exercícios de Bioquímica

Prévia do material em texto

EFA 1 
 
Exercícios 
 
 
1. A presença de NAD+ é fundamental para a via 
glicolítica. A quantidade de NAD+ na célula é limitada 
e a regeneração ocorre na presença de O2. Explique 
então o que acontece na via glicolítica na ausência de 
O2. 
 
R: A oxidação da glicose e a produção de ATP estão associadas 
à redução de NAD+, porém a concentração de NAD+ é limitada 
e muito inferior à do substrato. Então para manutenção do 
funcionamento da via giicolítica o NADH serve como receptor 
de elétrons. Na ausência de (O2, o próprio piruvato produzido 
pela glicólise sofre redução a lactato devido a ação da lactato 
desidrogenase , e assim, promove a reoxidação do NADH e 
manutenção da via . 
 
 
2. Uma deficiência de tiamina pode levar a sintomas 
neurológicos graves. Explique por que? 
 
R: A forma biologicamente ativa da vitamina bi é o pirofosfato 
de tiamina (TPP) formado pela transferência de um grupo 
pirofosfato do ATP à tiamina. O pirofosfato de tiamina serve 
como coenzima da piruvato descarboxilase, responsável pela 
descarboxilação oxidativa do piruvato em lactato.Uma 
deficiência de tiamina torna o indivíduo incapaz de oxidar 
normalmente o piruvato, isso é de importância especial no 
cérebro; normalmente esse órgão obtém toda a sua energia pela 
oxidação aeróbica da glicose, e, portanto, a oxidação do 
piruvato" é essencial O beribéri é uma doença que resulta da 
deficiência dietética de tiamina, portanto, seus níveis de 
piruvato e de a-cetoglutarato no plasma estão mais altos do que 
o normal, essa doença caracteriza-se pela perda parcial de 
funções neurais periféricas, com distúrbios sensoriais nos 
membros, distúrbios de personalidade, depressão e 
comprometimento da memória. 
 
 
3. A concentração de glicose no plasma sanguíneo 
humano é mantida em torno de 5 mM. A concentração 
de glicose livre no interior das células é muito menor. 
Por que a concentração é tão baixa no interior da 
célula? O que acontece com a glicose no interior da 
célula? 
 
R: O transporte de glicose através da membrana plasmática da 
maioria das células humanas é um processo passivo, mediado 
por uma família de permeases, denominadas GLUT (glucose 
transporter). Estes sistemas de transporte apresentam 
distribuição diferente pêlos tecidos e são sensíveis ou não a 
insulina . A glicose sofre difusão facilitada, atravessando a 
membrana celular de fora para dentro (do meio de maior 
concentração para o meio de menor concentração de glicose) 
ligada a uma proteína carreadora específica. Sua entrada para o 
meio intracelular está condiocionada a relação ADP/ATP, pois 
sua entrada acontece apenas quando a célula necessita de ATP e 
sua concentração de ADP está elevada. Quando no meio 
intracelular, sua função é fornecer ATP para a célula. 
Entretanto, se a célula em questão for hepática ou muscular, a 
glicose pode ainda ser convertida em glicogênio. Sendo assim, 
sua entrada fica condicionada também a hiperglicemia e 
ativação das enzimas responsáveis, hexoquinase e glicoquinase, 
respectivamente. 
 
 
4. A concentração de frutose 2,6-bisfosfato na célula 
hepática está na faixa de micromolar. Esta faixa de 
concentração é mais baixa no fígado de ratos 
diabéticos. Por que a concentração de frutose 2,6-
bisfosfato é mais baixa no fígado de ratos diabéticos? 
Justifique. 
 
R: Devido os ratos diabéticos apresentarem níveis baixos de 
insulina, há unia redução da concentração intracelular de frutose 
2,6-bisfosfato no fígado. Isto resulta em diminuição da 
velocidade global da glicólise e um aumento da gliconeogênese. 
 
 
5. Um grupo de células hepáticas foi colocado em um 
meio de cultura contendo glicose. A este meio foi 
adicionanda insulina. Após um determinado tempo foi 
dosada a glicose (extra celular) e glicogênio 
intracelular. Proponha o resultado obtido e justifique. 
 
R: A insulina é um hormônio que tem importante efeito sobre 
processos metabólicos de natureza anabólica nas espécies 
mamíferas, por exemplo, na captação de glicose, síntese de 
glicogênio muscular e hepático. Não interfere no transporte de 
glicose através da membrana do hepatócito, porém aumenta sua 
captação indiretamente, pois induz a síntese de glicoquinase, a 
enzima responsável pela fosforilação da glicose no fígado. 
Conseqüentemente após um determinado tempo, o resultado 
obtido será a redução da taxa de glicose e aumento da 
concentração do glicogênio, devido a ativação da glicogênese. 
 
 
6. Se houver dininuição excessiva de oxaloacetato na 
célula haverá: 
 
(a) Acúmulo de acetilCoA. 
(b )Estimulação da atividade da piruvato carboxilase 
(c) Somente a (a) está correta 
(d) Somente a (b) está correta 
✓ (e) (a) e (b) estão corretas. 
 
7. Por que a fosfrutoquinase I e não a hexoquinase é a 
enzima chave da via glicolítica? Explique. 
 
R: Os principais inibidores alostéricos da fosfofrutoquinase I 
são ATP e citrato. A inibição por ATP representa uma situação 
clássica de regulação por feedback, em que um dos produtos 
finais da via regula sua velocidade. A inibição por citrato 
permite ajustar a velocidade da glicólise a do ciclo de krebs, ou 
seja, se o suprimento de substratos para o ciclo ultrapassa sua 
capacidade de utilizá-los, acumula-se citrato, que difundinclo-se 
para o citossol, inibe a fosfòfrutoquinasel, reduzindo a produção 
de acetil-CoA a partir cia glicose. 
 
 
 EFA 2 
 
 
8. O DNP foi certa vez prescrita como droga redutora de 
peso corporal, mas por causa de algumas mortes que 
ocorreram após seu uso sua prescrição foi proibida. 
Explique o que o DNP causa nas células que pode 
causar a morte. Justifique 
 
R: Na fosforilação oxidativa, o fluxo de elétons obtido a partir 
do NADH e o FADHa até o oxigénio conduz um gradiente de 
Hf da matriz até o espaço intermembranas.Este gradiente de H+ 
pode produzir ATP quando passa através da ATP sintase 
localizada na membrana mitocondrial interna. 
 
Existem compostos químicos que causam desacoplamento da 
fosforilação oxidativa sem romper a estrutura mitocondrial. 
Entre estes desacopladores inclui-se o 2,4-dinitrofenol (DNP), 
um ácido fraco com propriedades hidrofóbicas. Tal 
hidrofobicidade permite sua difusão rápida através da 
membrana mitocondrial. Após entrar na matriz mitocondrial na 
forma protonada, pode liberar um próton, dissipando assim o 
gradiente de prótons. Conseqüentemente, a fosforilação 
oxidativa vai continuar sem a síntese de ATP. Essa droga foi 
prescrita para ajudar na redução do peso porque levaria o 
organismo a não utilizar os alimentos da dieta para obtenção de 
ATP. Porém, a ingestão de DNP pode levar a morte porque um 
excesso de inibidor pode provocar uma redução demasiada do 
nível de ATP até o limite incompatível com a vida. A diferença 
entre a perda de peso e a morte está apenas na diferença de 
concentração de dinitrofenol no organismo. 
 
 
9. O mercúrio inibe a enzima piruvato desidrogenase. 
Considerando este fato, responda: JUSTIFIQUE 
 
A) Quais as conseqüências metabólicas do 
envenenamento por mercúrio? Justifique. 
R: Em condições aeróbias, o primeiro passo para a oxidação 
total do piruvato e a sua conversão a acetil-CoA. O piruvato é 
convertido a acetil-CoA, através de uma descarboxilação 
oxidativa e irreversível, catalisada por um complexo piruvato 
desidrogenase, como o mercúrio inibe esse complexo 
enztmático, não há formação de acetil-CoA a-partir-do piruvato, 
conseqüentemente ocorre uma redução na produção de ATP. 
 
B) Após a ingestão de glicose, as conseqüências 
metabólicas citadas por você anteriormente se 
agravarão? Justifique. 
R: Sim, pois quando o organismo não utiliza a via aeróbia, há 
um acúmulo de ácido lático, devido a degradação da glicose 
pela via anaeróbia. 
 
 
10. Em relação ao metabolismo do glicogênio hepático e 
muscular, explique como esses dois tecidos utilizam o 
glicogênio e qual a importância, para o organismo,do 
glicogênio hepático? 
 
R: O tecido muscular degrada o glicogênio e libera glicose-
1-fosfato, que isomerizada a glicose-6-fosfato, vai ser 
metabolizada nas células musculares, exclusivamente pela 
via glicolítica, e o glicogênio será utilizado como fonte de 
energia para o próprio músculo. Entretanto, no fígado, o 
metabolismo do glicogênio é regulado através das mesmas 
cascatas de reações que o músculo, porém a degradação do 
glicogênio tem como função exportar glicose do hepatócito 
para gerar energia para o organismo. A importância do 
glicogênio hepático para o organismo está relacionada à sua 
degradação em situações em que a via glicolítica está 
inibida. 
 
11. Como irá estar a síntese de glicogênio em um paciente 
diabético não tratado? 
 
R: Num paciente diabético não tratado, a sintese de glicogênio 
estará reduzida, pois o paciente não apresenta concentrações 
adequadas de insulina, cuja principal função é facilitar a entrada 
de glicose na célula hepática, muscular e renal, para que esta 
seja convertida em glicogênio. 
 
 
12. Explique como é feita a degradação do glicogênio 
 
R: A degradação do glicogênio consiste na remoção sucessiva 
de resíduos de glicose, a partir das extremidades não-redutoras, 
por ação da glicogênio fosforílase, uma enzima que tem 
piridoxal fosfato, um derivado da vitamina B6, como grupo 
prostético. Esta enzima catalisa a fosforólise da ligação (a l-4), 
liberando um resíduo de glicose como glicose l-fosfato. À ação 
da glicogênio fosforiïase prossegue ao longo da cadeia, 
liberando um a uni os resíduos de glicose, mas termina 4 
resíduos antes de uma ramificação. A degradação pode 
continuar por ação de outra enzima, chamada enzima 
desramificadora, que apresenta duas atividades distintas. 
Através de sua ação como transferase, transfere 3 dos 4 resíduos 
dê glicose remanescentes junto a ramificação para uma outra 
extremidade da cadeia de glicogênio, formando uma nova 
ligação (a-1,4); na sua nova posição, estes resíduos podem ser 
liberados por ação da glicogêniofasforilase. O resíduo de 
glicose restante é aquele que está ligado à cadeia principal por 
ligação (a-1,6). Esta ligação é htdrolisada pela segunda 
atividade da enzima desramificadora, a atividade de (a-1,6) 
glicosidase. É interessante que, neste caso, ocorre uma 
hidrólise, em lugar da fosforólise produzida pela glicogênio 
fosforilase. 
A glicose l-fosfato é convertida pelafosfoglicoimitase à glicose 
6-fosfato, que pode ser degradada pela glicólise muscular, 
formando lactato, ou no fígado, produzindo glicose, que é 
liberada na circulação. 
 
 
 
 
 EFA 3 
 
13. Durante o exercício ocorre liberação de adrenalina. Em 
relação ao metabolismo dos ácidos graxos no músculo, 
como esse hormônio agirá? E qual a importância 
fisiológica desta liberação de adrenalina durante o 
exercício? JUSTIFIQUE 
 
R: A adrenalina é um hormônio secretado pela medula da 
glândula supra-renal que ativa a degradação de ácidos graxos. 
Ao entrar na célula ativa a adenilato ciclase, promovendo o 
aumento dos níveis de AMPc, este promove a dissociação da 
PKa que resulta em fosforilação da lipoproteína lipase, 
ativando-a. Quando ativada, essa enzima degrada os ácidos 
graxos no músculo para maior liberação de energia. A liberação 
de adrenalina durante o exercício é importante para gerar mais 
ATP. Quando ocorre algum defeito metabólico nesse processo, 
o atleta pode apresentar dores e cãimbras. 
 
 
14. Um paciente desenvolve uma doença caracterizada por 
fraqueza muscular progressiva e espasmos musculares 
dolorosos. Esses sintomas são agravados pelo jejum, 
exercícios e por dietas ricas em gorduras. Uma biópsia 
de uma amostra de músculo desse paciente oxida o 
oleato (um ácido graxo) mais lentamente que amostras 
obtidas de pacientes saudáveis. Quando a carnitina é 
adicionada a biópsia do músculo do paciente, a 
velocidade de oxidação do oleato foi igual àquela vista 
em pacientes saudáveis. O paciente foi diagnosticado 
como tendo uma deficiência de carnitina. 
 
 
 
a) Por que a carnitina adicionada aumenta a 
velocidade de oxidação do oleato na biópsia 
do músculo do paciente? Justifique 
 
R: Porque a carnitina ligada a um radical acila participa da 
degradação de ácidos graxos de cadeia longa. Ao 
acrescentarmos a carnitina, observaremos o aumento da 
oxidação do oleato. 
 
 
b) Por que os sintomas são agravados por jejum, 
exercícios e dieta rica em gordura? Justifique 
 
R: Porque o paciente apresenta deficiência de carnitina. Logo, 
apresentará dificuldade na degradação dos ácidos graxos, 
resultando em acúmulo destes, o esforço muscular continuado 
induz a dor, a edema e a fraqueza muscular, refletindo a necrose 
do músculo. 
 
15. A cirrose hepática é uma doença degenerativa do 
fígado e em longo prazo pode levar a morte. Um dos 
problemas desta doença é a presença de altos níveis de 
amônia no sangue e em alguns casos recomenda-se 
uma dieta com concentrações reduzidas de proteínas. 
Explique como esta dieta pode ajudar no tratamento 
desta doença e qual a razão dos níveis altos de amônia 
no sangue? 
 
R: A diminuição da ingestão de proteínas ajuda a que se 
formem menos tóxinas no trato digestivo, uma dieta pobre 
em proteínas reduz a concentração de amónia no 
organismo, consequentemente auxilia no tratamento do 
paciente com cirrose hepática, uma vez que o fígado é o 
órgão responsável pela metabolização da amónia em ureia 
para facilitar sua excreção. O aumento dos níveis 
plasmáticos de amónia acontece devido a degeneração 
hepática que acomete o paciente com cirróse, portanto não 
havendo a metabolização da amónia, observa-se um 
aumento da sua concentração no sangue, resultando em 
tremores, fala arrastada e visão turva. Quando a 
concentração está muito elevada, pode causar coma e até 
morte. 
 
16. Uma mulher no sexto mês de gestação submete-se a 
um exame de urina de rotina e é verificada a presença 
de arginossuccinato na amostra da paciente. Explique 
como estará o ciclo da uréia e diga que tipo de 
deficiência possui esta mulher e sugira um tratamento 
adequado. 
 
R: A mulher apresenta uma deficiência da enzima Arginina 
succinato liase. Pacientes com problemas relacionados ao ciclo 
da ureia devem controlar sua ingestão de proteínas. Ao reduzir a 
quantidade de proteínas, se previne a carga excessiva de 
nitrogénio, e assim o acúmulo de amónia. 
 
17. Um indivíduo com deficiência de glicogênio sintase no 
fígado apresentará: 
 
(A) Deficiência de glicogênio no fígado 
(B) Hiperglicemia após as refeições 
(C) Hipoglicemia no jejum 
(D) (b) e (c) estão corretas 
✓ (E) (a), (b) e (c) estão corretas. 
 
 
18. O gráfico a seguir mostra a quantidade de glicose e 
etanol em um meio de cultura de uma bactéria aneróbia 
facultativa, em função do tempo. 
 
 
 
 
 
A – Por que o acúmulo de etanol cessa após a adição de 
O2? 
R: Porque a bactéria é anaeróbia facultativa, ou seja, faz 
glicólise anaeróbia apenas na ausência de Ü2, portanto em 
presença de Ü2, faz preferencialmente a glicólise aeróbia. 
Consequentemente há redução de etanol, um produto 
obtido a partir da reoxidação do NADH.H+ na glicólise 
anaeróbia. 
 
B – Por que o oxigênio diminui o consumo de glicose? 
 
R: Porque a via glicolítica aeróbia resulta num saldo maior 
de ATP, consequentemente uma concentração menor de 
glicose será consumida pela bactéria. 
 
O2
etanol
Glicose
[ ]
Tempo
O2O2
etanol
Glicose
[ ]
Tempo
 EFA 4