ESTUDO DE CASOS CLÍNICOS E EXERCÍCIOS

CURSO DE MEDICINA - DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA

ESTUDO DE CASOS CLÍNICOS E EXERCÍCIOS

PROF. MARIA IZABEL PEREIRA

ALUNOS: Gabriela Nalú Faria, Júlia Barbosa Ruiz, Thainá Kulicz, Nathalia Wonz Pedott.

EXERCÍCIOS

1. Onde os elétrons do NADH e FADH2 entram, respectivamente na cadeia respiratória? Que efeito isto tem no número de ATPs produzidos pela reoxidação de cada transportador de elétrons.

R: Os eletrons do NADH e do FADH2, entram respectivamente no complexo 1 e no complexo 2 da cadeia respiratoria. NADH passa pelo complexo I (liberando 2 eletrons) consegue bombear 4H+ para fora da matriz mitocondrial, então soma-se com os 4H+ bombeadas pelo complexo III e com 2H+ do complexo IV, logo 10H+ passarão de volta pela fosforilação oxidativa, porém são necessários 4H+ para formação de cada ATP, portanto há produção de 2,5ATP por NADH. Já o FADH2 passa no complexo II, que não consegue bombear H+, assim terá somente 6H+ bombeados pelos complexos III e IV, logo serão produzidos somente 1,5ATP por FADH2, pois também precisa de 4H+ para formação de 1 ATP.

1. O Congelamento de tecidos leva a ruptura de suas membranas por efeito mecânico dos cristais de gelo formados. Qual o efeito do congelamento de uma suspensão de mitocôndrias sobre a fosforilação oxidativa e transporte de elétrons?

R: As mitocôndrias congeladas se tornam inativas, causando alterações fisiológicas que podem inviabilizar, sobretudo, o quesito enzimático, que é o principal para que a Fosforilação Oxidativa. Isso se dá pelo fato das enzimas precisarem de condições ambientais específicas para seu funcionamento, ou seja, só atuam quando estão em sua temperatura ótima. Tal disfunção enzimática, associada à ruptura membranosa da mitocôndria, faz com que ela praticamente cesse seu funcionamento, pois as reações não poderão ocorrer adequadamente.

De maneira específica, sem a atividade dos complexos enzimáticos das cristas mitocondriais não há a cadeia respiratória, nem a fosforilação oxidativa, já que os elétrons de hidrogênio não poderão ser transportados. Por consequência, não há a oxidação do NADH e do FADH2, processo que seria essencial para o Ciclo de Krebs, que, por consequência, também não acontece. Em suma, nenhum dos processos da Respiração Celular efetuado na região mitocondrial pode ser efetivado. A glicólise continua acontecendo devido a Fermentação Lática produzir os dois NAD+ que essa necessita.

1.  Descrever as consequências das seguintes condições sobre o consumo mitocondrial de O2 e fosforilação oxidativa:

1. Presença de CO:

R: O CO é considerado inibidor da cadeia respiratória, pois ele se liga no complexo IV da membrana e acaba inibindo o resto da cadeia. Ele também impede a fosforilação oxidativa pela falta de H+. Então, sem cadeia respiratória, também não haverá consumo de oxigênio. Parando também o ciclo de krebs.

1. Carência de ADP:

R: O ADP é necessário para a fosforilação oxidativa, então esse deficit vai fazer com que diminua a produção de ATP na fosforilação oxidativa, assim irá diminuir também a velocidade de produção de energia.

1. Presença de dinitrofenol:

R: O DNP é um desacoplador, que vai desacoplar a cadeia respiratória da fosforilação oxidativa. Normalmente os prótons que são bombeados pela cadeia transportadora de elétrons para o espaço intermembranoso e formam um gradiente, vão voltar para a matriz mitocondrial pela ATPsintase, formando ATP. Porém, o DNP vai se ligar a esses prótons no espaço intermembranoso, vai passar pela membrana mitocondrial interna, e vai liberar esse próton na matriz mitocondrial, então volta para o espaço intermembranas, se liga a outro próton. Ou seja, ele carrega esses prótons, que deveria estar passando pela ATPsintase, dessa forma eles não passam por ela, não produzindo ATP.

1. Presença de Oligomicina:

R: A oligomicina é um desacoplador da cadeia transportadora de elétrons. Ela vai se ligar à ATPsintase, no domínio Fo, o tornando impermeável a prótons. A fosforilação então vai para. Com isso, no inicio a cadeia transportadora de elétrons continua, porém vai chegar um momento que vai ter tanto próton no espaço intermembranoso, que a força vai ser muito grande, impedindo que mais prótons sejam bombeados, e isso vai fazer com que a cadeia transportadora pare, o que vai fazer com que o ciclo de krebs pare pois não terá NAD e FAD oxidados.

1. Embora o oxigênio não participe diretamente em qualquer das reações do ciclo de Krebs, este somente funciona quando o oxigênio está presente. Explique.

R: O O2 é o aceptor final de eletrons na cadeia transportadora de elétrons, onde nesta, o NAD e FAD são oxidados. Caso não tenha O2 o NAD e FAD ficarão na forma reduzida (pois para a Cadeia Transportadora) e assim, para o Ciclo Krebs, pois este precisa daqueles compostos na forma oxidada para funcionar.

5- O transporte de malato e α-cetoglutarato através da membrana interna da mitocôndria é inibido pelo n-butilmalonato. Suponha que o n-butilmalonato seja adicionado a uma suspensão aeróbia de células renais que usam a glicose como combustível exclusivo. Preveja o efeito desse inibidor:

1. Na glicólise;

R: Com a inibição do n-butilmalonato o NADH da glicólise não consegue ser oxidado, portanto, ele não poderá voltar para a glicólise, fazendo com que a glicólise pare. Assim, a tendência é que a glicose se acumule na célula.

1. No consumo de oxigênio;

R: Pelo fato de a glicólise ter parado o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória também vão parar por não haver mais substrato (Acetil-CoA) para o inicio do ciclo de Krebs, fazendo com que o consumo de oxigênio pela célula pare e esse oxigênio se acumule no organismo.

1. Na formação do lactato;

R: Para não cessar completamente a formação de ATP, a célula começa a fazer fermentação lática e forma apenas 2 ATPs, ocorrendo o aumento de lactato na célula e no organismo.

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