Exercícios de Bioquímica metabólica_Oxidação de ácidos graxos e integração com carboidratos_Asa Norte_2021_gabarito

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA – UniCEUB
FACULDADE DE CIÊNCIAS DA SAÚDE - FACES
CURSOS DE BIOMEDICINA E NUTRIÇÃO.
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA METABÓLICA
PROFESSOR: CLÁUDIO HENRIQUE CERRI E SILVA
Metabolismo de lipídeos: Β-oxidação (ciclo de Lynen) e Cetogênese
1) Um homem de 20 anos de idade com diabetes melito, em estado de semiconsciência, com febre, náusea e vômitos foi admitido em um hospital. Sua respiração apresentava odor de acetona. Uma amostra de urina foi fortemente positiva para corpos cetônicos. Qual das seguintes afirmações é correta a respeito desse paciente?
a) Um teste de glicose sanguínea provavelmente poderia mostrar que o paciente apresentava um nível bem abaixo de 80 mg/dL.
b) Uma injeção de insulina poderia diminuir sua produção de corpos cetônicos.
c) Deveria ser-lhe dada uma infusão de glicose para ele readquirir a consciência.
d) Deveria ser administrado glucagon para estimular a glicogenólise e a gliconeogênese no fígado.
e) A acetona foi produzida por descarboxilação do corpo cetônico β-hidroxibutirato.
2) A β-oxidação se caracteriza por reações sucessivas e cíclicas, ocorre no mitosol e promove aumento na concentração de acetil-CoA, NADH+H+ e FADH2. Esse processo de oxidação lipídica se completa com eventos posteriores que ocorrem no Ciclo de Krebs e cadeia respiratória (Cadeia transportadora de elétrons + fosforilação oxidativa). Diante do exposto, analise as afirmativas e assinale a alternativa correta:
a) A β-oxidação é o principal meio de geração de energia no estado bem alimentado, pois é o momento em que há maior disponibilidade mitosólica de oxaloacetato, intermediário do Ciclo de Krebs;
b) β-oxidação é um catabolismo independente de oxigênio atmosférico (O2), assim como a glicólise anaeróbica.
c) A oxidação de ácidos graxos ocorre de forma completa somente em condições aeróbicas, independentemente da presença dos intermediários do ciclo de Krebs.
d) A oxidação completa dos ácidos graxos é encontrada no hepatócito do indivíduo, mesmo que esteja em jejum prolongado. Nesse caso, a oxidação de ácidos graxos resulta na liberação de energia para a glicogênese.
e) Podemos afirmar que a quantidade de energia liberada por uma molécula de ácido graxo é diretamente proporcional à quantidade de acetil-CoA que ela pode liberar. Assim, ácidos graxos de cadeia longa são mais ricos em energia do que aqueles de cadeia curta.
3) Os ácidos graxos recém-sintetizados não são imediatamente degradados devido a qual das seguintes alternativas?
a) Os tecidos que sintetizam ácidos graxos não possuem as enzimas para a degradação de ácidos graxos.
b) Altos níveis de NADPH inibem a β-oxidação.
c) Na presença de insulina, a enzima-chave de degradação de ácidos graxos não é induzida.
d) Os ácidos graxos recém-sintetizados não podem ser convertidos em seus derivados CoA.
e) O transporte de ácidos graxos para a mitocôndria é inibido sob condições nas quais os ácidos graxos estão sendo sintetizados.
4) A UCP1 é uma proteína desacopladora do tecido adiposo marrom. Experimentos usando camundongos normais e animais modificados por nocaute do gene da UCP1 (com ausência do gene para UCP1) resultaram na descoberta de uma nova proteína desacopladora, denominada UCP2. Nos animais, verificou-se que a injeção de uma substância, que simula a Epinefrina e estimula a UCP1, levou ao aumento do consumo de oxigênio em duas vezes nos camundongos normais, mas não naqueles modificados. Além disso, os pesquisadores verificaram que os animais modificados eram essencialmente normais, exceto por um aumento na deposição de tecido adiposo. Com base nessas informações analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa considerada correta:
I. As proteínas desacopladoras aumentam a liberação de calor ao deslocar o fluxo de íons H+ do espaço intermembranas para o mitosol e, consequentemente, aumentam a velocidade de consumo de oxigênio atmosférico, uma vez que está ocorrendo maior oxidação de NADH e FADH2.
PORQUE
II. Na presença das proteínas desacopladoras, como a UCP1, ocorre aumento do consumo de moléculas de nutrientes, devido à diminuição do quociente P/O levando, assim, ao maior consumo das reservas energéticas, como lipídeos.
a) As duas afirmativas são consideradas falsas.
b) As duas afirmativas são consideradas corretas, mas a segunda não é justificativa correta da primeira.
c) As duas afirmativas são consideradas corretas, e a segunda é justificativa correta da primeira.
d) É correto o que se afirma somente na afirmativa I.
e) É correto o que se afirma somente na afirmativa II.
5) Quando a Acetil CoA entra no Ciclo de Krebs, liga-se ao oxaloacetato para formar citrato, mas, se a disponibilidade do oxaloacetato estiver baixa, como em estados de jejum prolongado, dieta pobre em carboidratos ou diabetes descompensado, a Acetil CoA proveniente da por b-oxidação na matriz mitocondrial do fígado, agora em excesso, será convertida em acetoacetil-CoA e originará três corpos cetônicos: acetoacetato, β-hidroxibutirato e acetona. Os dois primeiros caracterizam-se como moléculas ácidas e o último pela alta volatilidade e incapacidade de uso nos processos metabólicos. Os corpos cetônicos são formados no fígado a partir da oxidação dos ácidos graxos e são secretadas na sua totalidade no sangue e usadas pelo coração, músculos e cérebro, em substituição à glicose, constituindo-se em fonte vital de energia para esses órgãos em diferentes situações metabólicas. Entretanto, a produção maior que o consumo resulta em cetonúria e cetoacidose.
Baseando nessas considerações, pode-se afirmar que:
a) O fígado produz ativamente corpos cetônicos e os utiliza como fonte de energia.
b) A produção aumentada de corpos cetônicos no jejum não oferece benefício ao organismo.
c) As hemácias, mesmo desprovidas de mitocôndrias, oxidam corpos cetônicos por eles serem solúveis em água.
d) O cérebro produz e oxida corpos cetônicos até Acetil CoA, disponibilizando-a para o ciclo de Krebs e para fonte de energia própria.
e) A acetona não provoca cetoacidose, mas sua presença detectada no hálito, por exemplo, indica a presença de outros corpos cetônicos no sangue.
1) A carnitina, derivada do resíduo de lisina e metionina de diversas proteínas, é responsável pela transferência de grupos acila através da membrana mitocondrial interna. Comente o papel desse carreador para o catabolismo de ácidos graxos. Qual o nome da enzima que transfere o grupo acila do Acil-CoA para a carnitina e da carnitina para a CoA mitosólica?
2) Diferencie a oxidação de ácidos graxos saturados daquela que ocorre para ácidos graxos insaturados.
3) Os lipídios tem importante papel no armazenamento de energia porque os ácidos graxos fornecem número de moles de ATP consideravelmente maior que os açúcares. Comente.
4) A maioria dos ácidos graxos naturais apresenta um número par de átomos de carbono. Qual o produto final da tiolase quando um ácido graxo de número impar de carbonos é oxidado (considere o último ciclo da β-oxidação)? Como as moléculas resultantes desse ciclo da β-oxidação são oxidadas no ciclo de Krebs?
5) Quantos ciclos da β-oxidação serão necessários para a completa oxidação do ácido araquidônico (20:4) para a formação de acetil-CoA? Qual o rendimento energético esperado, quanto ao número de ATP, após completa oxidação desse ácido graxo considerando também o ciclo de Krebs, cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa?
6) Um indivíduo apresenta uma condição caracterizada por fraqueza muscular progressiva e câimbras. Essa condição é agravada em situações de jejum, exercício e dieta rica em gordura. Um isolado de tecido muscular esquelético desse indivíduo foi comparado com um isolado de um indivíduo normal. A velocidade de oxidação do oleato (ácido graxo de cadeia longa) no tecido normal é mais rápida que no tecido do paciente, porém a velocidade de oxidação nos dois tecidos é igualada quando a carnitina é adicionada ao isolado do músculo do paciente. Diagnóstico: deficiência de carnitina no paciente. Por que a adição de carnitina foi capazde aumentar a velocidade de oxidação do oleato? Por que os sintomas do paciente são agravados por situações como o jejum, o exercício e dieta rica em gordura?
7) Suponha que você precise sobreviver com uma dieta consistindo exclusivamente de gordura de baleia ou foca, sem nenhum, ou muito pouco carboidrato.
(a) Qual o efeito da privação de carboidratos sobre a utilização de gorduras para obtenção de energia?
(b) Se a sua dieta fosse totalmente desprovida de carboidratos, qual tipo de ácido graxo seria melhor consumir: aqueles com número par ou ímpar de átomos de carbono? Explique.
8) Um experimento foi realizado em animais mantidos em jejum por 7 dias. Esses animais foram preparados para os procedimentos com adaptação de cateter para infusão de substâncias e coleta de sangue para dosagens diversas. No terceiro dia de jejum dos animais houve aplicação de uma droga que inibe a enzima Acil-CoA desidrogenase de cadeia longa. Os pesquisadores observaram que três horas após a aplicação da droga os níveis de β-hidroxibutirato caíram aproximadamente 60%, enquanto que no mesmo período, os níveis de AGL no plasma subiram cerca de 100%. Discuta as razões da variação plasmática nos níveis de β-hidroxibutirato e AGL, considerando o estado metabólico dos animais. 
9) Indivíduos com a deficiência hereditária de carnitina acil transferase II (CAT II) apresentam fraqueza muscular. Explique porque os sintomas de fraqueza muscular são acentuados durante o jejum? 
10) Durante um debate entre dois estudantes de Bioquímica, surgiu uma pergunta: o Acetil-CoA proveniente do piruvato rende mais ATP que o Acetil-CoA proveniente da β-oxidação? Não deixe seus colegas em dúvida e faça um esquema geral apontando quantos ATP ao todo podem ser gerados a partir da completa oxidação de um piruvato e um Acetil-CoA (considere um Acetil-CoA proveniente de um ciclo da β-oxidação). Lembrete: não deixe passar em branco nenhuma molécula redutora que possa ser formada durante todo o processo!
11) Uma pessoa com uma deficiência de uma enzima na rota da síntese de carnitina não está comendo quantidades adequadas de carnitina na dieta. Qual dos seguintes efeitos seriam esperdados durante o jejum quando comparado com uma pessoa com uma ingesta e uma síntese de carnitina adequadas?
a) A oxidação de ácidos graxos está aumentada.
b) A síntese de corpos cetônicos está aumentada.
c) Os níveis de glicose sanguínea estão aumentados.
d) Os níveis de ácidos dicarboxílicos no sangue estariam aumentados.
e) Os níveis de ácidos graxos de cadeia longa no sangue estariam aumentados.
Questões de integração metabólica
1) Uma dieta rica em triacilglicerídeo e pobre em carboidrato pode inibir a oxidação de glicose para formar CO2 e H2O e ativar a oxidação de acetil-CoA, derivado da β-oxidação, para formar CO2 e H2O. Estabeleça um possível mecanismo de regulação desse metabolismo considerando a elevação da concentração do acetil-CoA. (Pista: a carboxilação do piruvato é determinante para que a oxidação do acetil-CoA ocorra no ciclo de Krebs).
2) Quando o O2 é adicionado a uma suspensão aeróbica de células que consomem glicose em uma alta taxa, a velocidade de consumo da glicose declina e o acúmulo de lactato cessa. Esse efeito, inicialmente observado por Louis Pasteur em 1860, é característico da maioria das células capazes de utilizar tanto o catabolismo aeróbico como o anaeróbico da glicose. Por que o acúmulo de lactato cessa após a adição de O2? Por que a presença de O2 diminui a velocidade de consumo da glicose? Como o início do consumo do O2 diminui a velocidade do consumo da glicose? Explique em termos de enzimas específicas.
3) Um típico prato das ilhas Caribenhas consiste de peixe salgado e fruta Akee (ou achee). Akee (Blighia sapida) é uma fruta da família Sapindaceae, com origem na África Ocidental, Costa da Guiné. Suas frutas imaturas e, principalmente verdes, são tóxicas, pois possui a substância Hipoglicina (Hypogliycin), um metabólito da planta que serve de substrato para a enzima Acil-CoA desidrogenase. O produto da reação de hipoglicina com a Acil-CoA desidrogenase liga-se covalentemente, e de forma irreversível, ao FAD, inibindo a ação da Acil-CoA desidrogenase. Proponha uma relação entre a glicemia e a intoxicação por Hipoglicina, que pode provocar vômito e, em casos severos, levar a convulsões, ao coma e a óbito.
4) Quando a glicose não está disponível, o fígado começa a quebrar os ácidos graxos para suprir os demais órgãos com “combustível metabólico”. Explique o motivo pelo qual o Acetil-CoA derivado dos ácidos graxos não é catabolizado no ciclo do ácido cítrico, mas o invés disso é “desviado” para a Cetogênese quando a glicose é indisponível. 
5) Dois irmãos, nascidos com dois anos de diferença, foram diagnosticados com uma deficiência de piruvato carboxilase. Ambos recém-nascidos morreram menos de um mês após o parto. Amostras de sangue coletadas, antes da morte dos bebês, mostravam altas concentrações de corpos cetônicos no plasma. Como a deficiência da piruvato carboxilase pode explicar a elevação de corpos cetônicos no plasma?
ceub.br | SEPN 707/907, campus Asa Norte, CEP: 70.790-075, Brasília - DF • 3966-1201