Glicólise

Um paciente apresenta fadiga muscular intensa e acúmulo de lactato após exercícios de alta intensidade e curta duração, mesmo com a presença de oxigênio. Essa condição sugere uma alteração na via metabólica primária que gera ATP rapidamente em condições de anaerobiose, mas que também ocorre na presença de oxigênio antes da entrada no ciclo de Krebs.

Qual é a via metabólica diretamente implicada no cenário descrito, que é fundamental para a produção inicial de energia em células e que pode levar ao acúmulo de lactato sob certas condições?

• Gliconeogênese

• Beta-oxidação

• Glicólise

• Fosforilação Oxidativa

• Ciclo de Krebs

Answer explanation

A glicólise é a via metabólica inicial para a degradação da glicose, ocorrendo no citosol. Ela produz ATP rapidamente e, na ausência ou baixa disponibilidade de oxigênio (ou em condições de alta demanda energética que excedem a capacidade oxidativa), o piruvato é convertido em lactato para regenerar NAD+, permitindo a continuidade da glicólise. O acúmulo de lactato e a fadiga muscular são clássicos indicadores de atividade glicolítica anaeróbica intensa.

O consumo excessivo de carboidratos simples pode levar a um aumento rápido nos níveis de glicose sanguínea. O organismo, em resposta, ativa uma série de mecanismos para metabolizar essa glicose e manter a homeostase. Um dos pontos-chave de regulação para a utilização da glicose como fonte de energia é uma enzima que catalisa uma etapa irreversível na glicólise, sendo um alvo importante para o controle do fluxo da via.

Qual enzima glicolítica é considerada o principal ponto de controle alostérico da glicólise e é inibida por ATP e citrato, e ativada por AMP e frutose-2,6-bisfosfato?

• Hexoquinase

• Glicose-6-fosfato isomerase

• Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1)

• Piruvato quinase

• Aldolase

Answer explanation

A PFK-1 é a enzima regulatória mais importante da glicólise. Ela catalisa a etapa de frutose-6-fosfato para frutose-1,6-bisfosfato, uma reação irreversível e o ponto de comprometimento da via glicolítica. Seus efetores alostéricos (ATP, citrato, AMP, frutose-2,6-bisfosfato) refletem diretamente o estado energético da célula, controlando o fluxo da glicólise.

Carboidratos são macronutrientes essenciais, desempenhando funções vitais no organismo, desde o fornecimento de energia até a participação em estruturas celulares e processos de reconhecimento. Sua estrutura molecular e a forma como são digeridos e absorvidos impactam diretamente sua utilização metabólica. Qual das seguintes afirmações descreve corretamente um aspecto fundamental sobre os carboidratos e seu metabolismo?

• Os carboidratos são armazenados no corpo primariamente como ácidos graxos no tecido adiposo.

• A amilase salivar inicia a digestão dos carboidratos, que é completada por enzimas pancreáticas e da borda em escova no intestino

• A frutose é um polissacarídeo complexo encontrado em frutas e mel.

• A lactose é um monossacarídeo encontrado no leite.

• O glicogênio é um carboidrato não digerível encontrado em vegetais.

Answer explanation

A digestão dos carboidratos começa na boca com a amilase salivar, é interrompida no estômago e retomada no intestino delgado pela amilase pancreática e pelas dissacaridases da borda em escova (sacarase, lactase, maltase), que quebram os dissacarídeos e oligossacarídeos em monossacarídeos para absorção.

A regulação da glicólise é crucial para manter os níveis de ATP e as concentrações de intermediários metabólicos em equilíbrio com as necessidades energéticas da célula. Em situações de alta demanda energética, como durante um exercício intenso, a glicólise é acelerada. Por outro lado, em condições de repouso ou alta disponibilidade de ATP, a via é desacelerada.

Em um cenário de abundante suprimento de energia e alta concentração de ATP, qual das seguintes afirmativas descreve corretamente um mecanismo de regulação da glicólise?

• A atividade da piruvato quinase é aumentada devido à inibição por ATP

• A fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) é ativada pelo aumento da concentração de citrato.

• A hexoquinase é inibida alostericamente pelo seu produto, glicose-6-fosfato.

• A frutose-2,6-bisfosfato inibe a PFK-1, diminuindo o fluxo glicolítico

• A glicólise é acelerada pela inibição da piruvato quinase pelo ATP.

Answer explanation

A hexoquinase, a primeira enzima da glicólise, é inibida alostericamente pelo seu produto, a glicose-6-fosfato. Este é um mecanismo de feedback negativo que impede o acúmulo excessivo de glicose-6-fosfato quando a demanda energética é baixa ou quando o fluxo da glicólise em etapas posteriores é reduzido.

Um atleta de corrida de longa distância está em fase de preparação e precisa otimizar sua reserva de energia. O corpo armazena glicose principalmente em uma forma polimérica que pode ser rapidamente mobilizada para produzir energia durante o exercício prolongado.

Qual é a principal forma de armazenamento de carboidratos no fígado e nos músculos, que pode ser rapidamente convertida em glicose para suprir as demandas energéticas?

• Amido

• Piruvato

• Sacarose

• Glicogênio

• Lactose

Answer explanation

O glicogênio é a principal forma de armazenamento de glicose em animais, incluindo humanos. Ele é um polissacarídeo ramificado que permite o armazenamento de grandes quantidades de glicose de forma compacta e a rápida liberação de unidades de glicose quando necessário, especialmente para suprir as demandas energéticas do fígado (para manter a glicemia) e dos músculos (para energia local).

A glicólise, apesar de ser uma via primariamente catabólica para a degradação da glicose, apresenta etapas que, sob condições específicas, podem ser contornadas por outras vias metabólicas para a síntese de glicose, como a gliconeogênese. Uma das etapas cruciais que determina o destino do piruvato – se será convertido em lactato, etanol ou acetil-CoA para o ciclo de Krebs – depende da disponibilidade de oxigênio e da presença de certas enzimas.

Considerando o destino do piruvato, qual dos seguintes produtos é formado exclusivamente em condições anaeróbicas em células musculares esqueléticas humanas, permitindo a regeneração de NAD+ para a continuação da glicólise?

• Acetil-CoA

• Oxalacetato

• Lactato

• Alanina

• Glutamato

Answer explanation

Em condições anaeróbicas (ou quando a demanda excede o suprimento de oxigênio), o piruvato é convertido em lactato no citosol, processo catalisado pela lactato desidrogenase. Essa reação permite a regeneração de NAD+ a partir de NADH, que é essencial para que a glicólise continue produzindo ATP, mesmo sem oxigênio

Em condições aeróbicas, o piruvato, produto final da glicólise, é completamente oxidado no ciclo de Krebs e na fosforilação oxidativa, gerando uma quantidade significativamente maior de ATP em comparação com a glicólise anaeróbica. Para que o piruvato entre na mitocôndria e seja oxidado, ele deve ser convertido em uma molécula específica.

Qual é a molécula que o piruvato é convertido antes de entrar no ciclo de Krebs em condições aeróbicas, através da ação do complexo da piruvato desidrogenase?

• Oxalacetato

• Acetil-CoA

• Malato

• Citrato

• Lactato

Answer explanation

Em condições aeróbicas, o piruvato, que é o produto final da glicólise, é transportado para a matriz mitocondrial. Lá, ele é convertido em acetil-CoA pela ação do complexo da piruvato desidrogenase. O acetil-CoA, então, entra no ciclo de Krebs para ser completamente oxidado, gerando grande quantidade de energia.

O metabolismo de carboidratos é complexo e envolve diversas vias interligadas que garantem o suprimento energético e a manutenção da homeostase glicêmica. Um dos monossacarídeos mais importantes para o corpo humano é a glicose, devido à sua centralidade no metabolismo energético.

Considerando os diferentes tipos de carboidratos, qual das seguintes moléculas é classificada como um monossacarídeo e é a principal fonte de energia para a maioria das células do corpo?

• Sacarose

• Maltose

• Amido

• Glicose

• Lactose

Answer explanation

A glicose é o monossacarídeo mais importante do metabolismo, servindo como principal fonte de energia para a maioria das células, especialmente neurônios e eritrócitos. Ela é a unidade fundamental de muitos carboidratos complexos e é mantida em níveis glicêmicos rigorosamente controlados.

A glicólise é uma via metabólica universal que ocorre no citosol de todas as células e é dividida em duas fases principais: a fase preparatória, que consome ATP, e a fase de pagamento (ou fase de rendimento), que produz ATP e NADH. O balanço energético final da glicólise difere dependendo se a análise considera apenas a produção líquida de ATP ou também as moléculas de NADH que podem ser convertidas em ATP posteriormente na cadeia transportadora de elétrons.

Considerando a fase de "pagamento" da glicólise, quais são os produtos diretos que representam o "lucro" energético líquido dessa via, desconsiderando a fosforilação oxidativa posterior do NADH?

• 1 ATP e 1 NADH por molécula de glicose

• 2 ATP e 2 NADH por molécula de glicose

• 4 ATP e 2 NADH por molécula de glicose

• 6 ATP e 2 NADH por molécula de glicose

• 2 ATP e 4 NADH por molécula de glicose

Answer explanation

A glicólise, a partir de uma molécula de glicose, consome 2 ATP na fase preparatória e produz 4 ATP e 2 NADH na fase de pagamento. Portanto, o saldo líquido direto da glicólise é de 2 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH. O NADH pode gerar mais ATP via fosforilação oxidativa, mas a questão se refere aos produtos diretos da glicólise.

A estrutura dos carboidratos varia amplamente, desde simples monossacarídeos até complexos polissacarídeos, e essas diferenças estruturais determinam suas propriedades físicas, químicas e seu papel biológico. O conhecimento sobre essas estruturas é fundamental para compreender a digestão, absorção e utilização metabólica dos carboidratos.

Qual das seguintes opções apresenta a correta classificação de um carboidrato e sua principal função ou característica?

• Sacarose: Polissacarídeo de reserva em plantas, formado por unidades de glicose.

• Glicogênio: Dissacarídeo presente no leite, composto por glicose e galactose

• Celulose: Polissacarídeo estrutural de vegetais, não digerível por humanos.

• Lactose: Monossacarídeo mais abundante na natureza, encontrado em frutas.

• Amido: Monossacarídeo simples, principal fonte de energia para células cerebrais

Answer explanation

Celulose: Polissacarídeo estrutural de vegetais, não digerível por humanos.

• Justificativa Pedagógica: A celulose é um polissacarídeo composto por unidades de glicose ligadas por ligações glicosídicas beta-1,4. Essas ligações não são hidrolisadas por enzimas digestivas humanas, tornando a celulose uma fibra alimentar importante, mas não uma fonte de energia direta.