BIOQUIMICA-COMPOSIÇÃO DOS SERES VIVOS

BIOQUIMICA CELULAR

 

É o estudo da composição química da célula. Os elementos químicos predominantes na matéria viva são carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, que representam cerca de 95% dos elementos encontrados no interior da célula. Os outros 5% se distribuem entre elementos como sódio, potássio, cloro, cálcio, ferro, magnésio, enxofre, fósforo e outros. Os elementos citados formam as mais diversas substâncias, que reagem entre si através de um conjunto de processos químicos. Ao conjunto de reações químicas que ocorrem em um organismo vivo denominamos metabolismo. As substâncias químicas presentes nas células podem ser divididas em dois grandes grupos: substâncias inorgânicas e substâncias orgânicas.

 

 

 

SUBSTÂNCIAS INORGANICAS

                                                                          ÁGUA

É a substância mais abundante encontrada no interior das células. A taxa de água nos organismos vivos varia em função de três fatores: atividade metabólica, idade e espécie.

a) Atividade Metabólica:
Quanto maior a atividade metabólica de um tecido, maior o teor de água.
Nos neurônios do córtex cerebral, a porcentagem de água é de cerca de 85%, enquanto nos adipócitos
(células que armazenam gordura), cerca de 20% do conteúdo celular é formado por água.

b) Idade:
Normalmente, o teor de água decresce com o aumento da idade. Um feto humano com três
meses de idade apresenta cerca de 94% de água, enquanto que em um indivíduo adulto o teor médio é de 65%.

c) Espécie: O teor de água nos organismos vivos varia de espécie para espécie. Na espécie humana, a
água representa cerca de 65% do peso, enquanto que nas águas-vivas o teor médio é de 98%.


As principais funções da água nos seres vivos são:

- É o principal solvente celular, dissolvendo grande parte de substâncias no interior do organismo.
Por esse motivo, é considerada solvente universal. O estabelecimento de um meio aquoso é fundamental para o metabolismo, já que todas as reações químicas nos organismos vivos ocorrem em solução.

- Participa da reações de hidrólise, ou seja, reações de quebra de substâncias através da água.

- Atua como regulador térmico nos animais homeotermos, animais que mantêm a temperatura do corpo constante, independente da temperatura ambiental. A evaporação da água na superfície da pele retira o excesso de calor do corpo, favorecendo a manutenção da temperatura.

- Atua como regulador ácido-básico, mantendo o pH mais ou menos constante. A concentração hidrogeniónica [H+] varia muito pouco nas reações que ocorrem em meio aquoso, favorecendo, assim, a manutenção do pH.

- Atua como veículo de substâncias (oxigênio, gás carbônico, nutrientes, excretas, etc.) que atravessam as membranas celulares, mantendo um intercâmbio entre os meios intracelular e extracelular. O estado de equilíbrio estabelecido através da água é denominado equilíbrio osmótico.

- Atua com lubrificante, exercendo importantíssimo papel na diminuição do atrito nas articulações e entre os órgãos.

SAIS MINERAIS

 

Desempenham as mais variadas funções no interior das células, sendo muito importantes para o perfeito
funcionamento celular. Os sais minerais são encontrados nos organismos vivos sob duas formas de ocorrência:

INSOLÚVEL E SOLÚVEL


a) Forma Insolúvel: Nessa forma, os sais minerais se apresentam como componentes da estrutura
esquelética. Os sais insolúveis são também denominados cristalinos e apresentam como importante
representante o fosfato de cálcio, presente nos ossos e dentes.


b) Forma Solúvel: Nessa forma, os sais minerais se apresentam dissolvidos em água e, assim, dissociados em íons. Os sais solúveis são também denominados íons minerais, exercendo importantes papéis no metabolismo. O quadro representado a seguir indica os principais íons minerais presentes nos organismos vivos e o seu papel biológico.

 

SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS

 

CARBOIDRATOS

Também conhecidos por açúcares, hidratos de carbono, glúcidos, glícidos e sacáridos, representam as
principais fontes de energia para o organismo. Observamos também que os carboidratos podem apresentar função estrutural quando fazem parte de estruturas celulares.
São constituídos principalmente por carbono ( C ) hidrogênio (H) e oxigênio (O), podendo também aparecer o nitrogênio (N) ou o enxofre (S).

 

Os carboidratos são divididos em três grandes grupos: Monossacarídeos, Dissacarídeos e Polissacarídeos.


a) MONOSSACARIDEOS: São os açúcares mais simples que não podem ser hidrolisados. Possuem fórmula
geral CnH2nOn, sendo que n varia de 3 a 7. Sua classificação é feita de acordo com o número de átomos de carbono que apresentam. Assim, temos:

 

As pentoses e as hexoses são os monossacarídeos mais importantes para os organismos vivos. As principais pentoses são ribose e desoxirribose, que apresentam função estrutural por entrarem na constituição dos ácidos nucleicos, enquanto entre as hexoses destacamos glicose, frutose e galactose, que apresentam função energética, já que constituem importantes fontes de energia para as células.

 

 

 

 

b) DISSACARIDEOS: São açúcares hidrolisáveis formados pela união de duas moléculas de monossacarídeos através de uma ligação denominada glicosídica, com liberação de molécula de água.

 

Os principais dissacarídeos são:

 

Maltose - Formada pela união de duas moléculas de glicose. Apresenta função energética, estando

presente no pão e na batata.

Sacarose - Formada pela união de uma molécula de glicose e uma de frutose. Apresenta função energética, estando presente na cana-de-açúcar e na beterraba.

 

Lactose - Formada pela união de uma molécula de glicose e uma de galactose. Apresenta função

energética, estando presente no leite.

Celobiose - Formada pela união de duas moléculas de glicose. Apresenta função estrutural, já que é um produto de degradação parcial da celulose, polissacarídeo integrante da parede celular dos vegetais.

c) POLISSACARIDEOS: São açúcares hidrolisáveis formados pela união de várias moléculas de monossacarídeos.

Os principais polissacarídeos são:

Amido - Formado pela união de várias moléculas de glicose, constitui a reserva energética dos vegetais. Encontra-se armazenado em grandes proporções em raízes tuberosas como a mandioca e caules tubérculos como a batata inglesa. A hidrólise total do amido forma moléculas de glicose, enquanto a hidrólise parcial produz moléculas de maltose.

Glicogênio - Formado pela união de várias moléculas de glicose, constitui a reserva energética dos
animais. Encontra-se armazenado sobretudo no fígado e nos músculos. A hidrólise total do glicogênio
forma moléculas de glicose, enquanto a hidrólise parcial produz moléculas de maltose.
Celulose - Formada pela união de várias moléculas de glicose, constitui um importante polissacarídeo com função estrutural. É o principal componente da parede celular dos vegetais. A hidrólise total da celulose forma moléculas de glicose, enquanto a hidrólise parcial produz moléculas de celobiose.
Além dos três exemplos de polissacarídeos mencionados podemos citar:

Heparina - Substância de ação anti-coagulante produzida por células do tecido conjuntivo propriamente dito denominadas mastócitos.

Quitina - Substância nitrogenada com função estrutural, presente na parede celular dos fungos e no
exoesqueleto dos artrópodos.

Ácido Hialurônico - Substância presente no material intercelular dos tecidos conjuntivos com função estrutural.

Em laboratório, os carboidratos podem ser identificados por diversas reações químicas. Nas reações com o iodo (teste do lugol), identificamos a presença do amido pela coloração azul ou roxa. Nas reações com o reagente de Benedict (reações de redução), identificamos monossacarídeos e alguns dissacarídeos.

PROTEÍNAS

São as mais abundantes substâncias orgânicas dos seres vivos, sendo definidas como polímeros de
aminoácidos. Assim, os aminoácidos são as unidades formadoras das proteínas.
Estrutura de um aminoácido

O radical é a porção variável de um aminoácido. Existem aproximadamente 20 aminoácidos diferentes, que
podem ser identificados pelo seu radical. Observe alguns tipos de aminoácidos:

Os aminoácidos são classificados em naturais e essenciais.

Aminoácidos naturais são aqueles que podem ser sintetizados pelos animais e vegetais, enquanto Aminoácidos essenciais só podem ser sintetizados pelos vegetais, sendo obtidos pelos animais através da alimentação. Assim, percebemos que os vegetais são capazes, ao contrário dos animais, de produzir todos os aminoácidos de que necessitam para a síntese de suas proteínas.


Ligação Peptídica

É o tipo de ligação que une os aminoácidos. Ocorre entre o grupo ácido de um aminoácido e o grupo amina de  outro aminoácido com liberação de uma molécula de água.

Cadeias formadas de aminoácidos são chamadas PEPTÍDEOS. Falamos em DIPEPTÍDEO quando o composto apresenta dois aminoácidos unidos por uma ligação peptídica. Se o composto é formado pela união de três aminoácidos, temos um TRIPEPTÍDEO.

Um maior número de aminoácidos unidos por ligações peptídicas forma um POLIPEPTÍDEO. O número de aminoácidos necessários à formação de uma proteína é muito divergente entre os autores. É certo que uma proteína é um polipeptídeo formado pela união de grande número de aminoácidos (alguns autores falam em mais de cinquenta, outros em mais de cem aminoácidos). Assim, toda proteína é um polipeptídeo, mas nem todo polipeptídeo é uma proteína.


O número de ligações peptídicas é sempre igual ao número de aminoácidos menos um, enquanto o número de moléculas de água liberadas durante a síntese é sempre igual ao número de ligações peptídicas.

Quando uma proteína é submetida a altas temperaturas e a variações de pH, ocorre a sua desnaturação .
A desnaturação é a perda total ou parcial das propriedades de uma proteína devido a modificações em sua estrutura.




CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEINAS

a) Proteínas Simples
Constituídas apenas por aminoácidos. Como exemplos temos insulina, queratina, albumina, colágeno, fibrinogênio, etc.

b) Proteínas Conjugadas
Constituídas por aminoácidos associados a uma outra substância de natureza não protéica denominada grupo prostético. Veja alguns exemplos.

PAPEL BIOLOGICO DAS PROTEINAS

As principais funções atribuídas às proteínas são:


a) Função Estrutural

Participam da estrutura dos tecidos. Como exemplos, podemos citar:

- QUERATINA: Presente na pele, cabelos e unhas.
- COLÁGENO: Presente nos tecidos conjuntivos.
- OSSEÍNA: Presente nos ossos.


b) Função Nutritiva
São utilizadas como fonte de aminoácidos.


c) Função Imunológica
Os anticorpos são proteínas (gamaglobulinas) produzidas pelo organismo para combater a ação do antígeno.
A reação antígeno-anticorpo é altamente específica, sendo que um certo anticorpo neutraliza somente o antígeno responsável pela sua formação.


d) Função Hormonal
Muitos hormônios são proteínas. Como exemplos, podemos citar a insulina produzida pelo pâncreas e os hormônios da tireoide.

e) Função Contrátil
Actina e miosina são proteínas que participam do processo de contração muscular.


f) Função Respiratória
A hemoglobina é uma proteína presente no interior das hemácias do sangue, responsável pelo transporte de gases.


g) Função Coagulante
A coagulação do sangue ocorre através de uma série de reações químicas envolvendo proteínas.


h) Função Enzimática
As enzimas são proteínas catalisadoras das reações químicas. Como exemplos, podemos citar a maltase, a amilase e a tripsina.

ENZIMAS

São biocatalisadores orgânicos de natureza protéica. O papel básico de uma enzima é diminuir a energia de ativação, aumentando, assim, a velocidade das reações químicas. Entende-se por energia de ativação a energia necessária para produzir a colisão intermolecular necessária para desencadear uma reação química.
Denomina-se substrato a substância que sofre ação da enzima, enquanto centro ativo ou sítio ativo é a
parte da enzima que se liga ao substrato.

Observe o mecanismo de ação enzimática representado ao lado. A partir dele podemos entender
claramente algumas propriedades das enzimas.

Propriedades das Enzimas

a) As enzimas são específicas. Para cada tipo de substrato existe uma enzima específica. Assim, a sacarase é uma enzima que catalisa a quebra da sacarose em uma molécula de glicose e outra de frutose, enquanto a amilase é uma enzima que catalisa a quebra de amido em moléculas de maltose.
 

b) As enzimas não são consumidas durante as reações químicas.
 

c) As enzimas atuam em ambos os sentidos na reação química, até certo ponto (atuação reversível).
 

d) As enzimas não modificam o produto das reações químicas.
 

e) As enzimas exigem um valor ideal de temperatura para que a velocidade da reação seja máxima. Observa-se que a cada 10OC de aumento de temperatura do meio em que a enzima atua, a atividade enzimática pode até triplicar. No entanto, existe um limite máximo para o aumento de temperatura, a partir do qual inicia-se o processo de desnaturação da enzima, que se torna irreversível, diminuindo sensivelmente a velocidade da reação. Esse limite, de maneira geral, situa-se em torno de 40oC. As enzimas são termolábeis, isto é, sensíveis a valores muito elevados de temperatura.

f) As enzimas exigem um valor ideal de pH para que a velocidade da reação seja máxima. Variações de pH levam à desnaturação da enzima, porém, ao contrário da desnaturação causada por altas temperaturas, apresenta caráter reversível, o que leva alguns autores a usarem o termo inativação enzimática.

 

Nomenclatura das Enzimas

Deve ser feita acrescentando-se o sufixo ASE ao nome do substrato. Veja alguns exemplos:

 

SUBSTRATO      ENZIMA

Lípido                   Lípase
Amido                  Amílase
Maltose                Máltase

 

No entanto, observamos que alguns nomes de enzimas não apresentam a terminação ASE, como ocorre com a pepsina, tripsina, etc.

 

 

 

 

LÍPIDOS

 

 

 

Também conhecidos por lipídeos, são substâncias orgânicas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos como clorofórmio, benzina e álcool. Não existe um conceito unificado para os lípidos, mas a maioria são ésteres de ácido graxo e álcool. Os ésteres são substâncias resultantes da reação entre um ácido e um álcool.

 

 

Classificação dos Lípidos
 

a) Lípidos  Simples

Constituídos apenas por ácido graxo e álcool. Os lípidos se subdividem em glicérides e cérides.

- GLICÉRIDES - O álcool é o glicerol. Como exemplo, temos as gorduras e os óleos.

- CÉRIDES - O álcool não é o glicerol, e sim um álcool superior de cadeia mais longa. Como exemplo,temos as ceras.



b) Lípides Conjugados

Constituídos por ácido graxo, álcool e uma outra substância. Os exemplos mais importantes são os
fosfolípides, que apresentam radicais fosfato, e os esfingolípides, que apresentam nitrogênio. Os fosfolípides são importantes por entrarem na constituição das membranas celulares, enquanto os esfingolípides são abundantes no tecido nervoso, estando relacionados ao aumento da velocidade de condução do impulso nervoso.

c) Lípidos Esteroides

Apresentam estrutura química muito diferente dos demais lípidos, fato que exige uma classificação à parte para o seu caso. Os principais esteroides são o colesterol e os hormônios sexuais (testosterona no homem, e progesterona na mulher). O colesterol é o precursor dos demais esteroides e o seu excesso pode ser nocivo à saúde, em função do seu acúmulo nas paredes internas dos vasos sanguíneos, dificultando a circulação do sangue.

 

AS PRINCIPAIS FUNÇÕES DOS LÍPIDOS SÃO:

 

a) Reserva Energética
Quando degradados, os lípidos  fornecem mais energia que os carboidratos. No entanto, os carboidratos representam as principais fontes de energia para o organismo, pelo fato de serem degradados antes dos lípidos.

b) Isolante Térmico
Nas aves e nos mamíferos, as gorduras acumulam-se no tecido adiposo, sob a pele, formando uma camada que dificulta a perda excessiva de calor para o ambiente. Em animais que vivem em clima frio, essa camada é muito mais desenvolvida.

c) Amortecedores
A proteção mecânica contra choques é desempenhada pelos lípidos.

d) Estrutural
Os lípidos participam da formação das membranas celulares e dão forma ao corpo.
 

e) Impermeabilizantes
As ceras exercem papel impermeabilizante em superfícies sujeitas à desidratação. A camada de cera é
muito desenvolvida em certas folhas e frutos e pode ser produzida por certos insetos, como as abelhas.

ÁCIDOS NUCLÉICOS

São definidos como polinucleotídeos ligados em cadeia. Por controlarem a atividade celular, são considerados as “moléculas mestras” dos seres vivos. Normalmente, encontram-se associados às proteínas, das quais constituem grupos prostéticos. Tais proteínas são denominadas nucleoproteínas.
Existem dois tipos de ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (ADN ou DNA) e ácido ribonucleico (ARN ou RNA).

 

Nucleotídeos
São as unidades formadoras dos ácidos nucléicos. Cada nucleotídeo é formado por:

a) Uma molécula de ácido fosfórico
b) Uma molécula de pentose
c) Uma molécula de base nitrogenada

 

 

 

 

Observa-se que o ácido fosfórico se liga à pentose que, por sua vez, se liga à base nitrogenada.

Existem dois tipos de pentoses que entram na constituição dos nucleotídeos: ribose, encontrada nos
nucleotídeos do RNA e desoxirribose, encontrada nos nucleotídeos do DNA.

 

 

Existem dois tipos de pentoses que entram na constituição dos nucleotídeos: ribose, encontrada nos
nucleotídeos do RNA e desoxirribose, encontrada nos nucleotídeos do DNA.

 

 

 

 

As bases nitrogenadas que entram na constituição dos nucleotídeos podem ser de dois tipos: púricas formadas
por dois anéis de átomos de carbono e nitrogênio e pirimídicas, formadas por um anel de átomos de carbono
e nitrogênio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VITAMINAS

 

São compostos orgânicos exigidos em doses muito pequenas pelos organismos e que atuam como reguladores biológicos na maioria das reações metabólicas. A maior parte das vitaminas atuam como coenzimas, ativando enzimas importantes para o metabolismo.
Uma dieta variada pode fornecer as vitaminas exigidas pelo organismo, em função da larga distribuição desses compostos em muitos tipos de alimentos.

Avitaminose se refere a uma carência total de determinada vitamina, enquanto hipovitaminose representa uma carência vitamínica parcial.

Algumas vitaminas são encontradas na natureza em uma forma precursora inativa denominada provitamina.

No interior do organismo, sob certas condições, a provitamina torna-se ativa, formando a vitamina propriamente dita. É o que ocorre com a vitamina A, encontrada na natureza como caroteno (provitamina A) e com a vitamina D, encontrada na natureza na forma de ergosterol (provitamina D).

De acordo com a solubilidade em água ou em lípidos, as vitaminas podem ser classificadas em dois grupos:

Vitaminas Hidrossolúveis - B e C

 

Vitaminas Lipossolúveis - A, D, E e K

Denominamos complexo B um conjunto de vitaminas hidrossolúveis obtidas quase que das mesmas fontes, desempenhando papéis biológicos muito semelhantes. São elas: B1, B2, B6, B12, PP, biotina, ácido pantotênico e ácido fólico.

 

 

 

 

 

 

PIRÂMIDE ALIMENTAR

                                                   

As pirâmides alimentares são esquemas gráficos que distribuem os vários tipos de alimentos e as proporções que devem ser ingeridas nas refeições de pessoas saudáveis, para ser usado como um roteiro para uma alimentação saudável. Os primeiros guias alimentares surgiram na década de 1970. Desde então, periodicamente surgem novos esquemas, adaptados aos hábitos e às necessidades de cada sociedade e aos avanços das pesquisas científicas.
A Pirâmide Alimentar foi criada para ajudar e a entender como equilibrar esses alimentos diariamente. Os alimentos são agrupados de acordo com as suas funções.


PIRAMIDE ANTIGA

Em 1992, o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (o UEDA), montou o primeiro esquema em forma de pirâmide. Nele, incentivava-se a ingestão de carboidratos - como massas, pães e cereais - em vez de gorduras
Essa pirâmide dividida em oito grupos que se localizavam entre quatro andares visava que o principal alimento a ser consumido deveria ser os carboidratos, seguido pelas frutas e hortaliças, em sequência leite e derivados junto com carnes e leguminosas e por fim no topo da pirâmide os alimentos que deveriam ser raramente ingeridos que eram doces e gorduras.
Sobre a pirâmide nos anos 90 chegou-se à conclusão que poderia ser prejudicial a saúde por vários motivos como declarar a gorduratotalmente prejudicial a saúde o que foi comprovado que alguns tipos como o azeite de oliva quando consumido em quantidade ideal melhoram a saúde.


EXEMPLO DA PIRAMIDE ANTIGA:




PIRAMIDE NOVA

Também conhecida como pirâmide funcional, ela é baseada em Alimentos reguladores ou seja, a dieta dela tem como objetivo a ingestão de vitaminas, sais minerais, fibras, etc. que melhorem o funcionamento de todo o organismo.
A base da pirâmide é formada por controle de peso e exercícios físicos. Um andar a cima alimentos integrais que esbanjam de fibras e óleos vegetais que contenham HDL. Subindo mais um andar encontramos vegetais e frutas que também fornecem fibras e vitaminas. No quarto andar achamos oleaginosas e leguminosas que são importantes fontes de vitamina, minerais e proteína mas em especial nesse andar temos os antioxidantes que previne algumas doenças. Peixes, ovos e aves formam o quinto andar, que é rico em proteínas e o ovo rico em colesterol. No 6 andar perto do topo, esta presente o suplemento de cálcio que pode vir de leite e derivados. E por fim no topo os grãos refinados ricos em carboidratos e a carne vermelha que contem gordura saturada.
Nessa organização podemos perceber que os alimentos foram melhores divididos, na pirâmide antiga os carboidratos ficavam na base, na nova esse grupo foi separado em dois e um deles fica na base e outro no topo, isso também ocorre com as gorduras.


EXEMPLO DA PIRAMIDE MODERNA:

NUTRIENTES (conceito)

NUTRIENTES

                                         fonte:web


Nutriente, são substancias não sintetizadas pelo organismo, em quantidades significativas e devem ser completadas pela dieta. É a parte do alimento que o organismo usa para:

• Construção/constituição dos tecidos
• Produção de energias no ser humano
• Crescimento e desenvolvimento saudável
• Proteção contra doenças ou patologias

Estão divididos em MACRONUTRIENTES e MICRONUTRIENTES


MACRONUTRIENTES

Hidratos de carbono
Gorduras, óleos ou lípidos
Proteínas e Fibras


MICRUNUTRIENTES

Vitaminas
Sais minerais
Água


IMPORTANCIA

Os nutrientes são importantes e insubstituíveis, uma vez que cada qual desempenha diferentes funções no organismo.. Os nutrientes dividem-se em grupos alimentares tal como se segue:

1. Energéticos (hidratos de carbono, lípidos e algumas proteínas)
2. Construtores ou de construção (proteínas alguns minerais e água)
3. Protetores, de proteção (vitaminas e sais minerais)


FUNÇÃO

Reguladora: regulam o mecanismo no organismo e permitem que outros nutrientes sejam aproveitados tais como as fibras, água, vitaminas e minerais




                                        

NUTRIÇÃO (uma breve introdução a história e conceito)

NUTRIÇÃO

A nutrição existe desde os primórdios da humanidade, pois esta descrito que ela existe antes mesmo

do aparecimento do ser humano na superfície da terra, isto é: muito antes do aparecimento de cristo.

Tanto é que 400ac Hipócrates o pai da medicina disse: "Deixe o alimento ser a sua medicina e a

medicina ser o seu alimento".

A introdução da ciência da nutrição teve o seu início no século XVIII, onde são conhecidas as causas

principais das doenças nutricionais.

A descoberta do papel biológico das vitaminas, sais minerais, ácidos aminados, e outros nutrientes

deu uma base cientifica aos conhecimentos empíricos até ai acumulados.



DEFINIÇÃO

é o estudo dos alimentos e de tudo o que acontece com os mesmos no nosso organismo. Estuda a

forma como os alimentos são produzidos, transportados, processados, manuseados/manipulados,

comercializados, preparados, distribuídos e consumidos.

Símbolo da Nutrição, fonte: web.imagens.

O QUE É SER UM NUTRICIONISTA?

Para ser um nutricionista, dietista, ou trabalhar em nutrição, é necessário conhecer os alimentos desde a produção a sua absorção e uso pelo organismo.

fonte imagem:web

O NUTRICIONISTA é a pessoa formada ou graduada em nutrição e que serve de educador ou conselheiro sobre os problemas relacionados com a nutrição.