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Prova bioquímica 1 Tipicamente, os portadores desta patologia são assintomáticos, apresentando sintomas apenas quando expostos a uma situação de estresse. Os sintomas mais comumente observados são: anemia hemolítica em decorrência do uso de medicamentos (sulfas e sulfonas, antimaláricos, nitrofuranos, certos analgésicos e antipiréticos), infecção ou ingestão de fava e icterícia neonatal. A hemólise normalmente aparece após 2 ou 3 dias do início do uso do medicamento, predominando no meio intravascular, sendo caracterizada pela hemoglobinúria. Diversos fatores influenciam na suscetibilidade e gravidade da hemólise, além da variante enzimática presente, como: integridade metabólica da hemácia, dose, absorção, metabolismo e excreção do medicamento, efeito do medicamento ou seu metabolismo na atividade enzimática, idade do paciente, distinções genéticas na farmacocinética. O texto refere-se à deficiência de qual enzima? Deficiência da enzima glicos-6-fosfato desidrogenase (G-6-PD) O arsenato (HAsO42-) pode substituir o Pi (HPO42-) na reação catalisada por gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase. O composto resultante da incorporação de arsenato não é substrato da fosfogliceroquinase, sofrendo hidrólise espontânea e imediata, produzindo arsenato e ácido-3-fosfoglicérico. Hemácias e hepatócitos supridos apenas com frutose-6-fosfato, foram incubados anaeróbicamente, em presença de excesso de arsenato. Verifique se as estruturas (hemácias e/ou hepatócitos) poderão sobreviver a este tratamento. Justificar. USE O MAPA METABÓLICO PARA RACIOCINAR A RESPEITO. As estruturas não poderão sobreviver ao tratamento. O arsenato entra na reação catalisada pelo gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase e substitui o Pi, fazendo com que a reação pule uma etapa, avançando para a produção de ATP e fazendo com que o saldo dessa produção seja igual a zero. Assim, as hemácias e os hepatócitos se tornam incapazes de realizar suas funções normalmente, resultando na morte do indivíduo. Quais objetivos justificariam a existência de duas enzimas diferentes para uma mesma reação (fosforilação da glicose)? Para realizar a reação de fosforilação da glicose há a hexisoquinase e a glicoquinase, enzimas que atuam no processo de fosforilar a glicose em glicose-6-fosfato. O que justifica a existência de duas enzimas para essa mesma reação é que a hexoquinase, uma enzima reguladora e presente na maior parte dos tecidos, é inibida pelo seu produto, a glicose-6- fosfato. Isso acontece porque quando a concentração do produto aumenta, ela é inibida para que a reação se mantenha em equilíbrio, pois possui velocidade baixa. Diferentemente, a glicoquinase, presente no fígado, não é inibida pela glicose-6-fosfato. Quando a concentração aumenta no interior a célula, ela atua minimizando a hipoglicemia pós-prandial e aumentando sua atividade com o aumento de insulina na célula. Seu paciente apresenta um quadro de severa hipoglicemia de jejum. A investigação metabólica do paciente mostrou que o gene de uma das enzimas da gliconeogênese está silenciado. O glicogênio hepático está aumentado. Notou-se ainda um ganho ponderal de tecido adiposo. a) qual é a função da enzima que teve o seu gene silenciado? A enzima glicose-6-fosfatase tem como função hidrolisar a glicose-6-fosfato, retirando o fosfato, para assim produzir glicose livre. b) qual é a explicação para o aumento do glicogênio hepático? A atividade enzimática da glicose-6-fosfato é necessária para o último passo da gliconeogênese e também para a degradação hepática do glicogênio. Ou seja, sem essa enzima não é possível realizar a degradação do glicogênio hepático e, portanto, ocorre um aumento de sua quantidade no indivíduo em questão. c) explique a razão do ganho de peso em gordura. O aumento de peso em gordura ocorre uma vez que a glicose livre não foi liberada do fígado e dos rins para a circulação. Compare os saldos de ATP obtidos pela oxidação total de 1 molécula de glicose na célula muscular esquelética e de 1 molécula de Acil CoA de 6 carbonos e responda: a) Qual produz mais ATP? Apresente os cálculos. A Glicose na célula muscular esquelética produz 36 ATPs, enquanto o Acetil CoA produz apenas 12ATPs. Calculo 1: glicose muscular esquelética 8NADH H+ *3 = 24 4FADH2 *2 = 8 Citosol = 4 Krebs= 2 Total = 36 ATP Calculo 2: Acetil CoA 3 NADH = 9 ATP FADH2 = 2 ATP GDP = 1ATP Total = 12 Atp b) Por que o organismo humano utiliza, prioritariamente, a glicose como fonte de energia e não os ácidos graxos? A glicose é usada de forma prioritária devido ao fato de ela já ser um monossacarídeo. A produção de imunoglobulinas por linfócitos requer uma fonte de energia rapidamente disponível. O ciclo de Krebs e a cadeia respiratória são adequados a este propósito em linfócitos de pacientes com leucemia linfocítica crônica. Quando 108 linfócitos isolados foram incubados com 0,5 µmol de acetil CoA e 10 µmoles de oxaloacetato, 0,2 µmol/hora de citrato se formaram. O aumento da população celular numa faixa de até, quatro vezes, levou a um aumento proporcional na formação do citrato. a) O succinato poderia ser usado no lugar do oxaloacetato neste experimento? Sim, pois os dois são produtos com quatro carbonos. b) Quais são as fontes de acetil CoA disponíveis in vivo para os linfócitos? Piruvato da glicose e ácidos graxos. c) Como difeririam os resultados se extratos de mitocôndrias com a membrana externa rompida por ultrassom fossem usadas? Não haveria aumento proporcional na formação de citrato d) O experimento poderia ter sido feito igualmente bem com os eritrócitos dos sujeitos leucêmicos? Não Durante a execução de um experimento sobre o metabolismo de mitocôndrias, um estudante de pós-graduação ingeriu acidentalmente uma quantidade razoável de solução de atractilato (inibidor da translocase mitocondrial ATP/ADP). Explique o que pode acontecer a seguir. Ocorrerá uma dificuldade em realizar o transporte de ATP/ADP através da membrana mitocondrial, já que a solução de atractilato inibirá essa passagem tendo em vista que o ADP/ATP exógeno está ligado ao ATP/ADP endógeno, fazendo a troca do ADP por ATP na mitocôndria da parte externa para a interna, meio também utilizado pelos nucleotídeos de adenina exógenos para alcançar o interior da mitocôndria. Explique como o poder redutor produzido no citossol (NADH+H+) de neurônios e células musculares é transferido para a cadeia respiratória. O poder redutor produzido no citosol é incapaz de atravessar a membrana mitocondrial interna para entrar na cadeia respiratória. Para que o NADH citosólico entregue sua energia para o ATP, apenas seus elétrons e o H+ atravessam a mitocôndria. Isso é possível devido a moléculas que atuam como lançadeiras e, depois de captar dois elétrons e um H+, os conduz até a mitocôndria, transferindo-os para outra molécula. Depois disso, elas retornam para o citosol e ficam a disponíveis para a realização de outra transferência. São exemplos de lançadeiras que atuam nesse processo a lançadeira de malato- aspartato e a lançadeira glicerol-3-fosfato. O seu paciente apresenta insuficiência renal crônica e apresenta altas taxas plasmáticas de uréia. Sua recomendação ao serviço de nutrição do hospital, é que a dieta do paciente seja suplementada com ácidos graxos com número ímpar de carbonos associado a uma baixa ingesta de carboidratos e de proteínas. Um estudante que lhe acompanha, pergunta a razão de sua recomendação ao serviço de nutrição. Qual seria a sua explicação? A razão dessa dieta ter sido recomendada é a possibilidade de reduzir o nível de ureia do paciente com quadro de insuficiência renal, já que este possui dificuldade no processo de filtração e excreção da ureia. Além disso, caso a dieta do paciente seja suplementada com ácidos graxos com número ímparde carbonos, haverá uma economia proteica, disponibilidade de uma molécula que seja capaz de retroalimentar o Ciclo de Krebs e, assim, a diminuição de ureia. Defina hiperquilomicronemia e indique duas situações em que pode ocorrer. A hiperquilomicronemia é uma doença genética caracterizada pelo forte aumento de triglicerídeos, chegando a ultrapassar valores de 2000 mg/dL. Essa situação pode ocorrer devido a de liporpoteina lipase, responsável por realizar a quebra da gordura, ou, também, devido a uma pancreatite causada por hipertrigliceridemia. Prova bioquímica 2 Uma competição vigorosa. Associe os componentes da coluna da direita com o processo apropriado na coluna da esquerda. a) Met (f) Mensagem contínua b) Shine-Dalgarno (c) Removido c) Íntron (a) o primeiro de muitos d) Éxon (g) Que une e) Pré-mRNA (d) Unido f) mRNA (b) Localizar o início g) spliceossomo (e) Mensagem descontínua Talvez não seja tão ruim. O que quer dizer degeneração do código genético? Qual o benefício biológico da degeneração do código genético? Degeneração do código genético se dá quando dois ou mais códons codificam um mesmo aminoácido, mas o contrário não ocorre. A vantagem de se ter um código genético degenerado é que se mais de um tipo de códon corresponde ao mesmo aminoácido, se houver uma pequena mutação na sequência das bases nitrogenadas, não terá qualquer efeito negativo no organismo, uma vez, que o mesmo aminoácido será o correspondente do novo códon. Estudos indicam que a segunda onda da COVID-19 na Europa está relacionada a uma cepa mais infectante do coronavírus, em função de uma mutação na proteína spike. A proteína spike é usada pelo coronavírus para ligar-se ao receptor ECA2 e iniciar o processo de utilizar a maquinaria celular para a produção de novos vírus. a) como entender essa intensidade de mutações presentes em retrovírus (vírus de RNA)? Um retrovírus apresenta capacidade de utilizar o RNA polimerase do mensageiro para se replicar, assim, ele possui mutação mais frequente e a sua transcriptase reversa não possui mecanismo de revisão e reparação de erros, gerando, assim, muitos subtipos retrovirais diferentes. b) diversas vacinas prestes a serem aplicadas na população, usam como estratégia a entrega de um mRNA sintético para a célula, para que a maquinaria celular use esse mRNA para a síntese da proteína spike do coronavírus, exportando essa proteína recém sintetizada. Espera-se então que o sistema imune fabrique os anticorpos neutralizadores e assim não seja “pego de surpresa” quando o SARS COV-2 entrar em contato com o organismo. Pergunta-se: que taxa de eficácia da vacina seria esperada se aplicada em indivíduos com kwashiorkor? Indivíduos com kwashiorkor tem deficiência de proteínas, responsáveis por produzir anticorpos. Espera-se, então, uma baixa taxa de eficácia uma vez que não vão produzir anticorpos depois de terem tomado a vacina. Um códon para o glutamato é GAG e um códon para a valina é GUG. Se assumir que a mutação da anemia falciforme ocorreu neste códon, qual deve ser o tipo de mutação? A causa da anemia falciforme é uma mutação pontual em que há a substituição de uma base nitrogenada, resultando na troca do ácido glutamato por valina. Essa mutação é chamada de mutação missense (mutação com perda de sentido). Seu paciente é portador de DPOC (doença pulmonar obstrutiva crônica) e está em um quadro de acidose descompensada (pH plasmático abaixo da faixa normal). Além da dificuldade de trocas gasosas pulmonares decorrentes da DPOC, que outro fator é importante na manutenção da oxigenação da hemoglobina nos alvéolos pulmonares de seu paciente? Explique. A hemoglobina e o hematócrito tem baixo valor diagnóstico na avaliação da DPOC, mas pode revelar eritrocitemia (Hct > 48%) como um reflexo da hipoxemia crônica. Pacientes com anemia (por outros motivos que DPOC) têm dispneia desproporcionalmente grave. A contagem diferencial de leucócitos pode ser útil. Um crescente corpo de evidências sugere que eosinofilia prevê a resposta a corticosteroides. Taxas elevadas (>10%) de hemoglobina glicada durante períodos prolongados (5 meses) direcionam o raciocínio clínico para quais complicações? Taxas elevadas de hemoglobina glicada durante períodos prolongados direcionam o raciocínio clínico para um paciente com diabetes descontrolada, podendo gerar quadros de complicações como nefropatia, retinopatia diabética, vasculopatias. Um homem de 33 anos de idade procurou um cardiologista devido a dores intermitentes e intensas no peito. Ele começou a apresentar estas dores aos 27, 28 anos e elas tornaram-se gradativamente piores. Elas ocorriam tipicamente, após exercício leve como caminhar rapidamente, subir um lance de escada carregando uma sacola de compras ou cortar a grama. Um angiograma arterial coronariano foi feito e revelou intenso estreitamento e irregularidades em um ramo coronariano. Um diagnóstico de aterosclerose arterial coronariana foi feito. Sangue foi obtido após jejum sólido de 12 horas, em duas ocasiões e estas amostras continham 384 e 410 mg/dL de colesterol. A maioria do colesterol plasmático estava na forma de LDL-c. Um exame físico cuidadoso revelou a presença de massas firmes nos tendões extensores das mãos. Pensou-se que eram xantomas nas bainhas dos tendões. Enquanto ainda no consultório, o paciente apresentou fortes dores no peito. Um ECG tirado durante o episódio de dor mostrou alterações consistentes com isquemia do miocárdio. O paciente foi levado imediatamente para o hospital, onde foi realizado angioplastia com colocação de “stent” farmacológico, com sucesso. a) Como se pensa que a hipercolesterolemia esteja relacionada com o desenvolvimento de aterosclerose e infarto do miocárdio? A hipercolesterolemia é caracterizada pelo alto nível do colesterol. Devido a esse alto nível, ocorrerá um acúmulo de colesterol formando placas que estreitam e endurecem as paredes das artérias, conhecido como aterosclerose, que podem se romper e restringir o fluxo de sangue para o coração. A presença de placas nas artérias coronárias pode ocasionar uma forma de dor no peito chamada angina, que aumenta o risco de ataque cardíaco e pode provocar a morte. As placas podem também se romper e provocar oclusão aguda da artéria por meio de coágulos. Em geral, a aterosclerose não apresenta sintomas até a ruptura das placas ou quando o acúmulo é grave o suficiente para obstruir o fluxo sanguíneo para o músculo cardíaco, causando um infarto do miocárdio. b) Por que a redução da concentração plasmática do colesterol seria, potencialmente, benéfica para este paciente? Porque esse paciente apresenta intenso estreitamento e irregularidades em um ramo coronariano, hipercolesterolemia e o ECG mostrou durante o episódio de dor alterações consistentes com isquemia do miocárdio. Faz-se claro que esse paciente possui acúmulo de colesterol, que está restringindo o fluxo de sangue para o coração. Com a redução da concentração plasmática do colesterol os riscos de eventos cardiovasculares são reduzidos. c) Além de procedimentos dietários para a redução do colesterol, qual classe de fármaco seria indicada neste caso? Qual é a enzima-alvo do fármaco? A Rosuvastatina e a Atorvastatina são as duas estatinas mais potentes, com maior capacidade de redução dos níveis do colesterol LDL. As estatinas são agentes hipolipemiantes que exercem os seus efeitos através da inibição da HMG-CoA redutase, enzima fundamental na síntese do colesterol, levando a uma redução do colesterol tecidual e um consequente aumento na expressão dos receptores de LDL. Um paciente vai ao seu consultório relatando que observou que suas fezes estãodescoradas, da cor de massa de vidraceiro e que sua urina está bastante escura, da cor de Coca-Cola. Qual seria então a sua hipótese diagnóstica? Justifique sua resposta. A hipótese diagnóstica seria hepatite. A coluria se deve ao fato da presença de pigmento biliar na urina, que indica o aumento da bilirrubina conjugada, já a acolia fecal se deve à redução ou ausência de excreção de bilirrubina na luz intestinal. Esses sintomas correspondem à hipótese diagnóstica apresentada. Justifique o edema intracelular que se instala na isquemia do miocárdio A isquemia do miocárdio causa Hipóxia Celular, que se caracteriza por ser uma redução do fluxo de sangue com diminuição do fornecimento de oxigênio. Essa diminuição do oxigênio intracelular causa bloqueio das vias metabólicas que produzem ATP. Sendo assim, verifica-se a acumulação de acetilCoA e acilcartinina, que devido a suas características anfipáticas, podem ter um efeito detergente sobre as membranas celulares e uma facção inibidora sobre as bombas iônicas, causando a diminuição da concentração de potássio e intracelular e acumulação de sódio. Essa alta nos níveis de sódio intracelular é a principal responsável pelo edema que se instala na célula. Qual a sua conclusão a respeito dos efeitos da isquemia no metabolismo do miocárdio? Lesões provocadas por isquemia são irreversíveis, não sendo possível a recuperação na redução de ATP em níveis inferiores a 20-30% do normal. Há inibição da glicose e baixa do pH intracelular, edema celular e destruição das membranas celulares. Não existe nenhuma justificativa bioquímica para o acontecimento da isquemia do miocárdio.
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