sobre a expressão dos genes. Mesmo que todas as células de um mesmo organismo possuam todos os genes iguais, alguns grupos celulares irão formar tecidos e órgãos diferentes, pois terão certos genes expressos, enquanto outros não terão expressão. A esse processo dá-se o nome de diferenciação celular. 2. Quais são os níveis de regulação gênica? 1. controlando quando e como um determinado gene é transcrito; 2. controlando o processamento de seus RNAs já transcritos; 3. controlando a saída dos RNAs do núcleo para o citoplasma; 4. controlando quais mRNAs, presentes no citoplasma, serão traduzidos; 5. controlando a degradação dos mRNAs; 6. controlando a atividade, a estrutura e a degradação de proteínas formadas ou em formação 3. Que enzimas participam do remodelamento da cromatina? O remodelamento da cromatina é feito por modificações covalentes nas histonas que são feitas em vários sítios ao mesmo tempo. As enzimas envolvidas são as acetiltransferases, responsável pela desacetilação das histonas e as metiltransferases que são responsáveis pela metilação das histonas. 4. Quais consequências médicas podemos observar com estes níveis alterados? Mutações epigenéticas. ● Caso clínico: Cornelia de Lange (Coesinopatia) Causas genéticas são as mutações do gene do complexo de coesinas Esses genes apresentam dois tipos de herança: autossômica e ligada ao cromossomo X Consequência celular da síndrome: erros no controle de expressão genica em nível de estrutura da cromatina Alças de dna ficam estáveis pelo complexo de coesinas, mas quando tem a doença essa alça fica instável e se desfaz e isso prejudica a expressão dos genes que dependem desse mecanismo (se não tem a alça, a proteína não chega nos fatores de transcrição e não tem a transcrição). Aula 6 1. Como a expressão é regulada após a transcrição e a síntese proteica? 2. Quais consequências médicas podemos observar com estes níveis alterados? ● Caso clínico: atrofia muscular espinhal (splicing alternativo) Atrofia muscular espinhal- autossômica recessiva Erros no processamento do rna no momento do splicing Deleção do exon 7 durante o splicing, e faz com que a proteína final não seja funcional Smn1 produz 100% dasproteínas funcionais, nessa doença não tem esse gene, então tem só o Smn2, que produz 10% das proteínas funcionais Aula 7 1. Qual a importância do dobramento de proteínas? A importância do dobramento de proteínas se dá uma vez que se a proteína não for corretamente dobrada, ela não será funcional e logo, o gene não será expresso. Esse processo relaciona-se diretamente com as proteínas chaperonas em que: Chaperona 70 - atua durante a tradução, iniciando o processo de dobramento da proteína. Chaperona 60 - realiza a correção do dobramento após o término da tradução. Ainda assim, se a proteína não for corretamente dobrada, acionam-se as proteínas ubiquitinadas, que ativará os proteossomos, que degradam de fato a proteína com erro. 2. Quais as etapas finais da expressão gênica na síntese proteica? Dobramento e splicing. ● Caso clínico: Doença de Alzheimer (estabilidade da proteína): ocorrerá uma mutação dos genes mieloides causando um mau dobramento dessas proteínas, ocorrendo a formação de placas senis, impedindo as sinapses. Aula 8 1. Porque as células se dividem? A divisão celular serve como base para produzir células, substituir as células antigas e para a regeneração. 2. Quais os Mecanismos moleculares responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento celular? 3. Quais os eventos celulares e moleculares que preparam, controlam e realizam a divisão celular? 4. Proteínas envolvidas no controle do ciclo celular As proteínas envolvidas no controle do ciclo celular são: CDKs - adicionam grupamento fosfato e estão presentes em todas as etapas do ciclo celular. Ciclinas - têm por função ativar as CDKs. G1CDK - fosforila e inativa a proteína Rb (ver função em questão 6). E2F - fator de transcrição que induz a transcrição de G1S ciclina e S ciclina. G1CDK ativa - começa a sair da fase G1 para a S, fosforilando e inativando a proteína Rb. G1SCDK e SCDK ativas - promovem a transcrição de genes que levam a síntese de DNA, sendo eles, genes que produzem RNA polimerase, primase e toda a maquinaria de replicação. MCDK - é formada durante a G2 e também no final da fase, porém é mantida em estado inativo uma vez que fosforila todas as proteínas responsáveis pela mitose. 5. Função e regulação da p53, p21 e p27 p53: fator de transcrição que ativa a transcrição da p21. Bloqueia CDKs que deveriam estar ativas. p21: inibe as CDKs diretamente em resposta aos danos do DNA. p27: bloqueia as CDKs ativas (G1S CDKs e SCCDK) 6. Função e regulação da Rb. A proteína Rb tem como função inativar a proteína E2F durante toda a fase G1. ● Caso clínico: Câncer – Vírus oncogênicos – HPV Aula 9 1. Quais os principais mecanismos moleculares envolvidos na formação de células neoplásicas? 2. Quais os genes e proteínas que desempenham função crucial no desenvolvimento de tumores? 3. O que são genes supressores de tumor e oncogenes?
Compartilhar