Exercícios de Bioquímica (perguntas e respostas)

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EXERCÍCIOS DE REVISÃO PROVA 2
1. Qual o principal órgão onde ocorre a síntese de ácidos graxos? Qual a fonte de carbonos e
de onde provém o NAD(P)H necessário para síntese de ácidos graxos?
A síntese de ácidos graxos ocorre no fígado e a fonte de carbonos é o acetil-CoA, o qual não
é transformado em energia, já o NADH necessário para síntese de ácidos graxos provém da
via das pentoses-fosfato.
2. A síntese de ácidos graxos é um processo citosólico. Como os carbonos do acetil-CoA
presentes na matriz mitocondrial são transportados para o citosol?
O acetil-CoA que está na mitocôndria será unido com o oxaloacetato formando citrato, sendo
esta uma reação irreversível, dessa forma, o citrato é levado ao citosol por um transportador,
quando chega ao citosol, uma enzima chamada citrato liase realiza a quebra de citrato em
acetil-CoA e oxaloacetato e ele é direcionado para síntese de ácidos graxos.
3. Qual a molécula responsável por doar carbonos para o alongamento da cadeia do ácido
graxo que está sendo sintetizado? Explique a reação enzimática que forma esse composto.
O composto chamado malonil-CoA é responsável por alongar a cadeia de ácidos graxos. Esse
ato somente ocorre pois quando o acetil-CoA entra no citosol ela sofre uma reação mediada
pela acetil- CoA carboxilase, a qual forma malonil-CoA.
4. Explique sucintamente a regulação da síntese de ácidos graxos.
A regulação é alostérica, portanto quando ocorre liberação de insulina (desfosforilação) no
estado alimentado, há a ativação da enzima acetil-CoA carboxilase, porém quando ocorre
liberação de glucagon (fosforilação) ou adrenalina no estado de jejum, esta enzima é inibida e
não ocorre a formação de malonil-CoA.
Além disso, no estado de jejum e exercício há a quebra e consequente liberação de ácidos
graxos no sangue, o qual atinge o fígado e forma-se palmitoil-CoA, que é um inibidor da
enzima acetil-CoA carboxilase.
5. Quais as fontes de glicerol-3-fosfato para o fígado e tecido adiposo para a síntese de
triglicerídeos?
As fontes de glicerol-3-fosfato são a própria glicose ou glicerol presente no fígado.
6. Explique a função e o metabolismo das lipoproteínas plasmáticas quilomícron e VLDL,
relacionando com as demais lipoproteínas (HDL, IDL e LDL).
O quilomícron e a VLDL são lipoproteínas plasmáticas responsáveis por realizar o transporte
de triglicerídeos pelo sangue para os tecidos; o quilomicron transporta os TCG provenientes
da dieta; já o VLDL transporta o TCG proveniente do fígado. Com a entrega de TCG para os
tecidos a VLDL se transforma em IDL e após mais uma entrega de TCG se transforma em
LDL. O LDL é um transportador de colesterol, portanto quando há colesterol no sangue, os
níveis de LDL também irão subir.
Já o HDL é formado a partir de precursores presentes no fígado e intestino e é responsável
pelo transporte reverso do colesterol, portanto quando há excesso de colesterol o HDL realiza
a esterificação do mesmo e o devolve para o fígado, reativando o metabolismo de lipídios.
7. Quais as fontes de colesterol para o organismo?
Alimentação e biossíntese endógena.
8. Comente sobre a síntese e degradação do colesterol.
Síntese: Ocorre em estado alimentado, com a ação da insulina; a principal fonte de carbono é
acetil-CoA; ocorre no citosol e no REL no fígado principalmente.
Degradação: não existem enzimas que degradem colesterol, por isso, ele é convertido em
ácido biliar e secretado na bile.
9. Quais as principais funções do colesterol para as células?
Faz parte da membrana plasmática dos animais, realizando o efeito tampão; é precursor da
vitamina D; forma ácidos biliares.
10. Explique a regulação da síntese de colesterol.
A regulação da síntese de colesterol é realizada pela enzima HMG-CoA-redutase, além disso
existe uma regulação covalente: insulina (desfosforilação) ativa a síntese, glucagon
(fosforilação) inibe a síntese. Para finalizar, o LDL também realiza uma regulação por
demanda, dessa maneira, quando os tecidos já estão saciados de colesterol há uma inibição
dessa entrega e o colesterol começa a se acumular no sangue;
11. Cite e explique algumas patologias relacionadas ao metabolismo de lipídeos.
Fígado Graxo: devido ao jejum prolongado, diabetes não tratado e dieta rica em lipídios, há
um acúmulo de TCG no fígado devido a grande quantidade de ácidos graxos no sangue, dessa
maneira, a parte do fígado que possui gordura vai necrosar.
Diabetes: está relacionado com o hormônio leptina, o qual é o hormônio da saciedade,
portanto inibe a fome e além disso, é um hormônio contra o acúmulo de gordura no corpo.
Aterosclerose: ocorre devido ao excesso de LDL, dessa maneira, o LDL começa a se
depositar na parede de artérias podendo obstruir a passagem de sangue podendo levar a um
processo isquêmico. Tratamento: estatinas que são o alvo farmacológico da LDL.
12. Quais estados metabólicos onde está favorecida a degradação de aminoácidos?
Estado catabólico, hipercatabólico e estado alimentado pois não se armazena excesso de
aminoácidos.
13. Quais os 3 possíveis destinos da degradação dos aminoácidos? Qual a principal diferença
do metabolismo de aminoácidos quando comparado ao de carboidratos e lipídeos?
Os três principais destinos da degradação de aminoácidos são: participação na formação de
glicose e glicogênio, formação de ácidos graxos e corpos cetônicos e CO2 e água (cadeia
carbonada entra no ciclo de Krebs e por consequência forma ATP, CO2 e água). A principal
diferença é que os excedentes de aminoácidos não serão armazenados.
14. Qual a primeira reação na degradação da maioria dos aminoácidos? Essa reação é
catalisada principalmente por qual enzima? Qual o produto formado e sua importância?
Reação de retirada do grupo amino, essa reação pode ser feita através da transaminação e
desaminação. Na transaminação a catalisação ocorre pelas transaminases formando um
cetoácido correspondente, o qual poderá participar da formação de outras moléculas.
Também ocorre a desaminação catalisada pela glutamato desidrogenase, por exemplo.
15. Como é feito o transporte de amônia para o fígado, onde ocorrerá a síntese de ureia?
Explique.
O transporte de amônia para o fígado ocorre de duas maneiras. A amônia que está nos tecidos
extra hepáticos é transportada pela glutamina até o fígado, ao chegar no fígado sofre
desaminação (enzima glutaminase) e a amônia proveniente do tecido muscular é transportada
pela alanina (amônia se conjuga com o glutamato que sofre transaminação e transfere o grupo
amino para o piruvato que se torna alanina, enzima glutamato desidrogenase) que ao chegar
no fígado sofre desaminação e transaminação. A síntese da ureia ocorre no citosol e
mitocôndria do fígado.
16. Explique o processo do ciclo da ureia de maneira resumida, bem como sua função e
regulação, citando as principais fontes dos grupamentos amino.
Ciclo da ureia: A reação carbamoil fosfato sintetase I é anterior ao ciclo, mas forma um
intermediário obrigatório, o carbamoil fosfato; após isso há formação de citrulina, que sai da
mitocôndria e sofre uma reação em duas etapas formando arginino succinato, nessa reação de
duas etapas ocorre a adição do grupo amino proveniente do aspartato. Ao quebrar o
argininosuccinato forma-se fumarato (redirecionado ao Ciclo de Krebs) e além disso libera
arginina, e após isso libera uma molécula de ureia formando ornitina, que é responsável por
voltar a mitocôndria se conjuga com uma nova molécula de carbamoil fosfato e forma
citrulina e assim o ciclo da ureia reinicia.
Regulação: disponibilidade de substrato (quanto maior a quantidade de amônia maior a
quantidade de ureia), por indução ou repressão das enzimas do ciclo da ureia por expressão
gênica (dietas altamente proteicas realizam uma indução gênica dessas enzimas, enquanto um
jejum prolongado por mais de três dias repreende essas enzimas), e por regulação da enzima
carbamoil fosfato sintetase I (altos níveis de glutamato no fígado significa que o ciclo da
ureia deve ser acelerado,dessa maneira, o fígado produz a N-acetil glutamato sendo esta uma
regulação alostérica para a enzima carbamoil fosfato sintetase I.
Função: excretar amônia de uma maneira não-tóxica para o organismo.
Fontes de grupamentos amino: amônia livre, aspartato (proveniente do fígado), purinas e
pirimidinas, reação da glutaminase (glutamina sofre desaminação e libera amônia no fígado)
e reação do glutamato desidrogenase (glutamato sofre desaminação e libera amônia).
17. Cite e explique algumas patologias relacionadas ao metabolismo de aminoácidos.
- Fenilcetonúria: caracterizada pelos altos índices de fenilalanina no sangue, podendo
acarretar em retardo mental e a causa é a deficiência da fenilalanina hidroxilase.
- Síndrome HHH: por ser uma patologia relacionada ao ciclo de Krebs pode causar
hiperamonemia (excesso de amônia no sangue) e causa acúmulo de um metabólito chamado
ornitina, tem como característica possuir uma falha no transportador o que acarreta na não
iniciação do ciclo da amônia.
- Doença da da urina de xarope de bordo: acúmulo de aminoácidos, cetoácidos e
hidroxiácidos por um bloqueio na descarboxilação dos aminoácidos, tem como característica
urina com cheiro de açúcar queimado.
- Hiperglicinemia: defeito enzimático que causa o acúmulo de glicina, causando morte
precoce e baixa qualidade de vida.
- Acidemia propiônica e metilmalônica: resulta de um erro no processo do propionil -CoA até
formação de succinil-CoA, causando o acúmulo de ácido propiônico e metil malônico.
- Alcaptonúria: acúmulo de ácido homogentísico; foi o primeiro erro inato do metabolismo de
aminoácidos encontrado.
- Acidemia glutárica tipo I: acúmulo de ácido glutarico e ácido hidroxiglutárica.
18. Comente o papel do fígado e do tecido adiposo no metabolismo dos animais.
O fígado é responsável por inserir glicose no sangue em casos de hipoglicemia, pois possui
glicogênio. Além disso, é responsável pelo metabolismo de ácidos graxos, triglicerídeos,
metabolismo do colesterol, pelo ciclo da ureia...
O tecido adiposo é responsável principalmente pela reserva de triglicerídeos e liberação dos
mesmos no estado de jejum.
19. Quais os principais nutrientes que fornecem energia para o cérebro no estado alimentado
e jejum prolongado?
No estado alimentado o cérebro é nutrido de energia com glicose, já no estado de jejum
prolongado o cérebro é nutrido a partir dos corpos cetônicos.
20. Quais os hormônios que estão principalmente envolvidos com o metabolismo
(anabolismo e catabolismo) de lipídeos, proteínas e carboidratos? Explique suas funções nos
diferentes estados metabólicos.
- Hormônios catecolaminas: estão relacionados com o catabolismo, são eles: adrenalina e
noradrenalina
- Hormônios eicosanóides: estão relacionados com estados de hipercatabolismo, como
reações inflamatórias, são eles: leucotrienos, tromboxanos e prostaglandinas.
- Hormônios esteróides: possui uma gama de hormônio anabólicos e catabólicos, os
hormônios sexuais (estrogênio e testosterona) são considerados anabólicos, enquanto a classe
de hormônio glicocorticóides, como o cortisol são catabólicos.
- Hormônios peptídeos: insulina, a qual promove o anabolismo por meio da captação de
glicose e glucagon, o qual promove o catabolismo ao inserir glicose no sangue.
21. Compare as fibras musculares do músculo esquelético (tipo I e tipo II) com relação a suas
funções, composições e a fonte de energia utilizada. Cite também a fonte de energia utilizada
pelo músculo liso.
Fibras vermelhas/lentas/tipo I: possuem menor poder contrátil, porém conseguem
contrair por mais tempo. Possuem muitas mitocôndrias e são altamente vascularizadas. Tem
como função fornecer energia para exercícios mais longos, como maratonas e exercícios
aeróbicos. Sua principal fonte de energia são os ácidos graxos, dessa maneira, quando
músculo necessita de energia há altos níveis de AMP, os quais ativam a AMP-PK, a qual é
responsável pela fosforilação inativando a enzima acetil-CoA carboxilase que por
consequência não vai produzir malonil-CoA e dessa forma, os ácidos graxos serão
degradados.
Fibras brancas/rápidas/tipo II: possuem maior poder contrátil por curtos períodos,
portanto são as fibras mais utilizadas pelos músculos durante exercícios de explosão
muscular, como uma corrida de 100m rasos. Tem como principal fonte de energia em
primeira instância a fosfocreatina (utilizada pelo músculo esquelético, coração e cérebro),
pois em momentos de repouso, a enzima creatina quinase é responsável por produzir
fosfocreatina e armazenar um fosfato, dessa maneira, no início de um exercício de explosão
muscular, a cretina quinase transforma fosfocreatina em creatina e fosfato, o qual vai formar
o ATP, fornecendo energia para o músculo. Porém para a continuidade do exercício, o
músculo esquelético utiliza o glicogênio muscular a partir de glicólise anaeróbica, sendo o
AMP e a adrenalina ativadores alostéricos e a hexoquinase está em níveis baixos, mantendo a
glicemia. No momento da atividade extenuante do músculo há glicólise anaeróbicas
subsequentes que vão resultar em acúmulo de lactato e no fim do exercício devido a fadiga
excessiva.
Vale destacar que o lactato em excesso possui alguns destinos como: metabolismo do
músculo esquelético e músculo cardíaco (lactato -> piruvato -> ciclo de Krebs), além disso se
o músculo continuar em exercício o lactato será direcionado ao ciclo de Cori no fígado para
se tornar glicose a partir da gliconeogênese.
O músculo liso tem como fonte de energia os ácidos graxos já que possuem fibras
lentas.
22. Quais os principais nutrientes que fornecem energia para o músculo cardíaco em
condições normais e isquêmicas?
Fontes de energia para o músculo cardíaco: ácido graxo, músculo essencialmente aeróbico.
Fonte de energia para o músculo cardíaco em condições isquêmicas: glicólise anaeróbica com
produção/acúmulo de lactato.
23. Quais os destinos do lactato produzido durante o exercício?
Músculo cardíaco: lactato contribui para produção de ATP a partir do ciclo de Krebs já que o
lactato vai se converter em piruvato e entrar no ciclo de Krebs.
Músculo esquelético em estado de exercício: lactato será direcionado para o ciclo de Cori no
fígado para produção de glicose.
Músculo esquelético em repouso: lactato -> piruvato -> ciclo de Krebs
24. Explique a regulação via AMP do metabolismo dos ácidos graxos e do glicogênio no
músculo.
Quando o músculo necessita de mais energia para realizar a contração muscular, terá altos
níveis de AMP por regulação alostérica, dessa maneira, em relação ao metabolismo de ácidos
graxos, a alta quantidade de AMP irá fosforilar a enzima acetil-CoA carboxilase que será
inativada, enquanto a enzima malonil-CoA descarboxilase será ativada, e assim devido a
inativação da acetil-CoA carboxilase não irá ter a produção de malonil-CoA, o qual é um dos
responsáveis pela biossíntese de ácidos graxos. Partindo desse princípio, ocorrerá a oxidação
de ácidos graxos para as fibras lentas/vermelhas/tipo I utilizarem como energia em exercícios
aeróbicos por exemplo.
No caso do glicogênio, os altos níveis de AMP induzem a ativação do consumo de glicogênio
muscular, pois não há mais fosfocreatina disponível para fornecer energia para exercícios de
explosão muscular.
25. Por que os níveis de hexoquinase são baixos nas fibras musculares rápidas?
Os níveis de hexoquinase baixos significam a não utilização de glicose sanguínea como fonte
de energia, senão acarretaria em hipoglicemia e assim as fibras musculares rápidas utilizam
glicogênio muscular.
26. Quais as diferenças entre o diabetes tipo I, tipo II, gestacional e neonatal?
Diabetes tipo I: não há produção de insulina pelas células beta, por isso há necessidade de
injeção de insulina e além disso deve-se cuidar da alimentação; os sintomas começam a
aparecer na infância e adolescência normalmente, sendo que um dos primeiros sintomas é
hiperglicemia.
Diabetes tipo II: ocorre devido aos hábitos ruins na alimentação..É a dessensibilização dos
receptores de insulina, o que resulta na não entrega de glicose para os tecidos, causando
hiperglicemia no sangue. Normalmente tem progressão lenta e em casos mais simples
pode-se resolver apenas com hábitos saudáveis de vida.
Diabetes gestacional: é considerada uma diabetes transitória e ocorre porque o feto necessita
de glicose também. Em 30 a 50% dos casos pode resultar em diabetes tipo II.
Diabetes neonatal: caracterizada por hiperglicemia nos primeiros meses de vida e ocorre
devido a mutações no canal de potássio sensível a ATP, é uma condição rara e pode ser
transitório ou permanente.
27. Cite algumas características bioquímicas de um paciente diabético não tratado,
relacionando com as principais alterações metabólicas.
Ao consumir carboidratos, por exemplo, pacientes diabéticos não tratados não liberam
insulina para captar a glicose e portanto sempre há atuação do glucagon, o qual é responsável
pela lipólise, oxidação de ácidos graxos e inserção de glicose no sangue. Dessa maneira, o
paciente diabético não tratado tem hiperglicemia, acúmulo de ácidos graxos no sangue e
fígado (pode resultar na patologia fígado graxo), produção de alta de corpos cetônicos,
resultando em acidose (baixa no pH), desidratação, hálito cetônico, hiperventilação e choque.
28. Explique resumidamente o metabolismo do etanol.
O etanol sofre a ação da enzima álcool desidrogenase e se torna acetaldeído, o qual sofre a
ação da enzima acetaldeído desidrogenase e se torne acetato, que pode se tornar substrato
para o ciclo de Krebs.
29. Explique as consequências metabólicas decorrentes de um exagerado consumo de etanol.
O consumo exagerado de etanol acarreta em níveis altos de NADPH, o qual é o principal
responsável por erros no metabolismo do etanol. Dessa forma, o aumento nos níveis de
NADH leva a inibição do ciclo de Krebs, por ser um inibidor alostérico, isso acarreta na
formação de corpos cetônicos e inibição da Beta oxidação de ácidos graxos, levando a um
caso de fígado graxo. Além disso, se o consumo de etanol ocorreu em jejum, a
gliconeogênese deveria ser ativada, porém os substratos (piruvato e oxalacetato) para a
realização da gliconeogênese hepática foram desviados dessa rota e assim isso causa
hipoglicemia e até coma alcoólico. Os altos níveis de corpos cetônicos causam cetoacidose
(mudança de pH) e o excesso de bebida alcoólica pode levar a acidose láctica, a qual é
resultados dos altos níveis de NADH, que fazem com que o piruvato se torne lactato.
30. Cite e explique as principais consequências patológicas que podem ser provocadas pelo
consumo crônico de etanol.
Fígado graxo devido ao excesso de ácidos graxos no fígado, já que ocorre a inibição da
oxidação de ácidos graxos.
Aumento do fígado;
Os altos níveis ingeridos constantemente podem resultar em hepatite devido ao acúmulo de
acetaldeído, que é um composto tóxico ao corpo;
A perda da função hepática acarreta em cirrose.
31. Explique as vias de síntese de nucleotídeos de purinas e pirimidinas (“de novo”e de
recuperação), comentando sobre o papel do intermediário fosforribosilpirofosfato (PRPP)
bem como a regulação desses processos.
32. Como ocorre a síntese de desoxirribonucleotídeos, que compõem o DNA?
A partir dos ribonucleotídeos com a ação da enzima chamada ribonucleotídeo redutase,
formando quatro desoxirribonucleotídeos: ADP, UDP, CDP e GDP. A regulação da formação
de desoxirribonucleotídeos é regulada por demanda a partir do ATP, o qual ativa a enzima e
dATP, a qual inativa a enzima.
33. Explique de maneira sucinta a degradação de nucleotídeos de purinas e pirimidinas,
ressaltando os principais tecidos.
A degradação ocorre no fígado e intestino; as purinas (adenina e guanina) se tornam ácido
úrico e pirimidinas se tornam succinil-CoA e malonil-CoA.
Na degradação das purinas, o anel purínico não é clivado e é degradado de uma maneira
rápida a partir da excreção de ácido úrico com atuação da enzima xantina oxidase.
Na degradação de pirimidinas, o anel pirimidínico é clivado e se torna cadeia carbonada, a
degradação de pirimidinas se torna fonte de nitrogênio para o ciclo da ureia e ainda pode-se
formar succinil-CoA.
34. Qual a relação que a doença “gota” tem com o metabolismo dos nucleotídeos?
A gota é um excesso de ácido úrico, e assim a degradação de purinas é feita a partir da
excreção de ácido úrico, então a doença gota tem relação direta com a formação de ácido
úrico. A gota na sua forma mais grave é causada devido a deficiência da hipoxantina que
forma guanina, também relacionada com o metabolismo de purinas.