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Questão 127 do ENEM 2019

2º dia · Ciências da Natureza · H9 · Biologia: Respiração celular

O 2,4-dinitrofenol (DNP) é conhecido como desacoplador da cadeia de elétrons na mitocôndria e apresenta um efeito emagrecedor. Contudo, por ser perigoso e pela ocorrência de casos letais, seu uso como medicamento é proibido em diversos países, inclusive no Brasil. Na mitocôndria, essa substância captura, no espaço intermembranas, prótons (\text{H}^+) provenientes da atividade das proteínas da cadeia respiratória, retornando-os à matriz mitocondrial. Assim, esses prótons não passam pelo transporte enzimático na membrana interna.

GRUNDLINGH, J. et al. 2,4-Dinitrophenol (DNP): a Weight Loss Agent with Significant Acute Toxicity and Risk of Death. Journal of Medical Toxicology, v. 7, 2011 (adaptado).

O efeito emagrecedor desse composto está relacionado ao(à)

  1. A
    obstrução da cadeia respiratória, resultando em maior consumo celular de ácidos graxos.
  2. B
    bloqueio das reações do ciclo de Krebs, resultando em maior gasto celular de energia.
  3. C
    diminuição da produção de acetil CoA, resultando em maior gasto celular de piruvato.
  4. D
    inibição da glicólise, resultando em maior absorção celular da glicose sanguínea.
  5. E
    redução da produção de ATP, resultando em maior gasto celular de nutrientes.
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Resolução comentada

Na respiração celular, a cadeia transportadora de elétrons bombeia \text{H}^+ da matriz para o espaço intermembranas. Isso cria um gradiente de prótons. Os prótons só voltam à matriz passando pela ATP-sintase, e é essa passagem que fornece a energia para produzir ATP (fosforilação oxidativa).

O DNP captura esses prótons no espaço intermembranas e os devolve à matriz sem passar pela ATP-sintase. Por isso, o gradiente se dissipa e a energia do fluxo de prótons é liberada como calor, em vez de ser usada para formar ATP.

Raciocínio passo a passo:

  1. Sem o gradiente, cai a produção de ATP.
  2. A célula precisa de ATP, então acelera o catabolismo de nutrientes (glicose, ácidos graxos) para tentar repor a energia.
  3. Mais nutrientes consumidos significa perda de massa, que é o efeito emagrecedor.

A cadeia respiratória não é obstruída: ela continua funcionando e até trabalha mais rápido. O ciclo de Krebs e a glicólise também não são bloqueados. O que cai é o rendimento em ATP, com maior gasto de nutrientes.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO DNP não obstrui a cadeia respiratória; ela continua funcionando, e o que se perde é o gradiente de prótons.
  • BO ciclo de Krebs não é bloqueado, e o gasto de energia não é a causa do efeito, mas consequência da baixa produção de ATP.
  • CO DNP não age sobre a produção de acetil CoA, e o consumo de piruvato não é o mecanismo descrito.
  • DA glicólise não é inibida pelo DNP; ela tende a aumentar, e a absorção de glicose não é o ponto da questão.

Assunto: Respiração celular.

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