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Biomoléculas

Alexandre Bussinger Lopes

01. Proteínas

As proteínas são as macromoléculas mais abundantes no ambiente e são polímeros sintetizados a partir de

aproximadamente 20 aminoácidos. São essenciais para diversos processos e têm diversas funções, dentre

elas:

Atividade Catalítica (enzimas) - ex.: amilase

Transporte de substâncias – ex.: hemoglobina

Papel estrutural – ex.: colágeno

Defesa do organismo – ex.: anticorpos

Sinalização/transmissão de mensagens (hormônios) – ex.: insulina

Armazenamento

Movimentação coordenada (proteínas contráteis) – ex.: actina e miosina

01.1) Aminoácidos

R (radical) varia em estrutura, tamanho e carga elétrica e

influencia diretamente na solubilidade do aminoácido e das

proteínas que constituirá.

C é chamado de carbono α e, determina a quiralidade dos

aminoácidos, já que tem quatro ligantes distintos, com exceção da

glicina, que possui R = H. Os aminoácidos naturais dos seres vivos são levógiros (L) e as reações celulares são estereoespecíficas.

Estereoisômeros enantiômeros

estereoisômeros: diferente desvio de luz / enantiômeros: imagens não superponíveis devido à quiralidade Obs: alguns peptídeos de parede bacteriana e alguns antibióticos usam aminoácidos dextrógiros (D).

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Os aminoácidos recebem classificações de acordo com as características de R:

Grupos R aromáticos;

Grupos R não-polares alifáticos;

Grupos R carregados positivamente;

Grupos R carregados negativamente;

Grupos R não-carregados, mas polares.

Obs.: Além dos 20 aminoácidos, proteínas podem conter resíduos alternativos criados por modificação de resíduos além de grupamentos prostéticos, porções não aminoácidas ligadas covalentemente às heteroproteínas ou proteínas conjugadas. Exs: protrombina (fator II- cascata de coagulação) – que contém carboxiglutamato e hemoglobina – que contém anéis heme.

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Os aminoácidos, em meio aquoso, podem se comportar tanto como ácido como base, o que define sua natureza anfótera, como mostrado na seguinte titulação:

Ex.: Glicina

O pK1 representa o pH onde 50% das carboxilas encontram-se protonadas e 50% dissociadas. K1 é a constante de dissociação do grupamento carboxila.

O pK2 representa o pH onde 50% dos grupamentos amino encontram-se protonados e 50% dissociados. K2 é a constante de dissociação do grupamento amino.

O ponto isoelétrico (pI) é o pH para o qual a molécula não conduz eletricidade (carga líquida

neutra). O aminoácidos em sua forma isoelétrica recebe o nome de zwitterion. Para α –

aminoácidos, temos:

pI = 1/2 (pK1 + pK2) pK1 < pK2

(A carboxila é ácida – doadora de próton – e, portanto, perde o H+ antes do grupamento amino)

Ordem de dissociação:

Carboxila da cadeia principal > carboxila do R > amino da cadeia principal > amino do R Em pH muito básico ou muito ácido, há acúmulo de muitos aminoácidos de mesma carga, o que

acaba por gerar repulsão e provoca a desnaturação protéica. Esta não ocorre para a estrutura primária – linear – pois a ligação covalente (peptídica) não é afetada por sua grande força. Interações mantidas por ligações iônicas, pontes de hidrogênio ou dissulfeto (estruturas secundária, terciária e quaternária) podem ser desfeitas, fazendo com que a proteína perca sua função.

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Titulação de aminoácidos com mais de uma carboxila ou mais de um amino:

Ex.: ácido aspártico

Ex.: lisina

Obs.: Os valores de pK variam para cada aminoácido.

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01.2) Peptídeos Os polímeros de aminoácidos apresentam grande variação de tamanho e peso molecular. Grandes moléculas recebem o nome de proteínas. A ligação peptídica, que une aminoácidos, é uma síntese por desidratação.

Níveis de organização estrutural das proteínas:

A estrutura tridimensional de uma proteína é determinada pela sua sequência de aminoácidos.

A função de uma proteína depende de sua estrutura.

Cada estrutura tem suas ligações características.

Estrutura Primária: Caracterizada pela formação de ligação peptídica entre os aminoácidos, o que determina sua rigidez e forma plana (os seis átomos do grupo peptídico situam-se no mesmo plano). As ligações peptídicas tem caráter de dupla ligação o que impede a rotação em torno dela, embora as ligações entre os outros átomos seja possível.

Estrutura Secundária: Início do dobramento da cadeia peptídica sem interação entre as cadeias laterais dos aminoácidos. As principais estruturas secundárias são: - alfa-hélice - folhas beta pregueadas - voltas ou dobras beta

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- α-hélice

3,6 resíduos por volta;

Grupamentos R voltados para o exterior;

Alfa-hélices presentes em proteínas espiralizam sempre no sentido anti-horário;

Altamente estáveis devido à presença de um grande numero de pontes de hidrogênio;

Estas pontes se estabelecem entre um determinado resíduo e o resíduo quatro posições à frente (CO-HN cadeias principais de aminoácidos diferentes);

O interior da hélice é muito empacotado. Seus átomos fazem contatos de van der Waals.

- Folhas β-pregueadas Forma distendida estabilizada por pontes de hidrogênio entre os grupos NH e CO de diferentes fitas, que podem ser paralelas ou anti-paralelas.

- Voltas ou dobras β Possuem variados tamanhos e formas irregulares e em geral, estão na superfície da molécula não formando pontes de hidrogênio entre os aa’s da alça, já que estes são, na maioria, aa’s hidrofílicos, polares, carregados e muito flexíveis, estando envolvidos na função das proteínas.

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Estrutura Terciária Obtenção da estrutura tridimensional; Forças que mantém a estrutura das proteínas:

- Pontes de hidrogênio - Interações hidrofóbicas lig. não-covalentes – podem ser afetadas por agentes desnaturantes - Interações iônicas - Forcas de van der Waals - Pontes de enxofre lig. covalentes – não são afetadas por agentes desnaturantes e, por isso, são (cisteínas) essenciais para a manutenção da estrutura terciária.

Motivos: arranjos estáveis de diversos elementos de estrutura secundária e das conexões entre eles. Domínios: combinação de motivos formando, em geral, estruturas globulares compactas. Proteínas multiméricas: possuem dois ou mais polipeptídeos associados de forma não-covalente. Resíduos: as unidades de aminoácidos nas cadeias peptídicas.

Estrutura Quaternária Uma proteína apresenta nível de organização quaternário quando possui mais de uma subunidade.

Classificação das Proteínas

Fibrosas (fornecem suporte, forma e proteção externa aos vertebrados). Ex.: colágeno

Globulares Exs.: albumina, enzimas.

Desnaturação proteica As proteínas podem ser desnaturadas pelo calor, variação de pH, por solventes orgânicos miscíveis em água, como álcool e acetona, por certos solutos como ureia e cloridrato de guanidino ou por detergentes. Nenhuma ligação covalente na cadeia polipeptídica é rompida com estes tratamentos. Após uma desnaturação, partes hidrofóbicas ficam expostas e várias proteínas se juntam para tentar proteger esta face lipossolúvel fazendo agregados que acabam por precipitar.

Adição de sais: a força de interação proteína-H2O é baixa e, portanto, a molécula tende a ser insolúvel (agregados de ligações proteína-proteína). A dissociação de sais, até certo ponto, aumenta a solubilidade proteica porém, depois, em altas concentrações, a competição como sal faz com que as proteínas se agreguem e precipitem.

Adição de solventes orgânicos: a capacidade de interação com as partículas do soluto com o solvente é chamada Constante Dielétrica. A de água com as proteínas é alta, no entanto a de solventes orgânicos como o etanol e a acetona, não, causando precipitação.

Variação de pH: acúmulo de cargas iguais, gerando repulsão entre os resíduos e desfazendo a estrutura terciária e quaternária.

Calor: aumento da cinética das moléculas, gerando muitos choques entre elas.

Detergentes: formação de miscelas.

Enovelamento proteico

Experimento de Anfinsen: após desnaturar uma proteína monomérica, observou-se que ela se regenerava e voltava a exercer a mesma função, mesmo podendo recombinar-se de n formas, o que levou os pesquisadores a concluírem que as diretrizes para o enovelamento encontram-se na estrutura primária.

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Paradoxo de Levinthal e hipótese cinética: Levinthal questionou as conclusões de Anfinsen já que o enovelamento até o estado nativo, se fosse feito de maneira aleatória, explorando todas as estruturas possíveis, demoraria muito tempo para acontecer. O cientista propôs a hipótese cinética defendendo a existência de compostos intermediários num caminho de enovelamento bem definido (folding pathway). A hipótese foi posteriormente questionada também.

Enovelamento proteico assistido: algumas proteínas não são capazes de se enovelar sozinhas e existem proteínas específicas para auxiliar estas, as chamadas chaperonas.

Correlações clínicas:

Anemia falciforme: ver Tecido Sanguíneo.

Príon

Surgida de mudanças conformacionais de proteínas. A proteína PrPC passa a assumir uma conformação diferente que apresenta grande propensão a sofrer agregação.

1. O príon fica ancorado na membrana dos neurônios; 2. A diferença entre a versão infecciosa e a celular está na maneira como os aminoácidos que formam essa proteína se organizam no espaço; 3. Na versão celular predominam as chamadas α-hélices; 4. Quando o animal é contaminado pela proteína príon infecciosa, diminuem as α-hélices e aparecem as folhas β-pregueadas, transformação induzida pelo príon. Patologias:

Doença da Vaca louca – Encefalopatia Espongiforme Bovina

Kuru

Doença Creutzfeldt-Jacob

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01.3) Enzimas Com exceção de uma pequenas classe de RNA com

atividade catalítica (ribosimas: RNAr catalítico), em sua grande maioria, são de fato proteínas. As enzimas são ótimos catalisadores, que aumentam em muitas vezes a velocidade das reações de que participam.

Zimogênio: enzima inativa que ainda necessita passar por clivagem.

As condições nas quais as reações catalisadas por enzimas ocorrem são compatíveis com a vida – temperaturas abaixo de 100ºC, pressão atmosférica e pH neutro, enquanto a catálise química geralmente requer temperaturas e pressões elevadas, além de pHs extremos. As reações enzimáticas apresentam alta especificidade. As reações enzimáticas podem ser reguladas por mecanismos que incluem : controle alostérico (enzimas que contêm sítios regulatórios onde ligam-se moduladores que interferem na afinidade pelo substrato), modificação covalente (fosforilação – quinases – ou desfosforilação – fosfatases) ou variações nas quantidades de enzima sintetizada etc.

Etapas Após a formação do produto a enzima não mais reconhece a molécula e a libera. Os estados de transição são menos estáveis do que a conformação molecular do substrato e do produto.

E+S → ES → EP → E+P E: enzima / S: substrato / P: produto

Reação exergônica: a energia livre de P é menor do que

a de S, de forma que a variação de energia livre da reação é

negativa (liberação de energia para o meio), o que favorece a

formação de P. Este tipo de reação espontânea é mais

presente em oxidações (degradação).

Reação endergônica: a energia livre de P é maior do

que a de S, de forma que a variação de energia livre da reação

é positiva (absorção de energia do meio), o que dificulta a

formação de P. Este tipo de reação não é espontânea e é

mais presente em reduções (síntese).

Existe uma barreira energética entre S e P, relacionada à formação de estado de transição, que pode envolver alinhamento de grupos reativos, formação de cargas instáveis, rearranjos de ligações etc. A diferença de energia entre o arranjo atômico do substrato e do estado de transição é chamada de energia de ativação.

Reações exergônicas → ATP → Reações endergônicas

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Os catalisadores funcionam aumentando a velocidade de reação, diminuindo a energia de ativação. Quanto maior a energia de ativação, mas lenta será a reação.

Mecanismo A interação da enzima com a molécula do substrato se dá na região

do sítio ativo - pequena porção da enzima formada a partir do enovelamento na sua estrutura terciária. A região apresenta resíduos de aminoácidos cujas cadeias laterais são capazes de interagir com o reagente e catalisar as transformações químicas que esta molécula irá sofrer.

Teorias para formação do complexo enzima-substrato

01) Teoria chave-fechadura – na qual a especificidade da enzima (fechadura) por seu substrato (chave) era decorrente da complementaridade geométrica de suas formas.

A hipótese da chave e fechadura não explicava exatamente a grande capacidade catalítica das enzimas.

Além disso, se a enzima contasse com uma conformação fixa, estabilizaria o substrato e não haveria reação, e, consequentemente, nem formação de produto.

02) Ajuste induzido – As mudanças conformacionais sofridas pela enzima levam à acomodação de grupos funcionais específicos em posições apropriadas, facilitando a interação com o substrato.

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Participação ou não de cofatores Apoenzima – não necessita de cofator para a catálise Holoenzima – necessita de cofator para a catálise

Cofatores: Grupamento prostético – está covalentemente ligado à enzima

- íons inorgânicos - coenzimas

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Fatores que podem interferir nas reações enzimáticas: 01) Temperatura – a cinética molecular aumenta e o choque entre as enzimas acaba por desestruturar as proteínas com atividade catalítica; 02) Variações de pH – se o pH do meio fica muito ácido ou muito básico as cadeias laterais das enzimas ficam com os resíduos com mesma carga e, por isso, repelem-se.

Cinética enzimática Estudo do mecanismo das reações catalisadas por enzimas depende da determinação das velocidades

das reações e de como ela são afetadas por diferentes parâmetros. É fundamental para a total compreensão do funcionamento das enzimas.

Efeito da concentração de substrato

Modelo de Michaelis-Menten

KM – constante de Michaelis Menten (relaciona a afinidade da enzima pelo substrato).

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Gráfico de Duplo Recíproco (Lineweaver-Burk)

Inibição Enzimática

Reversível

01) Inibição Competitiva

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02) Inibição não competitiva

03) Inibição Acompetitiva (o inibidor liga-se após a formação do complexo, aumentado a afinidade da

enzima pelo substrato).

Irreversível - Ocorre quando inibidores modificam quimicamente e inativam uma enzima.

Ex.: Aspirina

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Estratégias Regulatórias 01)Controle Alostérico 02) Estímulo e inibição por proteínas de controle 03) Modificação covalente reversível 04) Ativação proteolítica (Zimogênios)

Inibição Competitiva: = VMÁX / ≠ KM

Inibição Não Competitiva: ≠ VMÁX / = KM

Inibição Acompetitiva: ≠ VMÁX / ≠ KM

(quanto maior a concentração de inibidor, menor o valor de KM e maior a afinidade)

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02. Carboidratos

São as biomoléculas mais abundantes na natureza após a água e compõem moléculas como: ATP, DNA, RNA, coenzimas etc. Também chamados de sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares, são definidos, quimicamente, como cetoses (b) (polihidroxiacetonas) ou aldoses (a) (poli-hidroxi-aldeídos), ou seja, compostos orgânicos com pelo menos três carbonos, onde todos os carbonos estão ligados a uma hidroxila, com exceção de um, o carbono do grupamento aldeído ou cetona.

Fórmula Básica: [C(H2O)]n Carbonos anoméricos – carbonílicos (que formam a carbonila).

Os vegetais sintetizam os carboidratos a partir de CO2, água e energia luminosa. Os animais só obtêm através da alimentação substratos provenientes do metabolismo glicídicos para realizar processos como: - glicogênese – síntese de glicogênio - glicogenólise – síntese endógena de glicose a partir do glicogênio - gliconeogênese – síntese de glicose a partir de precursores não glicídicos (ács. Graxos, aminoácidos e lactato). 02.1) Funções:

Energética - principais produtores de energia sob a forma de ATP. - É para muitas células o nutriente preferencial (ex: neurônios e hemácias)

Estrutural - componentes importantes na constituição de estruturas celulares - Constituem a parede celular dos vegetais (celulose), o glicocálix (membrana plasmática) nas células animais – adesão célula-células e reconhecimento de substâncias. - Constituem a carapaça dos insetos e caranguejo (quitina - mucopolissacarídeo).

Reserva energética - vegetais – amido / animais – glicogênio 02.2) Metabolismo: ver Metabolismo de Carboidratos. 02.3) Classificação:

Monossacarídeos ou oses (carboidratos mais simples) - possuem de 3 a 7 carbonos:

3 carbonos – triose

4 carbonos – tetrose

5 carbonos – pentose

6 carbonos – hexose

etc Obs: Ocorrência mais comum – pentoses (ribose) e hexoses (glicose e frutose). Em solução aquosa, as hexoses e pentoses ciclizam-se formando aneís (somente 0,02% desses carboidratos são encontrados na forma linear – aberta). O anel com 5 vértices é chamado de furanose (mais predominante para a frutose) e o anel com 6 vértices é chamado de piranose (mais predominante para a glicose).

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Epímeros: isômeros que diferem em consequência de variações na configuração de -OH e -H ligados a um único átomo de carbono.

Epímeros do Carbono 2 Epímeros do Carbono 4

Esteroisômeros: Possuem a mesma forma estrutural, mas diferem na configuração espacial, devido a presença de átomos de carbono assimétricos. O número de isômeros possíveis de um composto depende do número de átomos de carbono assimétricos (n), e é igual a 2n. A orientação dos grupos -H e -OH, em torno do átomo de carbono adjacente ao átomo de carbono alcoólico primário terminal determina o isômero:

Posição da hidroxila: esquerda (L), direita (D). Obs.: A maioria dos monossacarídeos que ocorrem em mamíferos, são de configuração D e enzimas do metabolismo são específicas para essa configuração.

Ligação Glicosídica:

- Ligação entre carboidratos α: α (n→m) - Ligação entre carboidratos α e β: α,β (n→m) - Ligação entre carboidratos β: β (n→m) n e m: número dos carbonos ligantes (n: carbono anomérico)

Dissacarídeos São os carboidratos que por hidrólise formam duas moléculas de monossacarídeos. Açúcar redutor ou não redutor.

Obs.: Sacarose (sua hidrólise produz uma mistura de açúcar invertido) – frutose fortemente levógira. Ambas as extremidades redutoras são utilizadas para a formação da ligação glicosídica e a molécula se torna inerte.

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Oligossacarídeos - São carboidratos que, por hidrólise, formam de duas a dez unidades de monossacarídeos.

Polissacarídeos - São carboidratos que por hidrólise formam mais de dez unidades de monossacarídeos e podem ser lineares ou ramificados.

Amido: reserva de glicose nas células vegetais.

Dextrinas - são substâncias formadas durante a degradação do amido, quando a hidrólise atinge um certo grau de ramificação, são as dextrinas limites.

Glicogênio: reserva de glicose nas células animais. Cadeia ramificada (ligações α(1,4) e α(1,6))

Celulose – é o principal constituinte das plantas. Ligações β(1,4) Obs.: Não é digerido por mamíferos, devido à ausência de hidrolase que reconheça a ligação β.

Quitina – polissacarídeo estrutural importantes nos vertebrados (exoesqueleto de insetos e crustáceos).

Correlação Clínica:

Diabetes Mellitus Doença relacionada com o metabolismo de glicose causado por hiperglicemia disparada por condições associadas com uma relativa ou absoluta deficiência de insulina ou receptores para insulina deficientes. A persistência de um alto nível de glicose no sangue durante muito tempo pode causar lesões nos vasos sanguíneos, reduzindo a chegada de sangue nas extremidades. Esta redução da circulação pode enfraquecer a pele, contribuir para o aparecimento de ferimentos e dificultar a cicatrização dos mesmos. Além disso, o excesso de açúcar no sangue pode lesar os nervos, reduzindo a capacidade de sentir dor e pressão sobre os pés.

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03. Lipídeos

Os lipídeos se encontram distribuídos em

todos os tecidos, principalmente nas

membranas celulares e nas células de

gordura (adipócitos). Ao contrário das

outras classes de compostos orgânicos,

não são caracterizadas por algum grupo

funcional comum, existem diversos tipos

de moléculas diferentes que pertencem à

classe dos lipídeos. Embora não

apresentem nenhuma característica

estrutural típica, todas elas possuem

propriedades em comum.

Características Gerais:

Baixa solubilidade em água;

São solúveis em solventes apolares (éter, clorofórmio, benzeno);

Ricos em ligações carbono-hidrogênio (pouco heteroátomo);

Não são polímeros.

Embora os lipídeos sejam uma classe distinta de biomoléculas geralmente ocorrem combinados, seja

covalentemente ou através de ligações fracas, com membros de outras classes de biomoléculas, para

produzir moléculas menos lipossolúveis tais como glicolipídeos e lipoproteínas. Embora apresentem uma

estrutura química relativamente simples, as funções dos lipídeos são complexas e diversas, atuando em

muitas etapas cruciais do metabolismo e na definição das estruturas celulares.

Funções

Componentes das membranas celulares (fosfolipídeos e colesterol);

Reserva de energia (triglicerídeos);

Combustível celular;

Funcionam como isolante térmico sobre a epiderme de muitos animais (tecido adiposo);

Isolamento mecânico (proteção de células e órgãos);

Isolamento elétrico (presentes em grande quantidade nos tecidos nervosos);

Funções especializadas como vitaminas;

Sinalização intra e intercelulares (hormônios e prostaglandina).

Classificação

Lipídeos com ácidos graxos em sua composição: - Ácidos graxos - Triglicerídeos - Fosfoglicerídeos (fosfolípideos) - Esfingolipídeos (fosfolípideos) - Lipoproteínas

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Lipídeos sem Ácidos Graxos em sua Composição: - Esteróides - Terpenos - Vitaminas lipossolúveis 03.1) Ácidos Graxos Os lipídeos mais simples, que também são constituintes básicos de muitos lipídeos complexos. Quimicamente, são cadeias retas de hidrocarboneto terminado em um grupo carboxila (ácido fraco, com pKa com valor em torno de 4,5) em uma terminação e um grupo metila na outra. Contém números pares de átomos de carbono e variam de 10 a 24 carbonos sendo os mais comuns com 16 e 18 carbonos na cadeia. Molécula anfipática: que possui uma região polar e outra apolar. Ácidos graxos podem ser classificados como saturados e insaturados.

Ács. Graxos Saturados: não possuem duplas ligações e geralmente são sólidos à temperatura

ambiente. Presente em gorduras de origem animal.

Ács. Graxos Insaturados: possuem uma (monoinsaturados) ou mais (poli-insaturados) duplas ligações e geralmente são líquidos à temperatura ambiente. Os óleos de origem vegetal são ricos neste tipo de ácido graxo. Entre os poliinsaturados estão os ácidos graxos essenciais: Ômegas 3 e 6 são conseguidos apenas através da dieta e não são produzidos pelo organismo.

Obs.: Quando há mais de uma dupla ligação, estas são sempre separadas por pelo menos 3 carbonos e nunca são adjacentes.

Nomenclatura:

O nome sistemático do ácido graxo vem do hidrocarboneto correspondente: Exs: - Ác. graxo com 18 carbonos (C18) – ácido octadecanóico (hidrocarboneto – octadecano) – saturado.

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- C18 – ácido octadecenóico (ácido oléico) - 1 ligação dupla - C18 – ácido octadecadienóico (ácido linoléico) – 2 ligações duplas – ômega-6 - C18 – ácido octadecatrienóico (ácido linolênico) – 3 ligações duplas – ômega-3

Os Ács. Graxos tem seus carbonos numerados de 2 formas: 01. A partir da carboxila: Numeração Delta 02. A partir do grupamento metil terminal: Numeração Ômega

Isomeria: A isomeria de maior importância destes compostos é a Geométrica e só ocorre em ácidos graxos insaturados, já que este tipo de isomeria se dá em função de duplas ligações. Na natureza, a maioria dos ácidos graxos insaturados está presentes na forma cis,. Os ácidos graxos trans são sintetizados em grande maioria pela hidrogenação de óleos vegetais para sua estabilização e semi-solidificação pela indústria alimentícia. Há uma baixa concentração dessa gordura também em produtos de origem animais, resultantes da biohidrogenação dos ácidos graxos poliinsaturados por bactérias do rúmen de ruminantes.

(cis) (trans)

O ponto de fusão dos ácidos graxos aumenta com o aumento da cadeia, mas diminui com o aumento do número de insaturações. Isso ocorre porque a configuração "cis" das duplas ligações provoca uma dobra na cadeia, o que dificulta a agregação das moléculas.

Aspecto Nutricional das Gorduras Trans:

01.Elevam as concentrações de LDL num grau semelhante aos ácidos graxos saturados;

02.Diminuem as concentrações de HDL;

03.Competem com os ácidos graxos essenciais, inibindo as enzimas envolvidas nas síntese de

ácidos graxos polinsaturados de cadeia longa;

04.Aumentam os níveis de triglicerídios plasmáticos, associados com o aumento do risco de

doenças cardiovasculares.

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03.2) Triglicerídeos Os triacilgliceróis são lipídios formados pela ligação de 3 moléculas de ácidos graxos com o glicerol, um triálcool de 3 carbonos, através de ligações do tipo éster. São absolutamente hidrofóbicos, sem grupamentos polares. São também chamados de "Gorduras Neutras", triglicerídeos ou triglicérides. Os ácidos graxos que participam da estrutura de um triacilglicerol são geralmente diferentes entre si. A principal função dos triacilgliceróis é a de reserva de energia, e são uma das mais eficientes formas de estocagem. São armazenados, principalmente nas células do tecido adiposo. A reserva sob a forma de gordura é muito favorável para a célula por dois motivos: em primeiro lugar, por ser apolar, a gordura pode ser estocada de forma anidra (o glicogênio hidrata-se numa base de 3 g de H2O para cada 1 g de glicogênio) e, em segundo lugar, as gorduras são ricas em energia; na sua oxidação total são liberados mais do dobro da energia (9 kcal/g) que carboidratos (4 kcal/g).

Os triglicerídeos armazenados no adipócitos, quando induzidos por hormônios, clivam os ácidos graxos do glicerol e os estes primeiros são conduzidos pela albumina na corrente sanguínea até tecidos onde serão usados na síntese de ATP.

As gorduras absorvidas pelo intestino são empacotadas pelos quilomícrons, que entram nos vasos linfáticos e são conduzidos, junto à linfa, até a veia cava, onde são despejados na corrente sanguínea e rapidamente degradados, e seu conteúdo utilizado pelo organismo.

03.3. Fosfolipídeos - Fosfoglicerídeos: ésteres do glicerofosfato - um derivado fosfórico do glicerol. O fosfato é o grupo polar do fosfolipídio. A um dos oxigênios do fostato podem estar ligados grupos neutros ou carregados. As outras hidroxilas do glicerol estão esterificadas com ács. graxos. Os fosfoglicerídeos desempenham importante função na estrutura e função das membranas biológicas, pois são claramente anfipáticos. As membranas celulares são elásticas e resistentes graças às fortes interações hidrofóbicas entre os grupos apolares dos fosfolipídios. - Esfingolipídeos: a principal diferença entre os esfingolipídios e os fosfolipídios é o álcool no qual estes se baseiam: em vez do glicerol, eles são derivados de um amino álcool. São lipídios importantes também na estrutura das membranas biológicas. Formados por uma molécula de ácido graxo de cadeia longa, a esfingosina ou um de seus derivados, e uma cabeça polar alcoólica.

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03.4. Esteróides

Os esteróides são lipídios que não possuem ácidos graxos em sua estrutura. São derivados de um composto que consiste de quatro anéis aromáticos fusionados, o ciclopentanoperidrofenantreno. Se dividem em esteróis e terpenos.

- Esteróis: O principal exemplo é o colesterol. O colesterol é um esterol importante na estrutura das membranas biológicas, sendo um componente majoritário das membranas plasmáticas animais; enquanto que seu sistema de anéis fusionados lhe fornece uma rigidez maior do que outros lipídios de membrana. Ele também atua no transporte de gorduras do intestino para o fígado, músculos e tecido adiposo e como precursor na biossíntese de componentes biologicamente ativos, como hormônios esteróides (testoterona e progesterona, estrogênio e adrenocorticais), Vitamina D e sais biliares.

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- Terpenos: possuem unidades básicas de isoprenóides como. Como exemplo de terpenos temos Vitaminas E e K, Carotenóides (pigmentos fotossintéticos e vitamina A), Coenzimas (Q-ubiquinona), Óleos aromáticos de vegetais. 03.5. Lipoproteínas

São associações entre proteínas e lipídios encontradas na corrente sanguínea, e que tem como função transportar e regular o metabolismo dos lipídios no plasma. A fração lipídica das lipoproteínas é muito variável.

04. Nucleotídeos

Um único nucleotídeo é uma molécula composta por: 01) Um ou mais grupos fosfato; 02) um açúcar com cinco carbonos e 03) uma base nitrogenada. Obs.: a pentose e a base, sem o fosfato formam um nucleosídeo. Algumas de suas funções são: 01) Fazem parte da estrutura dos ácidos nucléicos

(DNA e RNA) e de moléculas energéticas (ATP e GTP); 02) Participam de processos de biossíntese (UDP-glicose e UDP-galactose); 03) Componentes essenciais das vias de transmissão de sinais – mediadores fisiológicos (AMPc, GMPc); 04) Compõem coenzimas (NAD+, FAD, NADP+, CoA)

Anormalidades Causadas pela Deficiência de Lipídeos

01.Baixa taxa de crescimento e perda de peso; 02.Falhas na ovulação e lactação e degeneração testicular; 03.Aumento da permeabilidade da pele e membrana celular; 04.Dificuldade de cicatrização de feridas; 05.Aumenta a suscetibilidade à infecções e perda de pelos.

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Estrutura São formados por bases heterocíclicas aromáticas contendo átomos de carbono e de nitrogênio:

purinas e pirimidinas.

Contêm um açúcar cíclico, D-ribose ou 2-desoxi-D-ribose:

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Contêm grupamentos fosfato:

Componentes do DNA: A=T(duas pontes de hidrogênio) G≡C (três pontes de hidrogênio).

Componentes do RNA: A/U e G/C.

Os nucleosídeos e os nucleotídeos existem em confôrmeros estáveis, não interconversíveis syn e anti, só podem ser interconvertidas pela ruptura e reformação da ligação glicosídica. Embora ambos ocorram na natureza, os confôrmeros anti predominam.

Intermediários do metabolismo de adenina e guanina: Hipoxantina e Xantina. Os derivados

metilados destes formam as purinas de plantas, por exemplo a 1,3,7-trimetilxantina (cafeína) e a 1,3-dimetilxantina (do chá).

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Análogos sintéticos que induzem efeitos tóxicos quando são incorporados em constituintes celulares específicos. Muitos desses efeitos resultam de um destes dois processos: 01) Inibição de enzimas essenciais para a síntese de ácidos nucléicos e 02) Incorporação do metabólito do análogo nos ácidos nucléicos, onde afeta o pareamento de bases.

Fontes de purina:

01) Síntese hepática “de novo” – a maioria dos nucleotídeos não é usada diretamente após a digestão.

Os ingeridos são metabolizados e o organismo sintetiza o que será usado.

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02) Via de Recuperação de nucleobases

03) Nucleosídeos exógenos ou endógenos.

No sangue, o ácido úrico apresenta-se na forma de urato de sódio (em pH fisiológico maior que 5,75)

Causas de hiperuricemia (↑[ác úrico] sanguíneo): 01) Redução da excreção renal (obstrução do trato renal); 02) Doenças com aumento do catabolismo de nucleoproteínas (Gota, Doença de Von Gierke) 03) Dieta muito rica em proteínas;

05. Vitaminas

Compostos orgânicos obtidos pela dieta ou pela produção na microbiota intestinal essenciais para a

manutenção da vida. Elas atuam como coenzimas e são particularmente importantes no metabolismo

energético, nas vias de síntese biológica e na proteção antioxidante.

Gota: caracterizada pela elevação de ác. Úrico no sangue e na urina devido a uma variedade de

anormalidades metabólicas que levam à superprodução de nucleotídeos de purina. Sintomas

clínicos devem-se a baixa solubilidade da molécula em meio aquoso (formação de cristais). O

diagnóstico utiliza a dosagem sanguínea, punção, biópsia e exame radiológico. A contraindicação

de alimentos ricos em proteínas no caso de hiperuricemia não se deve ao metabolismo proteico

em si, mas porque tecidos musculares são compostos por muitas células de grande núcleo (devido

à alta síntese proteica) e, portanto, disponibilizam alto teor de nucleotídeos que acabam por

aumentar a síntese de ác. úrico.

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Vitaminas Lipossolúveis

Vitamina Funções Deficiência

K Coagulação Sanguínea Hemorragias subdérmicas

A Visão, crescimento e

reprodução Cegueira noturna, lesões de vias respiratórias e digestivas

D Regulação no metabolismo

de cálcio e fosfato Raquitismo (crianças), deformações esqueléticas, atraso do

crescimento, osteomalácia, raquitismo renal e hipoparatireoidismo

E Antioxidante e envolvida na

reprodução Inibição de produção de espermatozoides, lesões musculares e

nervosas

Vitaminas Hidrossolúveis Vitamina Funções Deficiência

Tiamina (B1) Síntese de TPP Beribéri (perda de peso, problemas cardíacos,

disfunção neurológica)

Riboflavina (B2) Síntese de FAD Queilose e estomatite angular (lesões bucais),

dermatite Niacina (B3) Síntese de NAD+ e NADP+ Pelagra

Piridoxina (B6) Síntese e interconversão de

aminoácidos Depressão, confusão, convulsões, dermatite

Ác. Pantotênico (B5)

Síntese de CoA Hipertensão

Biotina (B7) Cofator para grupos enzimáticos

de carboxilação Anorexia, depressão, vômitos, náuseas, dermatite

Ác. Fólico (B9) Síntese de ácidos nucleicos Anemia, distúrbios do tubo neural na embriogênese

(espinha bífida e anencefalia) Cobalamina

(B12) Manutenção dos eritrócitos Anemia, anemia perniciosa, acidose metilmalônica

Ác. Ascórbico (C)

Síntese de colágeno Escorbuto (gengivas inchadas e sangrando,

hemorragias subdérmicas)

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05.1) Vitamina A

Os compostos de vitamina A são óleos amarelados ou sólidos praticamente insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos e óleo mineral. Os ésteres de retinil passam pelo processo de emulsificação, hidrolisados a retinol que é transportado através da membrana da mucosa para o interior da célula, para serem reesterificados pela proteína II de ligação ao retinol celular e empacotados em quilomícrons.

Armazenamento No fígado, as formas principais de armazenamento de vitamina A são os ésteres de retinil,

particularmente formados com palmitato.

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Fontes Dietéticas A vitamina A pré-formada é obtida de alimentos de origem animal, tais como: fígado, outros órgãos

formados por músculos e óleos de peixe. Outras fontes são nata, clara de ovos, creme de leite integral, manteiga e margarinas. Os carotenóides são obtidos de frutas e vegetais com pigmentos amarelo-alaranjados e de vegetais com folhas verdes.

Excreção Ocorre via fezes e urina, usualmente após a conjugação ou oxidação.

Funções Retinol e ácido retinóico atuam da mesma forma que hormônios esteroides. Quando o retinol é

captado pela CRBP, é transportado pela célula e se liga a proteínas nucleares, onde provavelmente está envolvido com o controle da expressão de determinados genes. O ácido retinoíco foi implicado na promoção da regeneração das extremidades de anfíbios e no controle da síntese de fosfolipídeos do pulmão. O retinal está ligado à visão.

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Deficiências Afeta principalmente recém-nascidos e crianças. Os fatores de risco incluem: Pobreza, baixo peso ao

nascer, condições sanitárias precárias, má nutrição, infecção e parasitismo. As características clínicas são alterações degenerativas nos olhos e na pele e dificuldade de adaptação ao escuro ou cegueira noturna(nictalopia). Efeitos mais sério são, xeroftalmia, na qual a conjuntiva se torna seca com pequenas placas cinzas com superfície espumosa e a queratomalácia, que causa ulceração e necrose da córnea.

Toxicidade Hipervitaminose A – excesso de ingestão ou como efeito colateral de terapia inapropriada.

Ocorre : (1) após o estoque hepático de retinol ou de seus ésteres excederem 3000mg/g de tecido, (2) após ingestão superior a 30.000mg/dia por meses ou anos ou (3) se as concentrações plasmáticas de vitamina A excederem 140 mg/dL. - A intoxicação crônica por doses altas e ingeridas por longos períodos é caracterizada por dores nos ossos e nas juntas, perda de cabelos, secura e fissura nos lábios, anorexia, hipertensão intracraniana benigna, perda de peso e hepatomegalia. 05.2) Vitamina K

O principal papel da vitamina K é exercido na modificação pós-traducional de alguns fatores da coagulação sanguínea.

Química As duas classes naturais principais de vitamina K são as filoquininas (tipo K1), sintetizadas por plantas, e

as menaquininas (tipo K2), de origem bacteriana. A vitamina K3 (menadiona), composto lipossolúvel sintético, é cerca de duas vezes mais potente biologicamente que as vitaminas K1 e K2. Não apresenta uma substituição na posição 3 da cadeia lateral, mas é convertida em menaquinona.

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Absorção No intestino delgado, depois de sofrer a ação da bile, é absorvida e incorporada aos quilomícrons.

Deficiências É incomum, pois quantidades adequadas são geralmente produzidas pelas bactérias intestinais ou a

partir da dieta. Se a população bacteriana no intestino diminui, por exemplo, pelo uso de antibióticos, a quantidade de vitamina formada diminui e pode causar hipoprotrombinemia, ocasinando sangramento. Nos recém-nascidos por possuírem intestino sem bactérias e pelo leite humano fornecer baixa concentração de vitamina K, é possível haver hipovitaminose K, e, por isso, logo após o parto, os bebês recebem uma injeção da substância.

Toxicidade A administração prolongada de doses elevadas de vitamina K pode produzir anemia hemolítica e icterícia no bebê, devido a efeitos tóxicos na membrana dos eritrócitos.

05.3) Vitamina E

Também chamado de tocoferol, é um antioxidante que atua como um sequestrador de oxigênio molecular e de radicias livres. Também tem um papel na respiração muscular. À temperatura ambiente é um óleo viscoso.

Fontes Dietéticas Oléos e gorduras , particularmente, óleos de germe de trigo e óleo de girassol, grãos e nozes. Carnes ,

frutas e vegetais contribuem pouco para o fornecimento de vitamina E. A vitamina E é destruída pelo processamento, incluindo congelamento e cocção (pós-cozimento);

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Absorção Na presença de bile, a vitamina E é absorvida no intestino delgado e excretada nas partículas de

quilomícrons. Seu armazenamento se dá no tecido adiposo e sua excreção junto à bile e à urina.

Funções (1) Funções neurológicas e reprodutivas; (2) Proteção de célula vermelha contra hemólise; (3) Prevenção de retinopatia em recém-nascidos prematuros (É um processo fibroso patológico que compromete a retina dos dois olhos da criança prematura. Está associada ao uso prolongado de oxigênio e baixo peso ao nascimento (as crianças prematuras com menos de 1.600 gramas são as mais suscetíveis); (4) Inibição de reações em cadeias de radicais livres da peroxidação de lipídeos.

Antioxidante natural mais importante : constitui a primeira linha de defesa contra peroxidação de ácidos graxos poliiinsaturados contidos em fosfolipídeos de membranas celulares e subcelulares.

Deficiências Associadas com disfunções relacionadas com absorção de gorduras, como: má absorção de lipídeos,

esteatorréia crônica, abetalipoproteinemia e doença hepática colestática. Os sinais de deficiência incluem: irritabilidade, edema e anemia hemolítica (são raros em crianças e adultos).

Toxicidade O excesso da ingestão de vitamina E é usualmente atingido apenas por suplementação na dieta e pode causar deficiência das vitaminas D e K, por competição pela absorção. Efeitos colaterais reversíveis como: Sintomas gastrointestinais, creatinúria elevada e inibição da coagulação sanguínea. 05.4) Vitamina D

As vitaminas D são de um grupo de esteróides que apresentam uma função do tipo hormonal. A molécula ativa (ativação via Raios Ultravioleta), 1,25- diidroxicolecalciferol, liga-se a proteínas receptoras intracelulares. O complexo 1,25-diOH-D3 -receptor interage com o DNA no núcleo de células-alvo de modo semelhante à vitamina A e estimula seletivamente ou reprime de modo específico a transcrição gênica. A ação mais proeminente do 1,25-diOH-D3 é a regulação dos níveis plasmáticos de cálcio e fósforo.

Fontes dietéticas Ocorre naturalmente em peixes gordurosos, fígado e clara de ovo. O ergocalciferol (vitamina D2) - encontrado em plantas O colecalciferol (vitamina D3) - encontrado em tecidos animais, são fontes de atividade de vitamina D pré-formada. As formas D2 e D3 não são biologicamente ativas, mas são convertidas in vivo na forma ativa da vitamina D.

Obs: O leite não é uma boa fonte, a não ser que seja fortificado artificilamente.

Ativação 01) A hidroxilação ocorre na posição 25 e é catalisada por uma hidroxilase específica, no fígado. O produto da

reação , 25-hidroxicolecalciferol é forma predominante da vitamina D no plasma e a principal forma de armazenamento.

02) O 25-hidroxicolecalciferol é posteriormente hidroxilado na posição 1 pela enzima 25-hidroxicolecalcifrol-1-hidroxilase específica, encontrada principalmente no rim.

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Funções - Manutenção de níveis plasmáticos adequados de cálcio:

01) Aumenta a captação de cálcio pelo intestino; 02) Minimiza a perda de cálcio pelo rim; 03) Estimula a reabsorção óssea quando necessários.

- No intestino estimula a absorção de cálcio e fosfato - Nos ossos, estimula a mobilização do cálcio e do fosfato a partir dos ossos por um processo que necessita de síntese protéica e da presença de PTH.

Deficiências 01) Raquitismo nutricional (desmineralização óssea) - ossos

flexíveis e maleáveis (em crianças) 02) Osteomalacia - desmineralização de ossos preexistentes

aumenta a suscetibilidade a fraturas (adultos). A deficiência é mais comum nas latitudes norte, pois menor síntese de vitamina D ocorre na pele como resultado da exposição reduzida à luz ultravioleta.

03) Raquitismo renal (osteodistrofia renal) - essa doença resulta de insuficiência renal crônica, diminuindo a capacidade de produzir a forma ativa da vitamina.

04) Hipoparatireiodismo - a ausência desse hormônio causa hipocalcemia e hiperfosfatemia.

Toxicidade É a mais tóxica de todas as vitaminas. Doses altas podem causar:

perda de apetite, náuseas e sede. Aumento na absorção de cálcio e reabsorção óssea resultam em hipercalcemia, que pode levar a depósitos de cálcio nos rins e artérias. 05.5) Ácido Fólico (Vit. B9)

Folato ou ácido fólico são termos gerais para uma família de compostos que funcionam como coenzimas em processamento de unidades de carbono. E essencial para a biossíntese de vários compostos. É a deficiência vitamínica mais comum nos EUA, principalmente entre mulheres gravidas e alcóolatras. É termolábil, o que a torna pouco acessível em dietas cujas preparações exigem cozimento das fontes, pois perde-se grande parte da vitamina.

Apenas as formas reduzidas são biologicamente ativas.

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Fontes dietéticas O folato é sintetizado por microorganismos e plantas superiores, mas não por mamíferos, para os quais é um

nutriente essencial, necessitando ser ingerido nos dos alimentos. Encontrada mais de 90% como poliglutamatos, principalmente em vegetais folhosos verdes como espinafre, couve, brócolis, e em vísceras como fígado e rim, e também em leguminosas e algumas frutas frescas.

Absorção Os folatos podem ser absorvidos ao longo de todo o intestino delgado, preferencialmente no jejuno.

Após a captação celular, a maior parte do folato é reduzida e metilada e entra na circulação como 5-metiltetraidrofolato, circulando frouxamente à albumina ou, em um grau inferior, a proteína de ligação ao folato de alta afinidade. A captação por determinadas células (rim, placenta e plexo coroide) ocorre por meio de proteínas de ligação ao folato associadas à membrana, como receptores de folato.

Reserva Uma vez dentro da célula, o 5- MTHF édesmetilado e convertido na forma poliglutamil pela

folipoliglutamato sintase, que ajuda a reter o folato dentro da célula. Para a liberação na circulação, os poliglutamatos são reconvertidos em monoglutamato hidrolase. O depósito de ácido fólico no organismo e da ordem de 5 a 10 mg, dos quais 50% estão no fígado.

Excreção A excreção biliar do folato tem sido estimada em cerca de 100mg/dia, mas muito dele é rabsorvido na

circulação entero-hepática. O folato no plasma livre de proteína é filtrado no glomérulo, e a maior parte é reabsorvida pelos túbulos renais proximais.

Funções Biossíntese de vários compostos (ácidos nucléicos e proteínas).

Deficiência 01) Anemia megaloblástica - causada pela diminuição na sóntese de purinas e timina, o que leva a uma

incapacidade da célula em produzir DNA, e sendo assim, não há divisão celular; 02) Defeitos do tubo neural em fetos:

02.1) A espinha bífida: uma das lesões congênitas mais comuns da medula espinhal é causada pelo fechamento incompleto da coluna vertebral. Quando isso acontece, o tecido nervoso sai através do orifício, formando uma protuberância mole, na qual a medula espinhal fica sem proteção. 02.2) Anencefalia: é um defeito do tubo neural (uma desordem envolvendo incompleto desenvolvimento do cérebro, espinha dorsal e suas coberturas de proteção). Anencefalia ocorre quando o fim "cefálico" ou de cabeça do tubo neural não fecha, enquanto resultando na ausência de uma porção principal do cérebro, crânio, e couro cabeludo. O tecido do cérebro restante esta frequentemente exposto, não coberto através de osso ou pele. A criança e normalmente surda, inconsciente, e incapaz de sentir dor. Ações reflexivas como respiração e respostas para soar ou toque pode acontecer. A causa da anencefalia ainda é desconhecida.

05.6) Tiamina (Vit. B1)

O pirofosfato de tiamina (TPP) é a forma biologicamente ativa da vitamina, formada pela transferência do grupo pirofosfato do ATP para a tiamina. O pirofosfato de tiamina serve como coenzima

na formação ou na degradação de -cetóis pela transcetolase e na descarboxilação oxidativa de - cetoácidos.

Fontes dietéticas Pequenas quantidades de tiamina e seus fosfatos estão presentes na maioria dos tecidos vegetais e

animais, mas as fontes mais abundantes são os grãos de cereais não refinados. O enriquecimento de farinhas e de produtos alimentícios derivados, sobretudo os cereais matinais, aumentaram

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consideravelmente a disponibilidade dessa vitamina. Necessidades adicionais ocorrem durante a gravidez e lactação.

Absorção No intestino delgado e transportada via porta até o fígado. Cerca da metade dos estoques corporais é

encontrada nos músculos esqueléticos, sendo o restante em maior parte distribuído entre o coração, fígado, rins e tecidos nervosos.

Deficiências Ocasionada por: 01) ingestão inadequada decorrente de dietas dependentes de grãos beneficiados e não enriquecidos,

como arroz e trigo; 02) ingestao de peixes crus contendo tiaminases microbianas; 03) o alcoolismo crônico geralmente leva a deficiência de tiamina causada pela redução da ingestão,

diminuição na absorção e estoques reduzidos e, clinicamente, pode levar a sindrome de Wernicke-Korsakoff.

Sinais clínicos da deficiência de tiamina envolvem, primariamente, os sistemas nervosos e cardiovascular. Nos adultos, os sintomas mais frequentes observados são: confusão mental, anorexia, fraqueza muscular, ataxia, paralisia, oftalmoplegia, edema, desgaste muscular, taquicardia e cardiomegalia. Em recém-nascidos, os sintomas aparecem repentinamente e são graves, usualmente envolvendo, falha cardíaca e cianose.

Beribéri É a doença resultante da deficiência de tiamina. É uma grave síndrome observada em áreas onde só o

arroz polido (carente de vitamina B1, presente na cutícula do arroz) faz parte da dieta. Provoca fraqueza muscular e dificuldades respiratórias. Uma de suas causa, o fungo Penicilliun citreonigrun (fungo encontrado no arroz), que através da liberação da toxina citreoviridina inibe sua absorção. Outras enzimas, encontradas em peixes de rio, também podem causar deficiência de B1. 05.7) Riboflavina (Vit. B2) É um componente essencial das coenzimas de flavina adenina dinucleotideo (FAD) e flavina mononucleotideo (FMN), que estão envolvidas em muitas reações de óxido/redução. As flavinas são termoestáveis, porém são sensíveis a luz.

Fontes dietéticas Fígado, rim, coração e leite. Muitos vegetais também constituem boas fontes mas os cereais

apresentam baixo teor de flavina. A maior quantidade de riboflavina da dieta é consumida como um complexo de proteínas dos alimentos com as coenzimas FMN e FAD.

Absorção Essas coenzimas são liberadas da associação não covalente a proteínas pela acidificação gástrica. A

vitamina é absorvida, primariamente pelo intestino delgado por um transportador saturável, de maneira rápida e proporcional a ingestão. Os sais biliares aparentemente facilitam a absorção. O transporte de flavinas pela corrente sanguínea humana envolve a ligação frouxa a albumina e forte a várias globulinas, particularmente imunoglobulinas. A captação de riboflavina pelas células dos órgãos é um processo que requer um carreador especifico em concentrações fisiológicas. Ocorre por difusão. A conversão de riboflavina a coenzimas ocorre no citoplasma das células da maioria dos tecidos, mas particularmente, no intestino delgado, fígado, coração e rim.

Funções

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As coenzimas de riboflavina são aptas a participar de processos de transporte de um ou dois elétrons e tem um papel central no acoplamento da via de oxidação de dois elétrons da maioria dos substratos para a transferência de um elétron da cadeia respiratória, estando assim, envolvidas na produção de energia, além de muitas outras reações.

Deficiência Caracterizada por dor de garganta, hiperemia, edemas de membranas da faringe e da mucosa oral,

queilose, estomatite angular, glossite (língua com coloração magenta), dermatite seborreica e anemia normocítica e normocrômica. 05.8) Niacina ou acido nicotínico (Vit. B3)

Precursora de coenzimas nicotinamida adenina dinucleotideo (NAD+) e nicotinamida adenina dinucleotideo fosfato (NADP+), coenzimas envolvidas na produção de energia.

Fontes dietéticas Levedura, carnes magras, fígado, aves, salmão enlatado , leite e diversos vegetais de folhas verde-

escuras.

Toxicidade Embora nenhum efeito toxico tenha sido associado a ingestão de niacina de alimentos naturais, o uso

de suplementos e doses farmacológicas de niacina, produziu efeitos adversos em alguns indivíduos. Dentre eles: náuseas, diarreia e vômito.

Absorção Os NAD+ e NADP+ da dieta são hidrolisados pelas enzimas da mucosa intestinal para liberar nicotinamida, que em

conjunto com qualquer ácido nocotínico, é rapidamente absorvida. A absorção pode ser por difusão facilitada dependente de Na+ em baixas concentrações e por difusão simples em altas concentrações.

Transporte e metabolismo Nicotinamida e a principal forma circulante no plasma, apos a absorção ou pela liberação do NAD hepático

hidrolisado, e depois se difunde na maioria dos tecidos que requerem NAD. Uma vez dentro das células, o ácido nicotinico e a nicotinamida são convertidos nas formas coenzimáticas. Nos tecidos, a maior parte da vitamina está presente como nicotinamida em NAD e NADP, embora o fígado possa conter uma fração significativa de vitamina livre. Existe um pequeno estoque na forma niacina.

Funções E essencial como as coenzimas NAD e NADP , nas quais a nicotinamida age como um aceptor de

elétrons ou doador de hidrogênio em um amplo número de reações redox.

Deficiência Pelagra: é uma doença humana clássica decorrente da deficiência da niacina e que tem sido

observada entre aqueles que têm principalmente uma dieta baseada em milho, que é pobre em niacina e triptofano. 05.9) Piridoxina (Vit. B6) São três as formas naturais de vitamina B6: piridoxal, piridoxina e piridoxamina. Essas são convertidas em piridoxal fosfato, que é requerido para a síntese, catabolismo e interconversão de aminoácidos.

Fontes Dietéticas É amplamente distribuída em tecidos animais e de plantas. Carnes, aves e peixes são boas fontes, assim

como leveduras, determinadas sementes, farelo e bananas.

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Absorção e armazenamento As vitaminas não fosforiladas são absorvidas pelas células da mucosa por difusão passiva. Nas células

intestinais e outras que necessitam de vitamina B6, a vitamina pode ser "aprisionada" metabolicamente nas formas fosforiladas pela enzima citoplasmática de piridoxal quinase.

Excreção O principal catabólico excretado na urina é o ácido 4-piridoxico (4-PA).

Toxicidade Suplemento oral contendo altas doses provocam efeitos neurotóxicos e fotossensibilidade.

Deficiência A deficiência de B6 isolada é incomum, sendo mais associada a déficits de outras vitaminas do

complexo B. Clinicamente, anormalidades eletroencefalográficas aparecem dentro de três semanas e as convulsões são comuns em indivíduos jovens deficientes de vitamina B6. Além disso, ocorrem mudanças na pele, incluindo dermatite. 05.10) Cianocobalamina (Vit. B12) Essencial à homeostase dos eritrócitos, refere-se ao grupo fisiologicamente ativo das cobalaminas ou corrinóides. São compostos de anéis tetrapirrólicos que circundam átomos centrais de cobalto e de cadeias nucleotídicas laterais ligadas ao cobalto e agem como coenzima para mais de 12 complexos enzimáticos.

Fontes dietéticas Um produto de síntese microbiana e, em

virtude das plantas não utilizarem essa vitamina, as principais fontes são: carnes e derivados, lacticínios, peixes e mariscos e cereais fortificados prontos para a ingestão.

Absorção e armazenamento. A captação de vitamina B12 a partir do intestino para a circulação é

um mecanismo complexo que envolve cinco moléculas de ligação à vitamina B12, receptores e transportadores. Uma das etapas utiliza o fator intrínseco secretado pelas células parietais do estômago e finalmente ela é absorvida no intestino e entra na corrente sanguínea. Quase a totalidade da substância é armazenada no fígado e, se em excesso, é excretada nas fezes, principalmente e pelos rins na urina, em menor quantidade.

Deficiências 01) Anemia perniciosa (anemia megaloblástica): A doença é mais

comumente resultado de uma destruição autoimune das células parietais gástricas, que são responsáveis pela síntese do fator intrínseco.

02) Pode levar a desordem desmielinizante do sistema nervoso central, queimação ou perda da sensibilidade nas extremidades, fraqueza, estado de confusão, paralisia, desorientação e demência.

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05.11) Biotina (Vit. B7) Também conhecida como vitamina H, funciona como grupo prostético (cofator não proteico) de

inúmeras reações de carboxilação.

Fontes dietéticas Fígado, rim, pâncreas, ovos, levedura e leite são fontes boas. Grãos de cereais, frutas, a maioria dos

vegetais e carnes são fontes pobres.

Absorção e armazenamento A maior parte de biotina da dieta esta associada a proteínas e é digerida por enzimas gastrointestinais

para produzir peptídeos de biotinil, que podem ser hidrolisados posteriormente pela biotinase intestinal, liberando a biotina. A avidina , proteína da clara de ovo crua, liga-se fortemente a biotina e evita a sua absorção. O carreador está localizado nas microvilosidades da membrana intestinal e transporta a biotina contra um gradiente de concentração do íon sódio. A biotina é depurada da corrente sanguínea, e captada por tecidos como o fígado, musculo e rins. Localiza-se nas carboxilases citossólicas e mitocondriais. Não foram relatados efeitos adversos da biotina quando ingerida até 300 vezes o que se ingere na dieta normal.

Deficiências A deficiência é rara, mas pode ser observada com consumo prolongado de clara de ovo crua, carência

de biotina ou pacientes com deficiência genética de biotinidase. Os sintomas incluem: anorexia, náuseas, vômito, glossite, palidez, depressão e dermatite. 05.12) Ácido Pantotênico (Vit. B5) É um componente da coenzima A (CoA) e é necessário para o metabolismo de gordura, proteína e carboidrato, via Ciclo do Ác. Cítrico (Ciclo de Krebs).

Fontes dietéticas Particularmente abundante em: alimentos de origem animal, legumes, grãos de cereais, gema de ovo,

rim, fígado e levedura.

Absorção e armazenamento A vitamina é absorvida como ácido pantotênico por um processo saturável (facilitado por um

transportador multivitamina dependente de sódio) em baixas concentrações e por difusão simples em concentrações altas. Após a absorção, o ácido pantotênico entra na circulação e é captado pelas células de uma maneira similar a sua absorção intestinal. A síntese de CoA é regulada pela enzima pantotenato quinase. Não existem relatos de efeitos adversos, com exceção de diarreia moderada ocasional, com doses orais elevadas de acido pantotênico, como, por exemplo, 20g/dia. A excreção se dá após a hidrólise de CoA.

Funções Tem dois papeis metabólicos principais: como parte da CoA e como grupo prostético da proteína

carreadora de acil (ACP).

Deficiências É raro acontecer, devido a extensa disponibilidade de acido pantotênico nos alimentos. Os sintomas

produzidos: irritabilidade, batimentos cardíacos acelerados no exercício, dormência e formigamentos nas mãos e nos pés, fraqueza dos músculos extensores dos dedos. 05.12) Ácido Ascórbico (Vit. C)

Participa como agente redutor de muitas reações bioquímicas de hidroxilação.

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Fontes dietéticas Frutas cítricas, melões, tomates, pimentas verdes, brócolis, couve e vegetais de folhas verdes. À

gestantes, lactantes e fumantes, recomenda-se uma maior ingestão da vitamina.

Toxicidade São relatadas irritações gastrointestinais acima de 4 g/dia. Outros efeitos adversos são: aumento de excreção de

oxalatos e formação de cálculos renais, aumento de excreção de ácido úrico, absorção excessiva de ferro e outras.

Absorção, transporte e metabolismo Ocorre em baixas concentrações, por transporte ativo dependente de sódio e, em altas concentrações,

por difusão simples. O ácido ascórbico absorvido move-se rapidamente das células intestinais para o sangue, por difusão facilitada. A captação de ascorbato é mediada por transportadores dependentes de sódio e do DHA por difusão facilitada por transportadores de glicose. A vitamina C é encontrada na maioria dos tecidos, mas os tecidos glandulares como pituitária, córtex adrenal, corpo lúteo e timo contém altas quantidades. A concentração total corporal de vitamina C é de 2g.

Excreção Cresce com o aumento da dosagem, as doses ingeridas acima de 500mg são excretadas quase

totalmente em 24 horas como ácido oxálico na urina.

Funções Age como cofator de diversas oxidases em processos nos quais promove a atividade enzimática pela

manutenção de íons metálicos no forma reduzida (particularmente ferro e cobre). É também o antioxidante mais efetivo em fluidos biológicos e é fisiologicamente importante na depuração de espécies reativas de oxigênio e de nitrogênio.

Deficiência

Links:

http://www.bioq.unb.br/index_br.php

Escorbuto:

O colágeno é a principal proteína responsável pela estruturação dos tecidos humanos.

Quimicamente ela é uma tripla hélice formada por grande quantidade de aminoácidos glicina,

prolina e lisina. Estes dois últimos necessitam da adição de hidroxila para formar a

hidroxiprolina e a hidroxilisina. O processo enzimático utiliza a vitamina C como cofator. A

diminuição da síntese do colágeno acarreta em hemorragias e fragilidade capilar, das unhas

etc.