O Processo de produção de corpos cetônicos

AD2 BIOQUÍMICA 2 - (MANUSCRITA)

1) Sobre o processo de produção de corpos cetônicos, responda as questões abaixo:

 

a) Em condições de jejum, ocorre um aumento da lipólise, que por sua vez libera ácidos graxos para serem oxidados, principalmente no fígado, formando acetil-CoA. Explique como e porque em condições de jejum temos a produção de corpos cetônicos. (0,5)

Durante o jejum, a concentração de oxaloacetato no fígado é muito baixa, pois, essa molécula é utilizada na formação de glicose pela gliconeogênese. Nesta situação, o acetil-CoA (proveniente da beta-oxidação dos ácidos graxos), forma corpos cetônicos no interior da mitocôndrias. Duas moléculas de Acetil-CoA, pela ação da B-cetotiolase se condensam e formam o acetoacil-CoA, que se condensa com uma nova molécula de acetil-CoA, formando B-hidroxi-B-metilglutaril-CoA  através da enzima HMG-CoA sintase. O composto formado, sofre clivagem por ação da HMG-CoA liase formando o Acetil-coa e o Acetoacetato. A enzima B-hidroxibutirato desidrogenase, reduz  parte do Acetoacetato, formando o B-hidroxibutirato e a outra parte, sofre descarboxilação espontânea gerando acetona. Os corpos cetônicos são lançados na corrente sanguínea e captados pelos tecidos que necessitam de energia (tecido nervoso, pulmão, músculos cardíacos e esquelético) que os transformam de volta em acetil-CoA, que só então, entra no ciclo de Krebs e vão gerar energia para esses tecidos.

Obs: O fígado disponibiliza estes corpos cetônicos, pois, ele não consegue convertê-los em acetil-CoA, pq o fígado não tem a enzima cetoacil-coa transferase.

b) Explique o que é cetoacidose e porque esta condição pode prejudicar o funcionamento do nosso organismo. (0,5)

A cetoacidose é um tipo de acidose metabólica causada por excesso de corpos cetônicos no sangue, proveniente da beta oxidação de ácidos graxos, que diminui o pH sanguíneo.

É comum em pessoas com diabetes mellitus do tipo 1, pois nesse caso, com o déficit de insulina, serão realizadas bastante beta-oxidação, acúmulo de acetil CoA e produção de corpos cetônicos que podem liberar H+ que pode participar da seguinte reação: HCO3- + H+ →  H2CO3 →  H2O + CO2.

As cetonas podem ser usadas como fonte alternativa de combustível, porém, como glicose, elas também precisam de insulina para serem utilizadas como fonte de energia pelas células. Sem insulina, a quantidade de cetonas e glicose no sangue se acumularão e causarão um desequilíbrio a químico. O diabético não controlado poderá apresentar cansaço, hálito cetônico, náusea, vômitos, e se não tratado, poderá ter complicações renais, perda da visão, coma e até a morte.

2) Faça uma comparação entre o rendimento energético do metabolismo oxidativo de uma molécula de glicose e de uma molécula de palmitato, destacando a diferença em termos de saldo líquido de ATP e explique esta diferença. (1,0)

Se comparar uma molécula de glicose com uma de palmitoil-CoA veremos que muito mais ATP será gerado na oxidação do palmitoil, pois, mais coenzimas reduzidas serão geradas.

→ 01mol de glicose gera em torno de 32 ATPs (02 da glicólise + 02 do Complexo PDH + 28 da Fox)

→ 01 mol de palmitato gera no primeiro estágio da B-oxidação: 08 acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH. Esses carreadores reduzidos vão para a CTE e irão gerar 28 ATPs (Fox). Cada acetil-CoA gera 1 FADH2 + 03 NADH + 01 GTP no ciclo de Krebs (segundo estágio), portanto, os 8 Acetil-CoA vai gerar 08 FADH2 + 24NADH + 8GTP (8ATPs). Os carreadores reduzidos irão para a CTE e vão gerar 72 ATPs (Fox), totalizando 108 ATPs (28+8+72).

Descontando o equivalente a 2 ATPs (ATP →AMP) da primeira reação de ativação (onde a coenzima A é “pendurada” no palmitoil e forma o Palmitoil CoA). 108 – 2= 106

3) Sobre o catabolismo de aminoácidos responda as questões abaixo

a) Explique a importância do ciclo da ureia e cite em que órgão ele acontece. (0,5

O principal produto da degradação de aminoácidos é a amônia, que é muito tóxica. Em mamíferos, a amônia é convertida em uréia, através de um ciclo conhecido como “ciclo da ureia” que ocorre dentro dos hepatócitos, no fígado, pois, somente ele possui as enzimas para este ciclo. Esse processo é vital para o nosso organismo e qualquer problema na atividade de enzimas do ciclo, acarreta em níveis elevados de amônia no sangue, que além de alterar o pH sanguíneo,  a amônia pode atravessar a barreira hematoencefálica e no cérebro, ser convertida em glutamato (pela glutamato desidrogenase) fazendo com que o cérebro perca substâncias como o alfa-cetoglutarato, substrato da enzima. Com isso, haverá diminuição dos níveis de oxaloacetato e uma queda na atividade do ciclo de Krebs, comprometendo a respiração celular, causando danos aos tecidos neurais, levando ao coma e a morte. Deficiência parcial das enzimas do ciclo causam retardamento mental, letargia e vômitos. O excesso de glutamato, ativa a formação de glutamina que resultará na queda do estoque de glutamato e esse no tecido neural, é neurotransmissor e um substrato para a síntese de outro neurotransmissor, o y-aminobutirato.

b) Qual ou quais os possíveis destinos do grupamento amina proveniente da degradação de aminoácidos? (0,3) p 10 a 17

No citoplasma, o grupo amina é separado da cadeia de carbonos, logo depois é transferido, pela enzima aminotransferase, para o alfa-cetoglutarato, formando o glutamato (transaminação), esse transporta o grupo amina para dentro da mitocôndria, onde a enzima glutamato desidrogenase, remove o grupo amina do glutamato (isso acontece em duas etapas, acho que é a desaminação). O grupo amina livre se liga a mais um hidrogênio formando o íon amônio.

Se o nitrogênio (acho que na forma de amônio) estiver no fígado, é só entrar no ciclo da uréia, mas, se tiver em outro tecido precisa ser transportado através do sangue para o fígado.

Como o amônio é tóxico, é necessário um carreador que o transporte até os hepatócitos e a estratégia escolhida para esse transporte depende do tecido onde o amônio foi produzido.

Em tecidos como o cérebro, o amônio é ligado ao glutamato formando a glutamina que é encaminhada ao fígado pela corrente sanguínea. Nas células musculares, o grupo amina do glutamato pode ser transferido para o piruvato, pela Alanina aminotransferase, formando a Alanina (que não é tóxica) que entra no sangue e vai para o fígado. No fígado, a Alanina e a Glutamina entram nos hepatócitos que fazem o ciclo da ureia. O glutamato também pode transferir seu grupo amina ao oxaloacetato que se converte em asparatato, que também entra no ciclo.