QUAL A DIFERENÇA ENTRE AS BACTÉRIAS GRAM POSITIVAS E GRAM NEGATIVAS

A forma das bactérias pode ser observada através de coloração de Gram, que divide as bactérias em dois grupos: gram-positivas e gram-negativas, aproximadamente iguais em número e importância. A reação das bactérias à técnica de Gram expressa diferentes características, de modo especial no que diz respeito à composição química, estrutura, permeabilidade da parede celular, fisiologia, metabolismo e patogenicidade.
A parede da célula gram-negativa é constituída por estruturas de múltiplas camadas bastante complexas, que não retêm o corante quando submetidas a solventes nos quais o corante é solúvel, sendo descoloradas e, quando acrescentados outros corantes, adquirem a nova coloração. Já a parede da célula gram-positiva consiste de única camada que retém o corante aplicado, não adquirindo a coloração do segundo corante.
Nas bactérias gram-negativas, a parede celular está composta por uma camada de peptidioglicano e três outros componentes que a envolvem externamente: lipoproteína, membrana externa e lipopolissacarídeo.
Entretanto, as paredes celulares das bactérias gram-positivas e gram-negativas são diferentes. A parede celular da bactéria gram-positiva é espessa, de 10 a 50 mícron, chegando até a 80 mícrons e a da gram-negativa é menos espessa, com 7,5 a 10 mícrons. A membrana citoplasmática adere fortemente ao componente interno da célula bacteriana. A parede celular da bactéria gram-positiva é única e consiste de uma camada espessa, composta quase que completamente por peptidioglicano, responsável pela manutenção da célula e sua rigidez. As múltiplas camadas de peptidioglicano (15 a 50 mícrons) das bactérias gram-positivas constituem uma estrutura extremamente forte em tensão, enquanto nas gram-negativas o peptidioglicano é apenas uma camada espessa e, conseqüentemente, frágil.

Como fatores de ataque ou agressão, as células gram-positivas e gram-negativas caracterizam-se por graus diferentes de virulência. As bactérias gram-negativas são constituídas por uma endotoxina, o LPS, que lhes confere a propriedade de patogenicidade, enquanto nas bactérias gram-positivas a exotoxina, composta pelo ácido lipoteinóico, tem como característica principal a aderência.

Como característica específica da célula bacteriana, ao se comparar com a célula humana, observa-se a parede celular que, em conjunto com a membrana citoplasmática, forma o envelope celular das bactérias.
O envelope celular das bactérias gram-negativas quimicamente consiste de 20 a 25% de fosfolipídios e 45 a 50% de proteínas, sendo os 30% restantes de uma lipoproteína, o lipopolissacarídeo.
Doenças bacterianas:

Tuberculose:
Definição: A tuberculose é uma infecção causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis, mais conhecida como bacilo de Koch em homenagem ao cientista que a descobriu, Robert Koch (1843-1810). Em cerca de 90% dos casos ataca apenas os pulmões, mais pode afetar também quase todos os órgãos do corpo.
Sintomas: No início pode provocar febre alta, cansaço e emagrecimento. Depois de algum tempo vem tosse, dores no peito e escarro com sangue. A tuberculose é uma doença que afeta principalmente os pulmões, mas pode atacar também os rins, os ossos, intestinos e testículos.
Prevenção: A tuberculose pode ser prevenida com a aplicação da vacina BCG.

Tétano:
Definição: é uma doença perigosa que ataca o sistema nervoso.
Sintomas: febre elevada, contraturas, convulsões dolorosas (doença não contagiosa).
Prevenção: tomar vacina antitetânica e evitar andar descalço.

Cólera:
Definição: Causada por uma bactéria chamada Vibrio cholerae.
Sintomas: Diarréia, vômito, cólicas abdominais, etc.
Prevenção:Beber água filtrada, clorada ou fervida, proteger bem os alimentos contra moscas e outros bichos.

Coqueluche:
Definição: é causada por micróbios que atingem a traquéia e os brônquios, ataca principalmente as crianças.
Sintomas: seus sintomas caracterizam-se pela tosse prolongada e violenta, acompanhada e guincho, provocando sufocação e vômito.
Contágio: é feito por meio das gotículas de salivas expelidas pelo doente.
Prevenção: a prevenção é evitar que a criança com coqueluche tenha contato com outras crianças.

Difteria:
Definição: doença infectocontagiosa transmissível e de característica epidêmica causada por bacilo que se instala nas vias aéreas superiores e produz uma toxina que se espalha pelo organismo.
Sintomas: palidez, febre moderada e falta de apetite.
Prevenção:Vacina tríplice cuja primeira dose deve ser administrada já no segundo mês de vida.

Meningite:
Definição: é uma inflamação das membranas que recobrem e protegem o sistema nervoso central – as meninges. Daí o nome de meningite. A meningite pode ser de origem viral, aquela provocada depois de uma gripe ou de uma outra doença causada por vírus, ou de origem bacteriana, normalmente mais branda. Também pode haver meningite quando os germes causadores da doença de algum tecido estejam em contato com as membranas que recobrem o encéfalo.
Sintomas:
Em bebês de até um mês: irritabilidade, choro excessivo, febre, sonolência e moleira estufada.
Acima desta idade: a criança ainda se encontra em dificuldade de movimentar a cabeça.
Acima de cinco anos:febre, rigidez na nuca, dores de cabeça e vômitos em jato.
A meningite começa a aparecer freqüentemente durante o desenvolvimento de alguma doença. A meningite costuma mais precisamente começar com intensas dores de cabeça, náuseas, vômito e febre intensa. Um espasmo do pescoço e dos músculos das costas puxa a cabeça para trás. Como esse espasmo costuma ser forte, fica quase impossível de o paciente tentar girar a cabeça para frente. Com esse espasmo o paciente pode começar a delirar e entrar em coma.
Contágio: a transmissão é feita pelas vias respiratórias, através de uma bactéria chamada megingococo.
Tratamento:
É feito através de antibióticos receitados pelo médico especialista em doenças causadas por vírus.
Prevenção: deve-se evitar locais fechados com aglomerações, especialmente no inverno. Quando ocorrer algum contato de uma pessoa sadia com a saliva do doente, deve se procurar imediatamente um médico se a pessoa estiver com os sintomas da doença. O tratamento também é feito através de vacinas. A vacina contra a meningite não é aplicada de forma rotineira, porque oferece imunização por um período de apenas três ou quatro anos.



2º GRANDE QUESTIONÁRIO

Glicólise e Krebs


1. Onde, na célula, ocorrem a glicólise e o ciclo de Krebs? Na ausência de oxigênio, quem é o aceptor de elétrons do NADH? Qual o número de ATPs formado por molécula de glicose oxidada anaerobicamente? Qual o nome dado ao processo? Qual a opção utilizada em leveduras?


2. Relacione todas as reações irreversíveis na glicólise e no Krebs. Escreva o nome do substrato, do produto e da enzima onde ocorrem produção ou gasto de ATP (ou GTP) e oxidação ou redução de coenzimas. Saber calcular o balanço energético em situações envolvendo essas vias.


3. Qual o papel do ciclo do glioxilato? Ocorre em mamíferos? Em mamíferos, é possível a síntese de glicose a partir de acetilCoA?


4. Quando da oxidação de ácidos graxos, uma grande quantidade de acetilCoA é produzida; como é aumentada a concentração de oxaloacetado para suprir a demanda aumentada? Que são reações anapleróticas?


5. Esquematize as lançadeiras do glicerolfosfato e do malato/aspartato. Onde ocorrem e qual o saldo de ATPs para cada NADH citossólico transportado para a mitocôndria?


6. Como são oxidadas a frutose e a galactose? Qual o saldo energético (ATPs) quando da fermentação anaeróbica de glicose, frutose e galactose, seja no fígado ou em outros tecidos?


7. Explique o mecanismo de funcionamento do complexo enzimático piruvato desidrogenase.






Fosforilação oxidativa


1. Defina fosforilação oxidativa e fosforilação a nível de substrato


2. Que se entende por coenzima?


3. Dê o nome e a composição dos 4 complexos envolvidos na cadeia de transporte de elétrons. Como é feita a conecção entre eles? Qual o grupo prostético encontrado nos citocromos?


4. Faça uma relação dos inibidores da cadeia detransporte de elétrons e o complexo inibido.


5. Descreva a teoria quimiosmótica de Mitchel que explica o mecanismo de síntese de ATP pela mitocôndria. Por que é necessária a integridade da membrana interna da mitocôndria para que essa tE ria funcione? Qual o efeito do dinitrofenol? Considerando que altas concentrações de ADP ativam glicólise e Krebs, que ocorre com o consumo de oxigênio pela mitocôndria na presença de DNP? E na presença de cianeto?


6. Que ocorre com o ciclo de Krebs quando a concentração de ADP cai para níveis muito baixos (a explicação deve envolver o acoplamento que existe entre a fosforilação oxidativa e a cadeia de transporte de elétrons). Esse controle da velocidade de oxidação das coenzimas reduzidas pela concentração de ADP é denominado controle respiratório.


7. A impermeabilidade da membrana interna da mitocôndria causa dificuldades no transporte de substâncias, ao mesmo tempo em que permite o mecanismo da fosforilação oxidativa. Esquematize algumas das translocases e mostre que algumas contribuem para dissipar o gradiente de prótons. Portanto, são realmente formados 38 ATPs por oxidação de 1 molécula de glicose?






Via das pentoses


1. Em que via é produzida a ribose? Que via permite interconversão de açúcares? Como é obtido o NADPH, que é utilzado como poder redutor para síntese de ácidos graxos?






Gliconeogênese


1. Até aproximadamente quantas horas dura a reserva de glicogênio hepático? Que via permite a continuidade do metabolismo cerebral? Quais reações da glicólise são substituídas para que a síntese de glicose seja possível a partir de piruvato? Qual o balanço energético (ATPs)?


2. Como é possível a síntese de glicose a partir de glicerol obtido da quebra das reservas de triacilglicerídeos? Há gasto de ATP para entrada dos carbonos na glicólise?






Uso de glicogênio


1. Qual a função do glicogênio hepático? E do muscular? Quais são as extremidades redutoras do glicogênio? Por que não se estoca glicose na forma livre ao invés de polimerizada?


2. Qual o papel da fosforilase do glicogênio e da transferase na degradação do glicogênio?


3. Quais as duas enzimas responsáveis pela polimerização do glicogênio? A morte precoce devida a falta de uma delas é caracterizada pela ocorrência de glicogênio de cadeia muito longa; qual delas falta nessa síndrome (síndrome de Andersen)?






Metabolismo de Lipídios.


1. Quais os lipídios mais importantes na dieta e que representam a forma de armazenamento de todo o excesso de nutrientes?


2. Qual o substrato e os produtos da LIPASE? Como são transportados os ácidos graxos dos adipócitos ao fígado e músculos?


3. Onde, na célula, ocorre a oxidação de ácidos graxos? Quais são os produtos da beta-oxidação ou Ciclo de Lynen por oxidação de um ácido graxo de número ímpar de carbonos?


4. Quantas ligações ricas em energia são gastas para a etapa de ativação do ácido graxo antes da degradação? Onde encontra-se a acilCoA sintetase?


5. Onde é encontrada a Carnitina e quantas enzimas são necessárias para transportar o ácido graxo pela membraba interna, que é uma membrana muito impermeável?


5. É possível produção de glicólise pela gliconeogênese (reversão da glicólise) partindo-se de ácidos graxos? E de triacilglicerol?


6. Quando há 2 ligações duplas no ácido graxo, quantos ATPs a menos são obtidos?


7. Como são aproveitados os carbonos obtidos pela oxidação de um ácido graxo de 5 carbonos?


8. Quantos ATPs são produzidos pela degradação de palmitato (16C)?


9. Qual a reação anaplerótica necessária para auxiliar a oxidação do AcetilCoA pelo ciclo de Krebs? Que ocorre se a dieta for rica em lipídios e pobre em proteínas e carboidratos com o AcetilCoA?


10. Quais são as substâncias denominadas como corpos cetônicos? Quantas moléculas de AcetilCoA são necessárias para produção de 1 HMG-CoA?


11. Que ocorre quando a produção de corpos cetônicos supera a capacidade de uso pelos músculos e coração? Qual o efeito causado sobre o pH do sangue?


12. Como são aproveitados os carbonos do etanol? Etanol engorda? Por quê acredita-se que o etanol em excesso produz (a) acidose e (b) interfera com a gliconeogênese, levando a coma?


13. Onde ocorre a síntese de ácidos graxos? Como o NADH alto controla o encaminhamento dos carbonos provenientes de degradação de carboidratos em excesso para a síntese de ácido graxo?


14. Qual a reação catalizada pela citrato liase? Como de um dos produtos é formado Piruvato? Que coenzima reduzida importante para a síntese de ácidos graxos é formada nesse processo?


15. Qual a reação catalizada pela AcetilCoA carboxilase? Há gasto de ATP?


16. Que componente do complexo da sintase dos ácidos graxos recebe os primeiros dois carbonos e de que molécula eles provêm? Os primeiros dois carbonos da síntese são transferidos então para que resíduo (aminoácido) da sintase dos ácidos graxos? Quem fornece os próximos carbonos para a ACP?


17. No palmitato, produto da sintase dos ácidos graxos, quais os carbonos não cedidos pelo malonilCoA? Quantos carbonos tem o palmitato??


18. A que está ligado o ácido graxo potencial quando as reações de redução para eliminação da segunda carbonila são efetuadas?


19. Qual a insaturação mais distante do carbono 1 que pode ser obtida em mamíferos? Que são ácidos graxos essenciais? Dê 2 exemplos!!


20. Quantos ATPs são necessários para síntese do palmitato e quantos elétrons provenientes de coenzima reduzida?


21. A que é ligado o primeiro acilCoA na via de síntese de triacilgligerol?


22. De onde provêm os carbonos para síntese do colesterol? Qual a fonte de poder redutor para síntese de colesterol? Qual a parte comum às vias de síntese de colesterol e corpos cetônicos?






Metabolismo de Aminoácidos


1. Quais as duas fontes de aminoácidos? Como é mantida a concentração apropriada de uma proteína? Qual a fonte do Nitrogênio encontrado nos compostos nitrogenados, como por exemplo nucleotídios, adrenalina, GABA?


2. Na oxidação de aminoácidos, qual o destino final do grupo amino?


3. Qual a coenzima utilizada pelas transaminases? Qual o composto que recebe o grupo amino transferido do aminoácido e em que aminoácido se torna?


4. Como se dá nome às transaminases? Quais os produtos da aspartato transaminase e da alanina transaminase?


5. Qual a trasaminase mais ativa(encaminha o grupo amino para o ciclo da uréia)?


6. Que reação cataliza a glutamato desidrogenase?


7. Quantas ligações ricas em energia são gastas para a produção de uréia a partir de amônio, bicarbonato e aspartato, consideraando-se ou não a regeneração do aspartato a partir do fumarato?


8. Quais os três possíveis destinos da cadeia carbônica na oxidação de aminoácidos?


9. Alanina é glicogênica? Qual o aminoácido eminentemente cetogênico? É possível produzir glicose a partir de aspartato? E de leucina?


10. Quais as duas formas mais utilizadas de diagnóstico de doenças hereditárias devidas a defeitos na degradação de aminoácidos? Qual a técnica que permite amplificação do DNA de uma única célula do líquido aminiótico, suficiente para diagnóstico prenatal por análise do DNA?


11. Qual a doença causada pela deficiência da fenilalanina hidroxilase ou da enzima que recicla a coenzima da fenilalanina hidroxilase?


12. Qual aminoácido não é propriamente oxidado para síntese de melanina, causa de albinismo?


13. Quantos dos vinte aminoácidos podem ser sintetizados por bactérias e quantos PODEM ser sintetizados pelo homem? Quantos são os aminoácidos essenciais? Dê três exemplos de aminoácidos não essenciais (use para exercício somente aqueles derivados de intermediários do catabolismo de carboidratos).


14. Baseado nas reações da via de biossíntese de glutamina, quantos átomos de Nitrogênio contém a glutamina?


15. Qual o aminoácido precursor da biossíntese de Cisteína? E de Tirosina? Esses aminoácidos são considerados essenciais? Poe quê? Arginina é aminoácido essencial?


Metabolismo de nucleotídeos


1. Quais as semelhanças entre a biossíntese "de novo" e "via de salvação" de nucleotídeos de purinas comparando-se com a via de síntese de nucleotídeos de pirimidinas? Considere a formação do anel, a origem dos nitrogênios e demais átomos e se algumas bases são derivadas de outras.


2. Que é um nucleotídeo e um nucleosídeo? Qual a diferença entre um ribonucleotídeo e um desoxiribonucleotídeo?


3. Quem deriva de quem entre H, A, G, U, C, T? Que transformações químicas dão origem às pirimidinas derivadas da básica?


4. Qual o efeito da droga metotrexato? Que ocorre com a síntese de DNA?


5. Como aparecem na célula os desoxinucleotídeos? São desoxigenados a partir de quais ribonucleotídeos?


6. Como são catabolizadas as pirimidinas? Qual o produto de excreção derivado de purinas?






Estratégias de regulação do Metabolismo


1. Como a concentração de ADP (alta, baixo) controla as velocidades da fosforilação oxidativa, do fluxo de elétrons na cadeia de transporte de elétrons e da oxidação de coenzimas reduzidas? (controle respiratório, pág. 96)


2. Cite três mecanismos de se modificar a velocidade de uma via bioquímica.


3. Dê dois exemplos de catecolaminas. De que aminoácido são derivadas? É comum compostos nitrogenados terem aminoácidos como precursores?


4. Onde encontra-se na célula o receptor para catecolaminas?


5. Qual a reação catalisada pelaa adenilato ciclase? Dê exemplo de um "segundo mensageiro" (o hormônio é dito 1 mensageiro).


6. Que proteina faz a conecção entre o receptor de catecolaminas e a adenilato ciclase? Como é possível que certas células alvo tenham a concentração de cAMP aumentada e outras, diminuída, em resposta a adrenalina? Compare células que contenham receptores tipo alfa 2 versus beta. Que tipo de proteína G (Gs ou Gi) está conectando esses receptores com a adenilato ciclase?


7. Que faz uma proteína G trocar GDP por GTP e tornar-se ativa? Por quê é extremamente necessária a atividade de GTPase presente nas proteínas G? (sabe-se por exemplo que a toxina da cólera age inativando a atividade GTPásica de uma proteína Gs que controla uma adenilato ciclase).


9. Qual o papel da fosfodiesterase do AMP cíclico?


10. Como o cAMP ativa a PKC (proteina quinase dependente de cAMP)? Explique levando em conta a estrutura quaternária conhecida da PKC.


11. Onde na célula estão os receptores de Insulina e Glucagon? Qual o mensageiro 2 do glucagon? Qual quinase é invariavelmente ativada por Glucagon? Que células produzem esses hormônios? Qual a sua natureza bioquímica (tipo de composto)?


12. O cérebro necessita de insulina para que a glicose seja transportada para o interior de suas células? E o músculo?






Regulação das vias metabólicas principais


1. No músculo, em resposta a Adrenalina, qual a sequência de fosforilações causada pela elevação da concentração de cAMP que leva à ativação da fosforilase do glicogênio iniciando a degradação dete último? Qual dessas quinases é denominada PKA? Qual forma da fosforilase do glicogênio é ativa quando fosforilada (a ou b) e qual delas responde a estimulação alostérica positiva por AMP?


2. A reação inversa (formação de glicogênio) é controlada pela glicogênio sintase. Esta enzima torna-se ativa ou inativa por fosforilação? Ela pode ser fosforilada pela PKA. Assim, como ficam as velocidades de degradação x síntese de glicogênio quando o cAMP está alto?


3. A Insulina tem efeito oposto ao da Adrenalina, no músculo (questão 1), por exemplo inibindo a PKA e ativando fosfatases. Como ficam o estado de fosforilação e as velocidades da fosforilase do glicogênio e da glicogênio sintase? Em reposta a insulina, no músculo, glicogênio é degradado?


4. No fígado, Glucagon substitui qual dos controles acima (exercido por insulina ou adrenalina)? Qual o mensageiro 2 utilizado por glucagon nesse controle? Já que o fígado é um tecido insulina-independente, como se explica que capte mais glicose em resposta a insulina (considere que a fosforilação da glicose dificulta sua saída da célula)?


5. A glicólise é acelerada toda vez que acumula-se frutose 6 fosfato. Qual a reação catalisada pela fosfofrutoquinase 2? A F2,6DP é efetuador alostérico positivo ou negativo das enzimas fosfofrutoquinase 1 e frutose 1,6 difosfatase? Portanto, altas concentrações de F2,6DP (consequência de muita F6P) estimulam a glicólise ou a gliconeogênese? Defina gliconeogênese.


6. O Glucagon (hormônio catabolizante) ativando a PKA pode controlar a fosfofrutoquinase 2 e também a Frutose 2,6 difosfatase (enzima que retira o fosfato da posição 2), controlando assim a concentração de F2,6DP. Qual o efeito sobre a concentração de F2,6DP e sobre as velocidades da glicólise e da gliconeogênese quando Glucagon está alto?


7. Fosfoenolpiruvato (PEP) é efetuador alostérico positivo da Frutose 2,6 difosfatase. Quando muitos carbonos estão chegando a PEP, que controle é exercido sobre a fosfofrutoquinase 1?


8. Quando o catabolismo de ácidos graxos é alto e o de carboidratos também, portanto havendo suficiente oxaloacetato, acumula-se citrato e inicia-se a síntese de ácidos graxos como reserva. Todavia, o Citrato no citossol bloqueia a glicólise, desnecessária nessa situação. Como?


9. No mesmo quadro metabólico (degradação acentuada de carboidratos e ácidos graxos) é necessário aumentar a concentração de Oxaloacetato para fazer frente à grande oferta de AcetilCoA provida pela beta-oxidação (ciclo de Lynen). Que composto ativa a reação anaplerótica representada pela PV carboxilase?


10. O citrato no citossol também ativa alostericamente uma enzima chave na síntese de ácidos graxos, também ativada por insulina e inibida por glucagon e adrenalina. Qual?


11. Glucagon e Adrenalina, por sua vez, ativam a Lipase. Como fica então a síntese e a degradação de ácidos graxos na presença de (a) Glucagon; (b) Insulina?


Fonte:

Guia de Estudos do Miguel - Metabolismo - Bioquímica Celular
1º GRANDE QUESTIONÁRIO

8 - Quais são as enzimas reguladoras da glicolise?

A fosfofrutocinase−1 é a principal enzima reguladora da glicólise nos músculos. A atividade da enzima é modulada em presença de ativadores ou inibidores alostéricos.

Efetores positivos (ativadores)
Frutose-1,6-bifosfato
Frutose-2,6-bifosfato
ADP
AMP
Fosfato
K+

Efeitos negativos (inibidores)
ATP
NADH
Citrato
Ácidos graxos de cadeia longa
H+
Ca+

Fonte: Motta , Bioquimica.


9 - Como acontece a regulação da glicólise?

A regulação da glicólise é complexa pela sua importância na geração de energia na forma de ATP e pela produção de vários intermediários glicolíticos destinados a biossíntese. Na maioria das células, a velocidade da glicólise é determinada, principalmente, pela regulação alostérica das enzimas hexocinase, fosfofrutocinase−1 (PFK−1) e piruvato−cinase. As reações catalisadas por essas enzimas são irreversíveis e podem ser “ligadas” ou “desligadas” por efetores alostéricos. Por exemplo, a hexocinase é inibida pelo excesso de glicose-6-fosfato. Vários compostos de “alta energia” atuam como efetores alostéricos. Por exemplo, elevadas concentrações de AMP (um indicador de baixa produção de energia) ativa a PFK−1 e a piruvato−cinase. Por outro lado, teores elevados de ATP (um indicador que as necessidades energéticas das células foram atingidas) inibem as duas enzimas. O citrato e a acetil−CoA, que acumulam quando existe ATP em quantidade suficiente, inibem a e a piruvato−cinase, respectivamente. A PFK−1 frutose−2,6−bifosfato, produzida por indução de hormônio da PFK−2, é um indicador de altos níveis de glicose disponível e alostericamente ativa a PFK−1. O acúmulo de frutose−1,6−bifosfato ativa a piruvato−cinase, promove um mecanismo de controle (a frutose−1,6−bifosfato é um ativador alostérico). Na Figura 6.6 é mostrada a ação de cada inibidor ou ativador sobre as enzimas reguladores.


17 - Quais são as enzimas reguladoras do Ciclo de Krebs?

São quatro os pontos reguladores do ciclo de Krebs: complexo piruvato desidrogenase, isocitrato desidrogenase, complexo αcetoglutarato desidrogenase (oxoglutarato desidrogenase), citrato sintase. Os pontos reguladores fazem com que as reações fiquem irreversíveis, ou seja, o ciclo de Krebs ocorre somente em um sentido.

Através do exercício fisico ha um aumento das atividades de duas dos quatro pontos reguladores do ciclo de Krebs, isso é a elevação na produção mitocondrial de espécies reativas de oxigênio no organismo A elevação acentuada da atividade destas enzimas é consistente com o metabolismo mitocondrial ativado nesta situação.



18 - Como acontece a regulação do Ciclo de Krebs?

O ciclo de Krebs é controlado fundamentalmente pela disponibilidade de substratos, inibição pelos produtos e por outros intermediários do ciclo.
  • piruvato desidrogenase: é inibida pelos próprios produtos, acetil-CoA e NADH
  • citrato sintase: é inibida pelo próprio produto, citrato. Também inibida por NADH e succinil-CoA (sinalizam a abundância de intermediários do ciclo de Krebs).
  • isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase: tal como a citrato sintase, são inibidas por NADH e succinil-CoA. A isocitrato desidrogenase também é inibida por ATP, e estimulada por ADP.Todas as desidrogenases mencionadas são estimuladas pelo ião cálcio.

Assim, o fluxo de metabólitos através do ciclo do ácido cítrico está sob regulação estrita, porém não complexa. Três fatores governam a velocidade do fluxo através do ciclo: disponibilidade de substratos, inibição por acúmulos de produtos e inibição alostérica retroativas das primeiras enzimas da via pelos últimos intermediários.
No ciclo, três passos são altamente exergônicos; aqueles catalisados pela citrato sintase, isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase. Sob determinadas circunstâncias, cada um deles pode se tornar o passo limitante da velocidade global . A disponibilidade de substratos para a citrato sintase varia com as condições metabólicas e algumas vezes limita a velocidade de formação do citrato. O NADH, um produto do oxidação do citrato e do a-cetoglutarato, acumula-se sob determinadas condições, e quando a relação [NADH]/[NAD+] torna-se grande, as duas reações de desidrogenaçào são severamente inibidas pela lei da ação das massas. De forma similar, a reação da malato desidrogenase está essencialmente em equilíbrio na célula , e quando [NADH] é grande, a concentração de oxaloacetato é pequena, desacelerando o primeiro passo do ciclo: a succinil-CoA inibe a a-cetoglutarato desidrogenase (e também a citrato sintase); o citrato bloqueia a citrato sintase; enquanto o produto final, ATP, inibe ambas: a citrato sintase e a isocitrato desidrogenase. A inibição da citrato sintase é aliviada pelo ADP, um ativador alostérico desta enzima. Os íons cálcio , que nos músculos dos vertebrados dão sinal para contração e o aumento da demanda por ATP, ativam ambas as enzimas, isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase, assim como o complexo da piruvato desidrogenase. Brevemente as concentrações de substratos e intermediários do ciclo do ácido cítrico regulam o fluxo através desta via em uma velocidade que fornece concentrações ótimas de ATP e NADH.


39 - Qual a função da glicogenina?

Quando não há glicogênio disponível para o início da síntese, a glicogeninaentra em ação. Essa enzima tem duas atividades: (a) de transferase que promove a transferência de uma molécula de UDP-glicosepara um grupo –OH da cadeia lateral de seu resíduo de tirosina-193 (Tyr193) e (b) de extensora, adicionando mais 7 moléculas de glicose a partir da UDP-glicose.

Em outras palavras; ela funciona como um molde, ao qual o primeiro resíduo de glicose é ligado.


40 - Quais são as fontes de áciodos graxos?

Resposta:


- Óleo de peixe ômega 3: Óleo de peixe contém uma poderosa forma de ácido graxo essencial chamada de ômega-3; uma gordura boa e saudável. Como a maioria das pessoas segue uma dieta deficiente em “gorduras boas”, um consumo maior de ômega-3 está sendo muito procurado por aqueles que procuram melhorar a saúde e a performance.

- Óleo de linhaça (semente de linho – flaxseed): O óleo de semente de linho é um ácido graxo essencial que oferece vários benefícios para a saúde.

-Óleo de fígado de bacalhau: Ótima fonte de ácidos graxos essenciais.


obs.: Na pergunta nao foi especificado nada. Entao, antes de tudo saiba que voce pode sempre recorrer e reivindicar por qual forma você escolheu responder essa pergunta pois ela foi mal formulada.


41 - Quais são os três estagios que constituem a oxidação dos ácidos graxos?


42 - O que é a β-oxidação (ou Beta-oxidação)? Como ela ocorre?

A oxidação mitocondrial de ácidos gordos (graxos) é um processo catabólico de ácidos gordos. Eles sofrem remoção, por oxidação, de sucessivas unidades de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA. Como exemplo pode ser citado o ácido palmítico, que é um ácido gordo de 16 carbonos, ele vai sofrer sete reações oxidativas perdendo em cada uma delas dois átomos de carbono na forma de acetil-coa. Ao final desse processo os dois carbonos restantes estarão na forma de acetil-coa.

A degradação dos ácidos graxos ocorre nos mitocôndrias. Em um processo denominado beta-oxidação, as moléculas de ácidos graxos são transformadas em Acetil-CoA, que em seguida entra no ciclo de Krebs (ou ciclo do ácido cítrico) onde são totalmente degradas.

O processo acima pode ser resumido em quatro estágios:

1. Hidrólise dos triglicérides contidos nos adipócitos em glicerol e ácidos graxos.

2. Aproveitamento do glicerol na glicólise.

3. Beta oxidação dos ácidos graxos, resultando em Acetil-CoA.

4. Entrada da Acetil-CoA no ciclo de Krebs

A função da oxidação dos ácidos graxos é obviamente, a geração de energia metabólica. Cada ciclo de b-oxidação produz um NADH, um FADH2 e uma acetil-CoA. A oxidação da acetil-CoA pelo ciclo do ácido cítrico (Ciclo de Krebs) gera um FADH2 e 3 NADH adicionais, os quais são reoxidados por meio da fosforilação oxidativa, formando ATP. A oxidação completa de uma molécula de ácido graxo é, portanto, um processo altamente exergônico que preduz muitos ATP´s.


43 - Quantos ATP são formados na quebra de um ácido graxo saturado de 14 carbonos?


46 - O que são os corpos cetônicos? Onde são sintetizados?

Os corpos cetónicos são compostos químicos produzidos por cetogénesis na mitocondria hepática. São três substâncias solúveis em água que são produtos derivados da quebra dos ácidos gordos para fornecer energia no fígado e no rim. São usados como fonte de energia no coração e no cérebro. No cérebro são fonte vital de energia durante o jejum.

Ao contrário do que o nome "corpos" pode sugerir, eles são componentes solúveis, não partículas. São três corpos cetônicos:

-acetoacetato (ácido aceto-acético)

-betaidroxibutirato (ácido beta-hidóxibutílico)

-acetona

obs.:
Corpos Cetônicos
- São produzidos em resposta a níves elevados de Ácidos Graxos no fígado.
- Quando Acetil CoA excede a capacidade oxidativa do fígado > Mitocondrias hepaticas > Corpos cetonicos.
- São sintetizados principalmente pelo Figado e uma pequena parte pelos rins.


Qual o significado da existência de corpos cetônicos na urina?

Corpos cetônicos (acetona, ácido aceto-acético e ácido beta-hidóxibutílico), são produzidos a custa do catabolismo (quebra) das gorduras. O diabético descompensado, por falta de ação da insulina, não consegue que a glicose entre na célula para gerara energia necessária. Ocorre então a hiperglicemia com conseqüente glicosúria. A necessidade de energia perdura e o organismo lança mão de outras fontes que não a glicose. A principal fonte é a gordura, que, ao ter suas moléculas quebradas (catabolismo) gera corpos cetônicos que serão eliminados pela respiração (hálito cetônico) e pela urina (cetonúria). Quando a célula é privada de glicose por jejum prolongado ou excesso de atividade física, mesmo em indivíduos não diabéticos, pode surgir cetonúria, sem glicosúria.


47 - Qual a função dos corpos cetônicos?

A função dos corpos cetônicos amplia-se ao fornecimento de energia para constituintes cerebrais dependentes de glicose, como o GABA e o glutamato. A grande quantidade de ATP, proveniente da oxidação de ácidos graxos aponta que o aumento das reservas energéticas cerebrais seja um fator de proteção contra as crises.


48 - O que é a gliconeogênese? Onde ela acontece?

Glico = Açucar + Neo = Novo, Primeiro, Inicial + Gênese = Formação, Geração, Desenvolvimento

Assim fica: "Formação do Novo Açucar"

Gliconeogénese é um termo usado para incluir o conjunto de processos pelos quais o organismo pode converter substâncias não glicídicas, ou seja compostos anglicanos ( não açucares e não carboidratos como: aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol e propionato) em glicose ou glicogénio.

Quando não houver disponibilidade de glicose na dieta, ou quando o fígado esgotar seu suprimento de glicogênio, a glicose será sintetizada a partir de precursores não-glicídicos pela gliconeogênese. Na verdade, a gliconeogênese fornece uma porção substancial da glicose produzida em seres humanos em jejum, mesmo algumas horas após a alimentação. A gliconeogênese ocorre no fígado e, em menor grau, nos rins.


50 - Quais são as enzimas reguladoras da gliconeogênese?


A gliconeogênese emprega a maior parte das mesmas enzimas que agem na glicólise, mas ela não é simplesmente o reverso desta via. Sete das reações glicolíticas são livremente reversíveis e as enzimas que catalisam cada uma destas reações também funcionam na gliconeogenese. Três reações da glicólise são tão exergonicas que são essencialmente irreversíveis : são aquelas catalisadas pela hexoquinase, fosfofrutoquinase-1 e piruvato quinase. A gliconeogenese emprega desvios ao redor de cada um desses passos irreversíveis.
Para prevenir o aparecimento de ciclos fúteis nos quais a glicose é simultaneamente degradada pela glicólise e ressintetizada pela gliconeogenese, as enzimas que são exclusivas para cada uma das vias são reguladas de maneira recíproca por efetores alostéricos comuns. A frutose-2,6-bifosfato, um ativador potente da PFK-1 do fígado e portanto da glicólise, também inibe a FBPase-1, e assim diminui a gliconeogenese. O glucagon, hormônio que sinaliza um baixo nível de açúcar , diminui o nível da frutose-2,6-bifosfato no fígado, baixando o consumo de glicose pela glicolise e estimulando a produção de glicose para exportação pela gliconeogenese.

Em outras palavras, as enzimas reguladoras da velocidade da glicogénese e da glicogenólise são, respectivamente, a síntase do glicogénio e a fosforílase do glicogénio. Na regulação da actividade destas enzimas participam mecanismos de fosforilação reversível assim como mecanismos alostéricos. A síntase do glicogénio é menos activa na forma fosforilada o contrário acontecendo no caso da fosforílase do glicogénio. Várias cínases, como, por exemplo: a PKA, a cínase-3 da síntase do glicogénio e a cínase da fosforílase do glicogénio, estão envolvidas na fosforilação e consequente inactivação da síntase do glicogénio. A fosforilação e consequente activação da fosforílase do glicogénio é o resultado da acção catalítica da cínase da fosforílase do glicogénio. Esta enzima, catalisando a fosforilação quer da síntase quer da fosforílase, inactiva a síntese de glicogénio e activa a sua fosforólise. A desfosforilação da síntase de glicogénio (activação) e da fosforílase do glicogénio (inactivação) é o resultado da acção catalítica de uma mesma fosfátase: a fosfátase-1 de proteínas. O AMP, um nucleotídeo que aumento na célula quando o consumo de ATP é elevado, é um activador alostérico da fosforílase do glicogénio. A ligação do AMP à forma desfosforilada (supostamente inactiva) da fosforílase activa esta enzima.


60 - Porque no jejum prolongado, o músculo deixa de usar os corpos cetônicos?

A função primária dos corpos cetônicos é, obviamente, servir de combustível, fazendo o papel que normalmente cabe à glicose. Entretanto, uma vez que a concentração de corpos cetônicos no sangue ultrapassa um certo limite, o organismo não consegue mais utilizá-los com eficiência (certos tecidos literalmente não conseguem utiliza-los eficientemente em quaisquer circunstâncias). O resultado disso tudo é que acabam sendo removidos da corrente sangüínea e posteriormente são excretados na forma de urina, ou seja, literalmente estaremos urinando calorias. Os experts no ramo da nutrição vão lhe dizer que dietas cetogênicas causam perda muscular. Entretanto, como fisiculturistas, sabemos que dietas desse tipo são notórias exatamente por suas propriedades opostas: a retenção de massa muscular.

Fonte:
No Brain – No Gain [pg 74] (livro sobre fisiculturismo)


OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS

Durante o processo de oxidação dos ácidos graxos no fígado dos seres humanos e da maioria dos outros mamíferos, o acetil-CoA (acetilcoenzima A) formado pode entrar no ciclo do ácido cítrico ou pode ser convertido nos denominados “corpos cetônicos”, ou seja, em acetoacetato, D-β-hidroxibutirato e acetona, que são exportados para outros tecidos através da circulação sanguínea.



Acetilcoenzima A

A acetona, que é produzida em menor quantidade do que os outros compostos, é exalada. O acetoacetato e o D-β-hidroxibutirato são transportados pelo sangue até alcançarem os tecidos extra-hepáticos (por exemplo, músculos esqueléticos, cardíaco, córtex renal), onde ocorre a oxidação desses compostos por meio da via do ciclo do ácido cítrico para fornecer grande parte da energia requerida por esses mesmos tecidos. O cérebro, que normalmente usa apenas a glicose como combustível, em condições de necessidade (fome), quando a glicose não está disponível, pode adaptar-se para utilizar o acetoacetato ou o D-β-hidroxibutirato na obtenção de energia.



Acetoacetato

A disponibilidade de oxalacetato para iniciar a entrada do acetil-CoA no ciclo do ácido cítrico é o principal fator determinante da via metabólica que será tomada pelo acetil-CoA na mitocôndria do fígado. Em certas circunstâncias, como no jejum, as moléculas de oxalacetato são retiradas do ciclo do ácido cítrico e utilizadas na síntese de moléculas de glicose (gliconeogênese). Quando a concentração de oxalacetato está muito baixa, pouco acetil-CoA entra no ciclo de Krebs e, assim, a formação de corpos cetônicos é favorecida.


A produção do composto em questão pelo fígado e sua exportação para os tecidos extra-hepáticos, em geral, permitem a oxidação continuada dos ácidos graxos no fígado, mesmo quando não há a oxidação do acetil-CoA por meio do ciclo do ácido cítrico.


Acetona

O primeiro evento para a formação do acetoacetato a nível hepático é a condensação enzimática de duas moléculas de acetil-CoA, cataliada pela enzima tiolase. Então, há a condensação do acetoacetil-CoA em acetil-CoA para originar o β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA, o qual é quebrado para formar acetoato livre e acetil-CoA.


O acetoato livre é reduzido em D-β-hidroxibutirato, através de uma reação reversível catalisada pela enzima D-β-hidroxibutirato desidrogenase. O acetoato é facilmente descarboxilado; o grupo carboxila pode ser perdido espontaneamente ou pela ação da acetoacetato descarboxilase.



D-β-hidroxibutirato

Nos tecidos extra-hepáticos o D-β-hidroxibutirato é oxidado até acetoacetato pela D-β-hidroxibutirato desidrogenase. O acetoacetato é ativado para dar origem ao éster da coenzima A por transferência do CoA do succinil-CoA (intermediário do ciclo do ácido cítrico), em uma reação catalisada pela β-cetoacil-CoA transferase. O acetil-CoA é então clivado pela enzima tilose, liberando suas duas moléculas de acetil-CoA que, por sua vez, entram no ciclo do ácido cítrico.


A produção e a exportação dos corpos cetônicos pelo fígado permitem a oxidação continuada dos ácidos graxos, mesmo com uma mínima oxidação do acetil-CoA a nível hepático. Isso ocorre, por exemplo, quando os intermediários do ácido cítrico estão empregados para a síntese de glicose, através da gliconeogênese, a oxidação dos intermediários do ciclo do ácido cítrico diminui e o mesmo ocorre com a oxidação do acetil-CoA. Além disso, o fígado possui uma quantidade limitada de coenzima A e, quando a maior parte dela está ligada nas moléculas do acetil-CoA, a β-oxidação dos ácidos graxos é reduzida de velocidade devido à falta desta coenzima livre. A produção e a exportação dos corpos cetônicos liberam a coenzima A, permitindo que a oxidação dos ácidos graxos continue.


Casos como jejum prolongado, ou diabetes melito não-tratado, resultam em uma superprodução de corpos cetônicos, à qual se associam sérios problemas médicos. Durante o jejum, a gliconeogênese retira a maior parte dos intermediários do ciclo de Krebs, redirecionando o acetil-CoA para a produção de corpos cetônicos. No diabetes não-tratado, a insulina está presente em ínfimas quantidades, e os tecidos extra-hepáticos não conseguem captar a glicose da corrente sangüínea de forma eficiente. Para aumentar o nível de glicose no sangue, a gliconeogênese hepática é acelerada, o que também ocorre com a oxidação dos ácidos graxos no fígado e na musculatura, gerando uma produção de corpos cetônicos acima da capacidade de sua oxidação pelos tecidos extra-hepáticos.


O aumento nos níveis sangüíneos do acetoacetato e D-β-hidroxibutirato diminuem o pH sangüíneo, resultando em uma acidose, condição que pode provocar o coma, em casos extremos, e até evoluir para a morte. Os corpos cetônicos no sangue e na urina de indivíduos diabéticos não-tratados podem atingir níveis muito altos, condição denominada cetose.


Fontes:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Corpos_cetônicos

Lehninger Princípios da Bioquímica – David L. Nelson, Michel M. Cox. 3 edição, 2002.
RESPIRAÇÃO CELULAR

Metabolismo e Nutrição das células


Como definição, o metabolismo é o conjunto de reações químicas responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula. O metabolismo pode estar em estado anabólico, que é a síntese, ou seja, formação de compostos ou pode estar em catabolismo, onde há degradação, ou “quebra” de compostos.