BIOQUÍMICA CELULAR

Na composição química das células dos seres vivos, estudamos as substâncias inorgânicas e as substâncias orgânicas.

Inorgânicas - água e os sais minerais. Orgânicas - carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos. As substâncias orgânicas são formadas por cadeias carbônicas

com diferentes funções orgânicas.

ÁGUAÉ o composto mais abundante no interior da célula. Esta

quantidade varia em função da atividade celular, ou seja, quanto mais intensa a atividade desempenhada por uma célula, maior a sua quantidade nas células. Nos tecidos musculares, nos neurônios, nos pulmões e nos rins existe grande concentração de água, nos ossos, no tecido adiposo e na pele a concentração de água é baixa.

 Funções: solvente universal dos líquidos corpóreos veículo de transporte de íons e moléculas que passam através

da membrana celular, no intercâmbio entre o meio extracelular e o citoplasma

regulação térmica (manter a homeostase) ação lubrificante participação nas reações de hidrólise (reaçõesde decomposição sendo a água um dos reagentes) “matéria-prima” para a fotossíntese

“Um camelo pode perder 40% de água contida em seu organismo, devido a adaptações que incluem tolerância à desidratação. Isto favorece sua sobrevivência em regiões desérticas, onde a água é um fator limitante para a vida. No homem, a perda de cerca de 20% da água contida em sua célula pode acarretar a morte.”

 ÁGUA-VIVANeste celenterado, a quantidade de água no corpo representa 98% de seu peso

 Quanto maior a quantidade de água em um alimento menor o seu

teor calórico, como é o caso de frutas e verduras.

A falta de água (desidratação) no organismo pode causar: envelhecimento precoce, indisposição, cansaço, dores de cabeça e enxaquecas, pedra nos rins, inflamações diversas, colite, pele seca, cabelo seco, irritabilidade, insônia, falta de ar, sangramentos vaginais ou, no caso dos homens, impotência ou disfunções eréteis, diabetes.

As rugas são decorrentes de alterações epidérmicas e dérmicas, no processo de envelhecimento. Ocorrem devido à regeneração de fibras responsáveis pela sustentação e elasticidade da pele, diminuição da oxigenação e hidratação dos tecidos. A mão de uma criança revela maior percentual de água nos seus tecidos.

Como explicar tantas rugas no cãozinho jovem?

SAIS MINERAISSão compostos inorgânicos presentes no solo e não podem

ser produzidos por organismos vivos. Na ausência de sais minerais, as reações metabólicas seriam lentas e ineficientes, pois são essenciais para regular o nosso metabolismo energético.

Funções: • participam da estruturação dos ossos• integram reações como fotossíntese e respiração• controlam as contrações musculares e transportam oxigênio

para a musculatura.

Os principais sais minerais que fazem parte do metabolismo são: cálcio, cloro, cobre, cromo,

flúor, iodo, ferro, magnésio, manganês, molibdênio, fósforo, potássio, selênio, sódio e

zinco.

Importância dos sais minerais para o metabolismo:

Sais de cálcio → participam da constituição dos ossos e dos dentes, mecanismos de coagulação sanguínea e contração muscular. Os fosfatos de cálcio compõem o tecido ósseo, contribuindo para a rigidez dos ossos e fortalecimento dos dentes.Fonte: leite e seus derivados (queijo, iogurte), vegetais com

coloração verde escuro, legumes, peixes ósseos Sais de ferro → participam da constituição da hemoglobina, que

combinada com o gás oxigênio na respiração celular aeróbica, permite o transporte e a distribuição de gases para todas as células vivas do organismo.

Participam da constituição dos citocromos (substâncias transportadoras na fotossíntese e na respiração celular).

Fonte: fígado, vegetais verdes, ovo, feijão e legumes.

Sais de fósforo → participam da constituição do esqueleto, integram as moléculas de DNA e RNA (ácidos nucléicos) e são essenciais para o armazenamento e transferência de energia constituindo o ATP (trifosfato de adenosina).

Fonte: carne em geral e legumes.

A mulher grávida possui maior quantidade de oxigênio devido à presença do feto. Uma dieta rica em ferro aumenta a disponibilidade do complexo ferro-hemoglobina, facilitando o transporte de mais oxigênio, o que reduz a sua falta de ar.

É por isso que a dose extra de ferro alivia os sintomas de falta de ar em mulheres grávidas

Sais de iodo → participam da constituição dos hormônios da glândula tireóide. Aceleram o metabolismo celular e possuem papel importante no crescimento e desenvolvimento do organismo.

Fonte: sal de cozinha enriquecido com iodo.

BÓCIO ENDÊMICOResulta da deficiência de iodonos alimentos e na água. Esta deficiência prolongadadesenvolve uma diminuiçãona produção dos hormônios da glândula tireóide.

 

Sais de potássio → participam da osmorregulação nas células. Está presente na conformação dos fosfolipídios da membrana plasmática, bem como a transmissão dos impulsos nervosos.

Os sais de POTÁSSIO e de SÓDIO atuam no mecanismo de condução dos impulsos nervosos nos neurônios.

A deficiência de potássio no organismo ocasiona fraqueza muscular, desorientação e fadiga.

Fonte: frutas, verduras, legumes, batatas, grãos integrais

  Sais de magnésio → presente na molécula de clorofila e

proporcionam a captação de luminosidade. Atuam em reações enzimáticas no organismo.Fonte: banana, cereais, soja, legumes, frutos do mar e

hortaliças

Sulfatos → O enxofre é um elemento essencial para as proteínas, sendo constituinte de alguns aminoácidos, como a cisteína. É encontrado no solo em combinações de sais de sulfato, sulfetos e minério. Nas proximidades de vulcões, o enxofre é encontrado na sua forma original, razão pela qual há muitas unidades de exploração nestas regiões.

Fosfatos e carbonatos de cálcio → Possuem papel importante na produção de energia. A energia química do corpo é armazenada em combinações de fosfato de alta energia. São importantes na composição da substância intercelular do tecido ósseo e do tecido conjuntivo da dentina.

Flúor → forma ossos e dentes

Cloro → auxilia o equilíbrio hídrico corpóreo; forma o ácido clorídrico do estômago

Zinco → ajuda a manter o sistema imunológico sadio, facilita a cicatrização de machucados e recuperação de lesões. Fontes: carne, frango e peixe

  Selênio → elemento antioxidante e importante no

crescimento celular. O excesso desse elemento pode ocasionar intoxicação.

Fontes: frutos do mar, carnes, grãos, sementes

GLICÍDIOS (CARBOIDRATOS ou HIDRATOS DE CARBONO)

São compostos orgânicos formados de carbono, hidrogênio e oxigênio.

Atuam como fonte e reserva energética para o metabolismo interno (respiração, circulação) e externo (esforços físicos). O organismo armazena carboidratos no fígado, no músculo (glicogênio) e sangue (glicose).

Os glicídios podem ser classificados em:a)Monossacarídeos – são os glicídios mais simples,

apresentam entre 3  e 7 carbonos na molécula. Os nomes dos monossacarídeos são dados de acordo com o

número de átomos de carbono na molécula:Trioses – 3 carbonos / Tetroses – 4 carbonos Pentose -  5

carbonos Ex. ribose, desoxirriboseHexoses – 6 carbonos Ex. glicose, galactose e frutose C6H12O6

Heptoses – 7 carbonos 

FRUTOSE

b) Dissacarídeos - são moléculas formadas pela união de dois monossacarídeos.

c) Polissacarídeos - são moléculas grandes, formadas de centenas ou milhares de monossacarídeos

AMIDO – carboidrato de reserva dos vegetaisGLICOGÊNIO – carboidrato de reserva dos animaisCELULOSE – reforço da parede celular dos vegetaisQUITINA – polissacarídeo nitrogenado presente no exoesqueleto dos artrópodes e na parede celular dos fungosÁCIDO HIALURÔNICO – ligação entre células dos tecidos animais

Ao ingerirmos alimentos vegetais, a celulose não é digerida no organismo humano, sendo eliminada com as fezes. Apesar de não conseguirmos aproveitar as suas moléculas de glicose, a ingestão de fibras vegetais é fundamental na formação de um maior número de resíduos que estimulam a trajetória do bolo alimentar ao longo do intestino.

Os carboidratos são os macronutrientes responsáveis pelo fornecimento da maior parte da energia necessária ao organismo para a realização das atividades diárias. A recomendação da ingestão diária de carboidratos é de 50% a 60% do valor calórico total da dieta, onde metade da sua alimentação deve ser composta por este grupo, variando de acordo com a necessidade energética de cada indivíduo.

O que comer antes e depois de malhar?Para ganhar massa antes de uma atividade física,

é preciso ingerir carboidrato e proteína. Logo após o treino, o organismo precisa de carboidrato (fruta ou suco de fruta). No jantar, faça uma refeição rica em proteína, porque durante o sono liberamos hormônio de crescimento. Então, se tivermos proteína disponível, fazemos músculo enquanto dormimos. É importante não esquecer que, à noite, a necessidade energética está diminuída e o excesso de carboidratos é convertido em

triglicérides (um tipo de gordura).

LIPÍDIOSSão compostos orgânicos indispensáveis no metabolismo da água e

atuam como veículo de condução das vitaminas. Sua carência pode causar queda da temperatura corporal, dificuldade da metabolização das vitaminas e compromete o crescimento cerebral de crianças. Seu consumo excessivo pode causar obesidade e problemas cardiovasculares.

 Funções: fornecimento de energia para as células atuam como isolante térmico, evitando a perda de calor participam da composição das membranas celulares (fosfolipídios) favorecem reações químicas nos seres vivos através dos hormônios

sexuais, vitaminas lipossolúveis (A, K, D e E) e as prostaglandinas (derivadas dos ácidos graxos)

Por serem insolúveis na água, os lipídios podem ser mais armazenados no organismo do que os glicídios, estes retêm grande quantidade de água aumentando o volume e o peso

do corpo.

Tipos de lipídios:  GLICERÍDEOS (glicerol + ácido graxo) – são os óleos e

as gorduras. Os triglicerídeos são glicerídeos com três moléculas de ácido graxo incorporados ao glicerol.

CERÍDEOS – são as ceras. Podem ser encontradas na superfície de folhas, como na carnaúba; e de frutos, como a manga. Evitam a desidratação excessiva e impermeabilizam esses vegetais.

ESTERÍDEOS – O colesterol é um tipo de esterol encontrado no corpo humano, que participa da composição química da membrana celular e atua como substância precursora de hormônios sexuais (testosterona e progesterona)

No organismo, a origem exógena do colesterol ocorre pela ingestão de alimentos gordurosos e a origem

endógena ocorre pela sua fabricação no fígado, dentro do organismo.

O colesterol é necessário para construir e manter as membranas que revestem todas as células do nosso corpo, ajuda na fabricação da bile e é importante para o metabolismo das vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K) e formação dos hormônios sexuais.

Para ser transportado pela circulação, do fígado para os outros tecidos, o colesterol precisa estar ligado a uma proteína, originando as lipoproteínas. As principais lipoproteínas de transporte são: o HDL e o LDL. O LDL deposita-se nas artérias, podendo originar diversos problemas como: ataques do coração, AVC (ou derrame) e aterosclerose (acúmulo de placas de colesterol e outras gorduras no interior da parede de uma artéria).

O HDL é considerado o “bom colesterol”, níveis satisfatórios de HDL estão relacionados a um menor risco de desenvolver doenças cardiovasculares. Isso se deve ao fato desta lipoproteína atuar na remoção da gordura acumulada nos vasos.

70% do colesterol é fabricado pelo nosso corpo e sintetizados pelo fígado. Somente 30% é proveniente da alimentação. O colesterol é encontrado somente em alimentos de origem animal, suas principais fontes são leite integral, queijos, manteiga, creme de leite, miúdos de boi e aves (fígado, coração), biscoitos amanteigados, bacon, embutidos (salsicha, lingüiça), frios (salame, presunto), frutos do mar, gema de ovo e pele de aves.

A tão comentada gordura trans aumenta os níveis de LDL e diminui os de HDL.

Óleos vegetais derivados de fontes naturais (algodão, girassol, linhaça, milho, soja...) podem ser utilizados lubrificantes,

graxas, cosméticos, tintas, vernizes, plastificantes, defensivos agrícolas.

Gorduras Saturadas:Encontradas em carnes, manteiga, creme de leite, requeijão, banha, nata,

queijo amarelo, crustáceos, embutidos. Elevam o LDL (colesterol ruim) Gorduras insaturadas:São mais saudáveis e são encontrados na forma líquida como os óleos de

canola, soja, oliva, de milho e girassol, azeite de oliva, nozes e amêndoas. Diminuem a quantidade de LDL (colesterol ruim)

TriglicerídeosSão gorduras produzidas no fígado e circulam na corrente sanguínea pelo

VLDL e LDL. A taxa de triglicerídeos aumenta no sangue ao ingerirmos alimentos ricos

em gorduras e carboidratos, como o açúcar. Em excesso no sangue, o colesterol bom (HDL) diminui e o colesterol ruim (LDL) aumenta, aumentando os riscos de doenças cardíacas.

PROTEÍNAS

São os compostos orgânicos mais abundantes nas células. São conhecidos como alimentos plásticos, pois se destinam a formar nossos organismos e a substituir as perdas sofridas por eles. As proteínas que compõe os nossos corpos formam-se no interior de nossas células a partir dos aminoácidos, pequenos grupamentos atômicos obtidos em parte pela alimentação.São encontradas em todas as partes de

todas as células, com importância estrutural e funções celulares.

Os aminoácidos ou peptídeos, representam a menor unidade na estrutura de uma proteína. São formados por um grupamento carboxila (COOH), um grupamento amina (NH2) e radical que determina um tipo de aminoácido.

Ligação peptídica - união do grupo amina de um aminoácido com o grupo carboxila de outro aminoácido, havendo a perda de uma molécula de água.

Polímeros são macromoléculas formadas pela união de várias moléculas menores denominadas monômeros.

As proteínas são polímeros de aminoácidos (monômeros) e o amido é um polímero de glicoses (monômeros)

CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS:• PROTEÍNAS SIMPLES (HOLOPROTEÍNAS)Constituídas exclusivamente de aminoácidosEx: queratina, insulina, fibrinogênio e albumina

• PROTEÍNAS COMPLEXAS (HETEROPROTEÍNAS)Formadas pela união de uma proteína com um grupo

protético (de natureza não proteica)Exemplos:- Nucleoproteínas – proteínas + ácidos nucleicos (cromatina)- Glicoproteínas – proteínas + carboidratos (heparina e mucina)- Cromoproteínas – proteínas + pigmentos (hemoglobina e clorofila)

FUNÇÕES BIOLÓGICAS DAS PROTEÍNAS:a) Função Estrutural – participam da estrutura

dos tecidos.

Exemplos:• Queratina – proteína impermeabilizante

encontrada na pele, unhas e pelos• Colágeno – proteína resistente encontrada na

pele, ossos e tendões• Fibrinogênio – proteína sanguínea ligada ao

processo de coagulação• Actina e Miosina – proteínas contráteis,

abundantes nos músculos• Albumina – proteína sanguínea, relacionada com

a viscosidade do plasma

b) Função Hormonal – muitos hormônios tem natureza proteica.

Exemplos: • Insulina – atua na manutenção da

glicemia. Enquanto a insulina diminui a taxa de glicose no sangue, o glucagon atua aumentando o nível de glicose no sangue.A diminuição da insulina circulante provoca um acúmulo de glicose no

sangue• Ocitocina – induz as contrações uterinas

c) Função de Defesa

Os anticorpos são substâncias que defendem o organismo contra os antígenos, que são proteínas estranhas ao organismo, combinando-se a eles e neutralizando-os.

Os anticorpos são produzidos pelos linfócitos (tipos de leucócitos) a

partir de proteínas chamadas gamaglobulinas

d) Função Nutritiva

As proteínas servem como fonte de aminoácidos na alimentação dos animais.

O vitelo é uma proteínas nutritiva do embrião. Abundante em animais ovíparos.

Ovos oligolécitos possuem pouco vitelo, como é o caso dos mamíferos

vivíparos.

e) Função Enzimática – participam da regulação das reações biológicas

Exemplos:• Lipases – quebram os lipídios em ácidos graxos e

álcoois.• Descarboxilases – retiram grupamentos carboxila de

moléculas.• Hidrolases – participam de reações de hidrólise• Amilase salivar ou Ptialina – quebram o amido em

maltose (glicose+glicose). Encontrada na saliva e atuam em ph neutro

• Pepsina – atuam em meio ácido sobre as proteínas. No estômago sobre proteínas.

• Tripsina – rompem ligações peptídicas ao longo da cadeia de aminoácidos. Atuam em meio alcalino.

Escala de pH:

t

pepsina tripsina

ptialina

As enzimas são proteínas que catalisam ou aceleram reações biológicas.

Cada enzima reage especificamente sobre determinado substrato, não tendo atividade sobre outros.

Sacarose → glicose + glicose

Lipídio → ácidos graxos + álcoois

Fatores que influenciam a atividade enzimática:• Concentração da enzima• Concentração do substrato• Temperatura• pH

sacarase

lipase

Aumentando-se a temperatura, a velocidade da reação enzimática aumenta. A partir de uma certa temperatura, a velocidade começa a diminuir. Isto ocorre devido à desnaturação da enzima pelo excesso de calor.

QUESTÕES DESAFIO:01) Inmetro: ovo diet não alerta que contém lactose."O rótulo de um determinado ovo de Páscoa diet, além de não

informar sobre a presença de lactose, afirmava que o produto não continha açúcar. Segundo o fabricante, a lactose encontrada no ovo era proveniente do leite utilizado na confecção do chocolate e não adicionada aos ingredientes.“ (Adaptação - "O Globo", 2005)

A falta de informações precisas sobre a composição dos alimentos pode trazer complicações à saúde e, neste caso, principalmente à dos diabéticos, pois:

a) a lactose, após ser absorvida pelo intestino, é utilizada da mesma forma que a glicose.

b) a concentração alta de lactose acabará fornecendo elevado teor de glicose no sangue.

c) a lactose se prende aos mesmos receptores celulares da insulina, aumentando a entrada de glicose nas células.

d) os diabéticos não metabolizam a lactose, aumentando sua concentração sanguínea.

e) a lactose, após ser absorvida, estimula a liberação de glucagon, aumentando a taxa de glicose sanguínea.

02) Os adubos inorgânicos industrializados, conhecidos pela sigla NPK, contêm sais de três elementos químicos: nitrogênio, fósforo e potássio. Qual das alternativas indica as principais razões pelas quais esses elementos são indispensáveis à vida de uma planta?

a) Nitrogênio - É constituinte de ácidos nucléicos e proteínas; Fósforo - É constituinte de ácidos nucléicos e proteínas; Potássio - É constituinte de ácidos nucléicos, glicídios e proteínas.

b) Nitrogênio - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular; Fósforo - É constituinte de ácidos nucléicos; Potássio - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular.

c) Nitrogênio - É constituinte de ácidos nucléicos e proteínas; Fósforo - É constituinte de ácidos nucléicos; Potássio - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular.

d) Nitrogênio - É constituinte de ácidos nucléicos, glicídios e proteínas; Fósforo - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular; Potássio - É constituinte de proteínas.

e) Nitrogênio - É constituinte de glicídios; Fósforo - É constituinte de ácidos nucléicos e proteínas; Potássio - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular.

1) LETRA B2) LETRA C