Bioquimica Carboidratos, LipíDeos E ProteíNas

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Bioquimica Carboidratos, LipíDeos E ProteíNas

  1. 1. Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR Tecnologia em Processos Químicos 3º Período – 1º sem. 2010 B I O Q U Í M I C A BIOMOLÉCULAS: Carboidratos, Lipídeos e Proteínas Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  2. 2. Prefácio Esta apostila foi elaborada no intuito de auxiliar o aluno no acompanhamento da disciplina de Bioquímica, ministrada no terceiro período do Curso de Tecnologia em Processos Químicos, contemplando os principais conceitos sobre carboidratos, proteínas e lipídeos, que são biomoléculas do metabolismo energético. Esta apostila não substitui o estudo das bibliografias básicas recomendadas, consultas em livros na biblioteca, bem como o acompanhamento dos artigos recentes disponíveis na internet e cursos de atualização para quem pretende seguir nessa área. Profa. Dra. Janesca Alban Roman Tecnóloga em Alimentos roman.janesca@gmail.com (45) 9935-9101
  3. 3. Sumário Introdução a Bioquímica, 01 Fontes Energéticas, 03 Carboidratos, 08 Lipídeos, 31 Aminoácidos, 57 Síntese de Proteínas, 70 Proteínas, 75 Enzimas, 103 Avaliações 1º Nota (10,0) Avaliação escrita (9,0) Carboidratos e Lipídeos (4,0) ____/____ Aminoácidos, Proteínas e Enzimas (4,0) ____/____ Atividades (2,0) Mapa mental carboidratos (0,25) ____/____ Resumo lipídeos (0,25) ____/____ Síntese protéica (0,25) ____/____ Exercícios da apostila (1,25) ____/____
  4. 4. Bioquímica – Biomoléculas 1 INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA A bioquímica estuda a composição, a estrutura e as transformações das substâncias envolvidas na constituição e no funcionamento dos seres vivos. Os elementos que em geral participam da composição das moléculas de tais substâncias são: carbono, hidrogênio e eventualmente o enxofre e fósforo. São encontrados ainda, íons de muitos metais e de alguns não metais. A maior parte das moléculas envolvidas nos processos biológicos são maiores e mais complexas que as moléculas estudadas na química em geral. As interações entre essas biomoléculas são também mais complicadas, porém as propriedades físicas e químicas dessas substâncias dependem essencialmente da estrutura molecular das mesmas. Portanto, todo o estudo da “Bioquímica” está fundamentado nos conhecimentos básicos da Química Geral e Orgânica, tais como, a identificação de grupamentos. A Bioquímica é como o próprio nome indica a química da vida - ramo da ciência que faz a ponte entre a Química - estudo das estruturas e interações entre átomos e moléculas, e a Biologia - estudo das estruturas e interações das células e organismos vivos. A química dos organismos vivos é descrita em termos das biomoléculas (ácidos nucléicos, proteínas, enzimas, carboidratos, lipídeos), suas formas, funções biológicas e sua participação nos processos celulares, metabolismo. Visto que todos os seres são constituídos por moléculas "inanimadas", a vida é no seu nível mais básico um fenômeno bioquímico. Embora os seres vivos sejam muito diferentes ao nível macroscópico, verifica-se que exibem semelhanças muito pronunciadas ao nível da sua bioquímica, nomeadamente na forma que utilizam para guardar e transmitir a informação genética (no DNA), na série de reações que utilizam para produção de energia (ATP) e na síntese e degradação de blocos constituintes (biomoléculas) - as vias metabólicas. O metabolismo é, portanto, o conjunto de transformações que as substâncias sofrem no meio interno para suprir o organismo de energia (catabolismo, que produz energia na forma de adenosina trifosfato – ATP a partir da ingestão de alimentos), renovar suas moléculas (síntese de substâncias - anabolismo), garantindo o equilíbrio dinâmico. A Bioquímica constitui um tema de estudo unificante de todos os seres e da vida em si. Este é um campo altamente interdisciplinar, que já há muito deixou de ser apenas um estudo de várias reações químicas na célula e a elaboração de mapas metabólicos. Podem-se então definir alguns objetos de estudo centrais na bioquímica atual: a) Determinação das propriedades químicas e estrutura tridimensional das biomoléculas; b) Vias de síntese e degradação das biomoléculas; c) Mecanismos de regulação das inúmeras reações que ocorrem em simultâneo na célula e no organismo; d) Formas em como a informação é comunicada na célula e entre as células - vias de tradução de sinal; e) Expressão da informação genética, sua transmissão e atualmente na era pós- genomica, da seqüência genética à função (proteomica). Os conhecimentos bioquímicos nunca são estanques tendo elevada aplicabilidade nas áreas mais diversas, como a medicina e ciências da saúde, indústrias farmacêutica, alimentar e química. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  5. 5. Bioquímica – Biomoléculas 2 CRONOLOGIA DOS PRIMEIROS TRABALHOS... ônia: primeira síntese de um composto orgânico próprio dos seres vivos (Friedrich Wohler) -39: Esclarecimento da fermentação como sendo um processo catalítico (Berzelius, Liebig) o é devida à atividade da célula viva (L. Pasteur) 903: Isolamento do primeiro hormônio: a adrenalina (Jokichi Takamine) de (E C. Kendall) Subarrow) -44: Isolamento e esclarecimento da constituição do primeiro antibiótico de aplicação terapêutica, a penicilina (A. Fleming, H.W Florey & E.B. Chain) vital (DNA) (G. Avery) 8: Introdução da técnica de centrifugação como um método para o isolamento de componentes celulares (Scheider i Hoogeboom, Potter) Determinação da estrutura da insulina (F Sanger) -fosfato para a degradação da glicose (Horecker & Dickens) puros (Alfred Gierer i Gerhard Schramm) Monod Changeux) determinação da seqüência de um ácido nucléico (Holley e colaboradores) colaboradores) -cang & Wang Yu) -Hill) kenwith e colaboradores) distintos, um na Universidade Rockefeller (Merrifield & Gutte), e outro nos laboratórios Merck, Sharp & Dohme (Denkewalter & Hirschmann) Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  6. 6. Bioquímica – Biomoléculas 3 Quadro 1- Porque estudar bioquímica: sua importância e suas aplicações Tema Conteúdo Metabolismo intermediário Identificação dos diferentes tipos de substâncias constituintes dos alimentos e suas transformações no meio interno. Bioenergética Modo como o organismo obtém, armazena e utiliza a energia necessária às suas atividades. Renovação estrutural Modo como se processa continuamente a renovação químico-molecular do organismo, acompanhando a síntese e a degradação das substâncias no nível celular. Homeostasia Regulação do equilíbrio entre o meio interno e externo com emprego de enzimas, vitaminas e hormônios. Biologia molecular Continuidade da vida (reprodução, transmissão e expressão das informações genéticas). Dieta Manutenção da saúde através do suprimento de compostos essenciais, prevenção e controle de doenças. Exames laboratoriais Evidenciação, avaliação e interpretação das alterações do metabolismo através de exames de sangue, urina, etc. Antropologia Análise bioquímica de fragmentos fósseis e estudo molecular da evolução humana (hemoglobina). Medicina forence Estudo da fertilização assistida, disputas de paternidade (DNA); análise de fragmentos humanos para elucidação de crimes. Funções específicas Contração muscular, condução dos impulsos nervosos, permeabilidade das membranas. Fonte: Ferreira et al., 2005 FONTES ENERGÉTICAS A evolução das espécies se apóia em novas maneiras de se obter energia das mais variadas fontes para assim melhor aproveitar as matérias-primas que a natureza oferece aos seres vivos. Um grupo numeroso de seres vivos especializou-se em obter energia a partir da luz e mais uma série de compostos químicos que extrai da terra e do ar: são os autótrofos (fotossintetizantes, como os as plantas e o plancton), capazes de sintetizar suas próprias fontes energéticas. Acontece que esses compostos são sintetizados em tamanha quantidade que dificilmente é utilizado totalmente pelo autótrofo, sendo necessário armazená-lo em grandes quantidades (ex. o amido e os óleos das sementes) ou excretá- lo, como é o caso do oxigênio. Aproveitando-se desse "excesso" de alimentos outro grupo de seres vivos, os heterótrofos, especializou-se em obter a energia necessária para suas reações orgânicas alimentando-se dos seres autótrofos ou de seus dejetos (os decompositores). Existem, também, algumas moléculas indispensáveis para o funcionamento das células vivas que só são sintetizadas pelos autótrofos, como alguns aminoácidos e as vitaminas. Os autótrofos, por sua vez, também necessitam de matéria prima derivada dos heterótrofos como o gás carbônico e os produtos da decomposição de seus tecidos. O ato de obter substratos para as reações orgânicas básicas que ocorrem no interior das células dos seres vivos, em suma, constitui a alimentação. Apesar de as relações Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  7. 7. Bioquímica – Biomoléculas 4 bioenergéticas entre as biomoléculas serem fundamentais para a biologia celular, biomoléculas que não produzem energia de forma direta possuem funções chaves neste processo. A falta de alimentos, os tabus, as crenças alimentares e a diminuição de poder aquisitivo, são fatores que levam à nutrição inadequada. Uma dieta saudável pode ser resumida por três palavras: variedade, moderação e equilíbrio. A alimentação deve ser fornecida em quantidade e qualidade suficientes e estar adequada à necessidade do indivíduo. Para entendermos melhor o que significa uma alimentação adequada, precisamos saber a diferença existente entre alimentos e nutrientes. ALIMENTOS: são substâncias que visam promover o crescimento e a produção de energia necessária para as diversas funções do organismo. Alimentar-se: ato voluntário e consciente. NUTRIENTES: substâncias que estão presentes nos alimentos, e são utilizadas pelo organismo. Os nutrientes são: proteínas, carboidratos, gorduras, vitaminas e sais minerais. Nutrir-se: ato involuntário e inconsciente. Os alimentos são formados por macromoléculas que armazenam grande quantidade de energia nas suas ligações químicas. Basicamente, os nutrientes de origem alimentar são fornecidos pelos carboidratos (açúcares), lipídios (gorduras) e proteínas que possuem função primordial a produção de energia em nível celular. Outros nutrientes fundamentais à vida são as vitaminas, os minerais e as fibras. A água corresponde ao elemento químico em maior quantidade nos seres vivos (cerca de 70% do peso total) e é o solvente dos demais compostos químicos celulares. É, portanto, indispensável na alimentação. Na fotossíntese os vegetais utilizam a energia solar para converter gás carbônico e água em glicose, conforme a reação: 6 CO2 + 6 H2O  C6H1206 + 6 O2 A energia solar utilizada na fotossíntese permanece armazenada na forma de energia química nas ligações entre os átomos da molécula de glicose. No metabolismo animal, ocorre a queima ou combustão celular da glicose conforme a reação: C6H1206 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + 680 kcal/mol Obs: - Uma caloria, por conversão, é igual à quantidade de energia necessária para elevar 1ºC a temperatura de 1g de água. - 1 Kcal = 1.000 cal Dieta e Calorias: Os alimentos representam certa quantidade de energia armazenada. Chama-se valor calórico de um alimento à quantidade de energia (Kcal) armazenada em cada grama daquele alimento. De um modo geral, os valores calóricos dos alimentos são: - Carboidratos: 4 kcal/g - Lipídeos: 9 kcal/g - Proteínas: 4 kcal/g Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  8. 8. Bioquímica – Biomoléculas 5 Classificação dos alimentos Podem-se classificar os alimentos de várias formas, de acordo com o ponto de vista (composição, consistência, modo de preparo etc.). Do ponto de vista bioquímico, a melhor classificação diz respeito às suas propriedades biológicas: Energéticos: fornecem substratos para a manutenção da temperatura corpórea a nível celular, liberando energia para as reações bioquímicas. São os carboidratos, lipídios e proteínas. Os carboidratos são os alimentos energéticos por excelência (4,1 kcal/g), pois são diretamente sintetizados na fotossíntese dos autótrofos e todos os seres vivos possuem as enzimas necessárias para sua degradação. Os lipídios e as proteínas, apesar de possuírem poder energético igual ou superior mesmo aos carboidratos, apresentam outras funções no organismo e são absorvidos após a absorção dos carboidratos, sendo utilizados, secundariamente, como produtores de energia, apesar do alto poder calórico (9,3 kcal/g dos lipídios e 4,1 kcal das proteínas). Os lipídios são os principais elementos de reserva energética uma vez que são primariamente armazenados nos adipócitos antes da metabolização hepática. Estruturais: atuam no crescimento, desenvolvimento e reparação de tecidos lesados, mantendo a forma ou protegendo o corpo. São as proteínas, minerais, lipídios e água. Reguladores: aceleram os processos orgânicos, sendo indispensáveis ao ser humano: são as vitaminas, aminoácidos e lipídios essenciais, minerais e fibras. ATIVIDADES 1) Como esses valores, poder-se-ia calcular, por exemplo, qual a quantidade de energia contida numa refeição que conste de 60g de proteína, 20 g de gorduras e 500g da carboidratos: 2) Por outro lado, sabendo que a necessidade calórico-protéica-diária de um homem adulto é de 70g de proteína e 2.400 kcal, como poderia ser distribuída a sua dieta, sabendo-se ainda que deve conter, no máximo 30g de gorduras? 3) Para finalizar, calcule o conteúdo calórico de um litro de leite, sabendo que ele contém: 48g de carboidratos, 31g de proteína e 32 g de gordura. 4) Atividade prática. Rótulo de alimentos ! (Slides pg.6 e 7) Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  9. 9. Bioquímica – Biomoléculas 8 CARBOIDRATOS Definição: Os carboidratos são substâncias orgânicas contendo fundamentalmente carbono, hidrogênio e oxigênio. São carboidratos as substâncias comumente denominadas de açúcares ou amiláceos. Os carboidratos são também chamados de sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares. Na sua forma mais simples, sua fórmula geral é CnH2nOn (1:2:1). Variam de açúcares simples contendo de três a nove átomos de carbono até polímeros muito complexos. Quimicamente são polihidroxi-aldeídos ou polidroxi-cetonas ou substâncias que liberam esses compostos por hidrólise. Figura 1- Estrutura de um poliidroxialdeído comparado a de uma polihidrocetona A oxidação dos carboidratos é a principal via metabólica de liberação de energia em muitas células não fotossintetizantes (heterótrofas). Eles são essencialmente combustíveis para uso imediato dos tecidos animais, e o corpo os armazenam em pequenas quantidades. São muito solúveis em água, hidrofílicos, e guardá-los significa retenção de água, o que é conveniente apenas até certo limite. Senão vejamos os seguintes dados: um indivíduo de 70kg de peso que fosse armazenar a quantidade de energia equivalente a 10Kg de gordura, na forma de glicogênio, pesaria, em vez dos 70Kg, 120Kg. Grande parte dos 50Kg a mais seria devida á água de hidratação. Funções: a) energética: são as fontes primárias de produção de energia sob a forma de ATP, cujas ligações ricas em energia (±10 Kcal) são quebradas sempre que as células precisam de energia para as reações bioquímicas. É a principal função dos carboidratos, com todos os seres vivos (com exceção dos vírus e algumas bactérias) possuindo metabolismo adaptado ao consumo de glicose como substrato energético. Recomenda-se que cerca da metade da energia diária, seja fornecida na forma de carboidratos (50-55%). b) estrutural: a parede celular dos vegetais é constituída por um carboidrato polimerizado - a celulose; a carapaça dos insetos contém quitina, um polímero que dá resistência extrema ao exo-esqueleto; as células animais possuem uma série de carboidratos circundando a membrana plasmática que dão especificidade celular, estimulando a permanência agregada das células de um tecido - o glicocálix. Ou seja, componentes estruturais das células e tecidos. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  10. 10. Bioquímica – Biomoléculas 9 c) reserva energética: nos vegetais se apresenta na forma de amido e nos animais na forma de glicogênio. Ambos são formados unicamente por glicose, unidas por ligações glicosídicas. d) síntese: como fonte de átomos de carbono para a síntese de outros compostos celulares. Também podem fazer parte de outras moléculas, como o ATP e o DNA, por exemplo. Além de atuar como grupo prostético de proteínas muito especializadas (enzimas). Classificação: Com base no tamanho, existem três principais carboidratos, monossacarídeos, oligossacarídeos ou polissacarídeos. A palavra “sacarídeo” é derivada do grego, sakkharon, e significa açúcar: - Monossacarídeos: Os monossacarídeos constituem de uma única unidade de pollidroxialdeído ou pollidroxicetona. São compostos que não podem ser hidrolisados a formas mais simples. Possuem de 3 a 9 átomos de carbonos na cadeia: - trioses (3C): gliceraldeído e diidroxiacetona, esterificados a um fosfato, são intermediários obrigatórios no gasto da glicose, galactose e frutose por todas as células vivas (no fenômeno denominado de glicólise). - tetroses(4C): eritrose, participa do processo chamado via das pentoses, bem como do processo de biossíntese de glicose nos vegetais (ciclo de Calvin). - pentoses (5C): possuem 5 átomos de carbono e fazem parte de elementos estruturais (ácidos nucléicos e coenzimas), como a ribose e desoxiribose. A ribose também aparece como constituinte de algumas vitaminas. - hexoses (6C): possuem 6 átomos de carbonos: glicose, frutose, galactose, são açúcares simples, comuns em alimentos e são os monossacarídeos mais importantes do ponto de vista energético (Quadro 2). GLICOSE: também denominada dextrose, é encontrada em frutas, milho, xarope de milho, mel, etc. É o produto principal formado pela hidrólise de carboidratos mais complexos na digestão e a forma de açúcar encontrada na corrente sanguínea. É oxidada nas células como uma fonte de energia e armazenada no fígado e músculo na forma de glicogênio. Sob condições normais, o sistema nervoso central pode usar a glicose como a principal fonte de energia. Como a glicose não requer digestão, pode ser administrada via endovenosa a pacientes que não podem ingerir alimentos, sendo assim usada imediatamente pelas células como fonte de energia. Desta forma, a glicose é o monossacarídeo mais importante, porque ela é a forma essencial de circulação dos carboidratos no sangue e a fonte glicídica primária de energia metabólica. FRUTOSE: é um isômero da glicose. Também pode ser denominada levulose ou açúcar da fruta, é encontrada junto com a glicose e a sacarose no mel e frutas. A frutose é o mais doce dos açúcares. Juntamente com a glicose, forma o dissacarídeo sacarose. GALACTOSE: não é encontrada na forma livre na natureza, mas é produzida a partir da lactose (açúcar do leite) pela hidrólise no processo digestivo. É um isômero óptico da glicose, formada nas glândulas mamárias a partir da glicose. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  11. 11. Bioquímica – Biomoléculas 10 Quadro 2: Monossacarídios (hexoses) mais importantes do ponto de vista energético Galactose Glicose Frutose H H H C1 = O C1 = O H – C1 - OH H – C2 - OH H – C2 - OH C2 = O HO – C3 - H HO – C3 - H HO – C3 - H 0H – C4 - H H – C4 - OH H – C4 - OH H – C5 - OH H – C5 - OH H – C5 - OH H – C6 - OH H – C6 - OH H – C6 - OH H H H 6CH2OH 6CH2OH 6CH2OH 6CH2OH 6CH2OH HOH2C1 O 6CH2OH C5 O H C5 O H HO H C2 C5 H H C4 C1 C4 C1 OH H OH H OH H HO H H OH OH C3 C4 C3 C2 HO C3 C2 H OH H OH H OH CH2OH O CH2OH O HO O HOH2C CH2OH OH OH HO OH OH HO OH OH OH OH Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  12. 12. Bioquímica – Biomoléculas 11 Ligação Glicosídica: Para formar dissacarídeos, trissacarídeos ou mesmo polissacarídeos, é necessário que os monossacarídeos se unam entre si. A ligação é chamada glicosídica e se faz entre duas hidroxilas: uma do carbono anômero de um monossacarídeo com qualquer outra do monossacarídeo vizinho, com eliminação de uma molécula de água. Figura 2 – Ligação glicosídica - Oligossacarídeos: Os oligossacarídeos são constituídos de cadeias contendo unidades de monossacarídeos (variam de 2 até 10 unidades) unidas entre si por ligações glicosídicas. - Dissacarídeos: São formados por duas moléculas de monossacarídeos ligados entre si por uma ligação glicosídica. São três os mais comumente encontrados nos alimentos, sendo constituídos por pelo menos uma molécula de glicose (Figura 3): Sacarose = glicose e frutose. Maltose = glicose e glicose. Lactose = glicose e galactose. Figura 3 – Dissacarídeos mais comumente encontrados nos alimentos. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  13. 13. Bioquímica – Biomoléculas 12 SACAROSE: é formada pela ligação -1,2 entre uma glicose e uma frutose. É o açúcar de uso comum. É encontrada principalmente na cana-de-açúcar, açúcar de beterraba, melaço e xarope de milho assim como em frutas, vegetais e mel. É muito solúvel e por hidrólise produz quantidades iguais de glicose e de frutose. MALTOSE: é formada pela ligação 1,4 entre duas moléculas de glicose. Não é comumente encontrada na forma livre na natureza, apenas em grãos em germinação (malte de cevada), no entanto é o principal produto da hidrólise do amido. É menos doce que a sacarose, e muito solúvel em água. É utilizada em “fórmulas” para alimentação infantil. É gerada durante a digestão por enzimas que quebram grandes moléculas de amido em fragmentos de dissacarídeos, que podem então ser quebrados em duas moléculas de glicose para fácil absorção. LACTOSE: é formada pela ligação ( 1,4) entre uma molécula de glicose e uma de galactose. É o principal açúcar encontrado no leite. Não existe em vegetais e está limitada quase exclusivamente às glândulas mamárias de animais lactentes. É menos solúvel que os outros dissacarídeos e é apenas um sexto tão doce quanto à glicose. Pela hidrólise, produz glicose e galactose. A lactose permanece no intestino mais do que outros dissacarídeos, assim, estimulando o crescimento de bactérias benéficas, resultando em uma ação laxativa. Uma das funções destas bactérias é a síntese de certas vitaminas (como a vitamina K) no intestino grosso. Intolerância a Lactose O que é? Sintomas? Diagnóstico? Tratamento? Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  14. 14. Bioquímica – Biomoléculas 13 - Trissacarídeos: São constituídos por 3 moléculas de monossacarídeos. Não são encontrados muito na natureza. Presente no melaço, açúcar de cana não refinado, beterraba e soja. Não são hidrolisados e provocam fermentação através das bactérias intestinais, provocando flatulência. Rafinose = galactose + glicose+ frutose. - Tetrassacarídeos: Fornecem 4 unidades de monossacarídeos. Estão presentes nas leguminosas, como soja e tremoço. Também não são hidrolisados e provocam fermentação através das bactérias intestinais, provocando flatulência. Estaquiose = frutose + glicose + galactose + galactose - Frutooligossacarídeos: Os frutooligossacarídeos (FOS) são polímeros naturais de frutose que usualmente são encontrados ligados a uma molécula inicial de glicose. São totalmente resistentes à digestão no trato gastrintestinal superiores e utilizados quase que inteiramente pelas bifidobactérias do cólon, dessa forma promovem a integridade da mucosa gastrintestinal (ação prebiótica). Atualmente classificados como fibra alimentar. Diversos FOS têm sido empregados como aditivo em alimentos com objetivos variados: dar consistência a produtos lácteos; umectar bolos e produtos de confeitaria; baixar o ponto de congelamento de sobremesas geladas; conferir crocância a biscoitos com teores reduzidos em gorduras e associado a edulcorantes. - Polissacarídeos: Os polissacarídeos são formados por longas cadeias contendo centenas ou até milhares de unidades de monossacarídeos. Também chamados de glicanas, são polímeros de hexoses unidos por ligação glicosídicas na forma ou São menos solúveis e mais estáveis do que os açúcares. Homopolissacarídio é um polissacarídeo formado por um único tipo de monossacarídeo, como acontece com o amido, o glicogênio e a celulose, por exemplo. O heteropolissacarídeo contém mais de um tipo de monossacarídeo e, entre eles, podemos citar as mucinas, que cobrem as mucosas do sistema digestivo, a heparina, um anticoagulante natural que tem no plasma (que possui função anticoagulante nos vasos sangüíneos dos animais; é formada por glicosamina + ácido urônico + os aminoácidos serina ou glicina) e o ácido hialurônico, integrante das estruturas que conectam as células entre si e as pectinas, que são componentes das geléias, marmeladas. As maiorias dos polissacarídeos de interesse em nutrição (amido, dextrinas, glicogênio e celulose) são uniões de unidades de glicose (através de ligações glicosídicas), diferindo apenas no tipo de ligação (α 1-4; α 1-6, β 1-4), sendo a forma de energia mais abundante disponível para os seres vivos. O amido é completamente digerível; outros polissacarídeos são parcialmente e algumas vezes completamente indigeríveis (fibras alimentares). Não cristalizam nem tem sabor doce. AMIDO: Quando muitas moléculas de glicose se juntam por ligações glicosídicas α 1-4, constituem uma estrutura chamada amilose, um dos componentes do amido. Mas se o carbono-6 de algumas dessas moléculas (já unidas entre si por ligações glicossídicas α 1-4, prende-se pelo carbono-1, uma outra glicose e desta forma fica estabelecida uma ramificação, conhecida como amilopectina. O amido é encontrado na forma de amilose ± 20% (cadeias retas longas de unidades de glicose) e amilopectina ± 80% (cadeias ramificadas de unidades de glicose). O amido é a forma de armazenamento de carboidrato no vegetal. Os grânulos de amido de vários tamanhos e formas estão encerrados dentro das células do vegetal pelas paredes de celulose. São insolúveis em água fria. São fontes de amido os grãos de cereais e os tubérculos (Figura 4). Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  15. 15. Bioquímica – Biomoléculas 14 Figura 4 – Esquematização da molécula de amido e glicogênio GLICOGÊNIO: é a forma de armazenamento de carboidrato em humanos e animais. Tem a estrutura semelhante à da amilopectina. É constituído por ligações e glicose unidas entre si por ligações α 1-4 e possui ramificações que se estabelecem por ligações do tipo α 1-6. Suas moléculas são maiores e muito mais ramificadas do que as do amido. Ou seja, o intervalo que separa as ramificações é maior na amilopectina que no glicogênio. Normalmente temos 350g (200-500g) de glicogênio armazenado no fígado e músculo. Em torno de 1% do peso do músculo é glicogênio e 5% do peso do fígado é glicogênio. Apenas 10g de glicose estão circulantes no organismo humano (Figura 2). Importante: O glicogênio encontrado no fígado tem a função de manter os níveis de glicose no organismo quando ocorre o jejum. DEXTRINAS: são produtos intermediários que ocorrem na hidrólise do amido. São formadas durante o processo de digestão e também como o resultado de uma variedade de processos comerciais. Conforme diminuem em tamanho, as moléculas de sacarídeo aumentam em solubilidade e doçura. São fontes de dextrinas a farinha de trigo (pães, biscoitos, bolos), arroz, mel, amendoim, milho e feijão. Alguns alimentos industrializados apresentam na sua formulação combinações de amido e maltodextrina cuja função é regular a viscosidade do produto final. CELULOSE e a HEMICELULOSE: constituem a estrutura celular dos vegetais (frutas, polpas de vegetais, peles, talos, folhas e outras formas de revestimento de grãos, nozes, sementes e legumes). A celulose é formada por moléculas de glicose unidas por ligações (1- 4). Apresenta estrutura linear, rígida, fibrosa, resistente e insolúvel em água. Não possui ramificações (Figura 5). Figura 5 – Molécula celulose, formada unicamente por glicose. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  16. 16. Bioquímica – Biomoléculas 15 Não é digerida pelo homem, pois este não apresenta enzimas para quebrar as ligações do tipo . A exceção de animais herbívoros, que possuem bactérias e protozoários simbióticos que digerem a celulose em seus aparelhos digestivos. No organismo humano é importante para formar o bolo alimentar que facilita os movimentos peristálticos. Pois são insolúveis em água, no entanto, tem grande importância na dieta, pois são fibras alimentares. - Outros polissacarídeos: - Pectina: é um polissacarídeo não celulósico, solúvel em água, não hidrolisadas pelo organismo humano. Como adsorve água e forma um gel, é amplamente usado para fazer geléias e gelatinas. É encontrada em maçãs, frutas cítricas, morangos e outras frutas em menor quantidade e também em aveia. - Gomas e mucilagens: são similares à pectina exceto pelo fato de que as unidades de galactose estão combinadas a outros açúcares (glicose) e polissacarídeos. São encontradas em secreções vegetais ou sementes e são freqüentemente adicionadas a alimentos processados para conferir qualidades específicas. Os polissacarídeos de algas são encontrados em frutos do mar e algas. Um exemplo é a carragena, que é adicionada como um agente espessante e estabilizante em muitos produtos alimentares processados. - Amido resistente: parte de amido não ingerido no intestino delgado (batatas, cereais e legumes), são fermentados por bactérias colônicas, tem como produto final ácidos graxos de cadeia curta e alguns gases. Digestão: Digestão é o processo de hidrólise enzimática, pelo qual as macromoléculas dos alimentos (carboidratos, lipídeos e proteínas) são divididas em unidades mais simples para serem absorvidas através das paredes intestinais para o sangue. Algumas substâncias, como os sais inorgânicos e as vitaminas não requerem digestão, outras como a celulose que não podem ser digeridas são excretadas pelos intestinos nas fezes. As enzimas responsáveis pela digestão são encontradas nos sucos digestivos tais como: saliva e os sucos pancreáticos, gástrico e intestinal, secretados ao longo do trato digestivo. Basicamente, a digestão dos carboidratos consiste na hidrólise das ligações glicosídicas, por um grupo de enzimas hidrolíticas, chamadas glicosidases. Ou seja, os carboidratos ingeridos, devem ser hidrolisados aos constituintes primários para serem absorvidos. O processo digestivo é encerrado quando todas as ligações glicosídicas dos carboidratos ingeridos foram hidrolisadas. Os monossacarídeos resultantes são, então, absorvidos para o sangue. CAVIDADE BUCAL: As glândulas salivares secretam uma enzima chamada - amilase salivar, que é capaz de romper, aleatoriamente, o amido ou o glicogênio em fragmentos sucessivamente menores. Para exercer sua ação, enzima, necessariamente exige duas condições: pH em torno da neutralidade e tempo para poder agir. A cavidade bucal tem esse pH, mas o bolo alimentar é tão rapidamente deglutido que a -amilase salivar não tem tempo suficiente para atuar. CAVIDADE INTESTINAL: No estômago, a -amilase salivar é inativada. Assim a tarefa de digerir os açúcares da alimentação fica reservada ao intestino delgado. As glicosidases são provenientes do pâncreas ou da mucosa intestinal. O pâncreas secreta a -amilase pancreática (em tudo semelhante àquela produzida na boca). Neste Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  17. 17. Bioquímica – Biomoléculas 16 compartimento digestivo, a enzima -amilase pancreática vai atuar, porque o pH está em torno da neutralidade. O bicarbonato contido no suco pancreático, que é a secreção mais alcalina do corpo com pH de 7,5 a 8,2, neutraliza a acidez do bolo alimentar que passa do estômago para o intestino. Além disso, o alimento permanece aí por um tempo suficientemente grande, de modo a permitir um prolongado período de contato entre a amilase e os seus substratos. A ação continuada da enzima sobre o amido ou glicogênio resulta em fragmentos cada vez menores. Uma vez que as ligações , 1-4 das extremidades dos polissacarídeos em questão não são atingidas pela -amilase, os produtos de sua ação final serão a maltose, a maltotriose e oligossacarídeos. Estes contendo uma ligação , 1-6 e até 10 resíduos de glicose, são chamados dextrinas (Quadro 3). Quadro 3 - Intermediários da digestão de carboidratos. maltose maltotriose dextrina limite Por uma ação continuada de enzimas ligadas à mucosa intestinal, os compostos resultantes são integralmente hidrolisados a glicose. -maltase ou oligossacaridase: atuam exclusivamente sobre ligações 1-4 de oligossacarídeos de glicose com até 9 unidades (maltose, maltotriose, dextrina). - isomaltase: atuam nas ligações 1-6 da isomaltose ou da dextrina. - sacarase: sacarose - lactase: hidrolisa exclusivamente a lactose A glicose é transportada através do canal de sódio para a corrente sanguínea através do sistema porta e é automaticamente utilizada ou armazenada (fígado ou músculos). A frutose e galactose são transportadas pelo mecanismo de transporte passivo e é transformada em glicose pelo fígado sendo, em geral armazenados na forma de glicogênio ou utilizados na forma de glicose. Existe pouca frutose e galactose circulante na corrente sanguínea. Quadro 4 – Principais glicosidases digestivas que atuam na digestão intestinal dos carboidratos alimentares. Enzima Substrato Produtos Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  18. 18. Bioquímica – Biomoléculas 17 Em resumo: Os principais carboidratos da alimentação são: o amido, a sacarose, a maltose e a lactose. A digestão dos carboidratos se inicia na boca, pela ação da enzima -amilase salivar ou ptialina que hidrolisa as ligações -1,4 do amido transformando-o principalmente em dissacarídeos e dextrinas. Devido ao pH fortemente ácido, a digestão dos carboidratos praticamente ocorre no intestino delgado. No intestino delgado as dextrinas são hidrolisadas a dissacarídeos pela enzima amilase pancreática. Através de enzimas específicas, os dissacarídeos ainda no intestino delgado são hidrolisados a monossacarídeos. A glicose e a galactose são absorvidas ativamente (com consumo de ATP) pelas células da mucosa intestinal, partilhando de um carreador comum. A frutose é absorvida a uma velocidade menor e por um processo passivo (sem consumo de ATP). Após deixar as células da mucosa intestinal, os monossacarídeos são levados pelo sistema venoso porta ao fígado e lançados na corrente sanguínea. Curiosidade: Cárie dental! Está comprovado que o carboidrato mais cariogênico é a sacarose. Este dissacarídio pode ser usado como substrato alimentar para as bactérias bucais tanto como sacarose quanto como glicose e frutose, obtidas pela ação da sacarase que elas secretam. Em qualquer caso, liberam prótons que dissolvem o esmalte. Além disso, são um fator importante de agregação dos microorganismos sobre os dentes, constituindo o que chamamos de placa dentária. Essa agregação é necessária ao efeito patogênico bacteriano bucal, porque uma bactéria sozinha não pode acumular prótons de hidrogênio no meio, pois eles são lavados e tamponados pela saliva. Quando ocorre a colonização que resulta na placa, os H+ ficam retidos entre os corpos bacterianos. Assim podem confrontar-se com o esmalte, diminuindo o pH de sua superfície e promovendo a sua dissolução. Fonte: Riegel, 2002. Quando a glicose entra na corrente sanguínea é rapidamente enviada para as células onde pode ser metabolizada de 3 formas: - Fonte de energia - GLICÓLISE - Convertida a glicogênio no fígado e músculos – GLICOGÊNESE - Convertida em gordura para o armazenamento no tecido adiposo - LIPOGÊNESE Uso da glicose pelas células: O transporte da glicose para dentro da célula é feito basicamente por dois mecanismos: transporte ativo sódio-glicose e difusão facilitada através do gradiente de concentração através de uma família de proteínas transportadoras que se localizam na membrana celular (glut 1 a 5). Dentre eles temos que o glut 4 é encontrado nos adipócitos, músculo esquelético e músculo cardíaco, sendo sensível à insulina, ou seja, é necessário ter insulina disponível para que a glicose entre na célula. Dentro da célula, a glicose é transformada a piruvato (essa rota metabólica é conhecido como glicólise) em seguida a acetil-CoA entrando no ciclo de Krebs formando íons hidrogênio (H+) e elétrons (e-) passando pela cadeia respiratória transformando-se enfim em energia (moléculas de ATP). Cada molécula de glicose produz 38 ATP´s. Mais detalhes serão vistos em metabolismo energético. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  19. 19. Bioquímica – Biomoléculas 18 Figura 6- Sistema Digestivo Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  20. 20. Bioquímica – Biomoléculas Pâncreas 19 Quadro 5 - DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS Dieta Boca Faringe Esôfago Estômago Intestino Delgado Fígado Intestino Grosso Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  21. 21. Bioquímica – Biomoléculas 20 MAPA MENTAL CARBOIDRATOS Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  22. 22. Bioquímica – Biomoléculas 21 ATIVIDADES 1) O que são carboidratos? Exemplifique. 2) Cite algumas funções dos carboidratos. 3) Por que o organismo armazena carboidratos em pequenas quantidades? 4) Na dieta qual a % de calorias, ingeridas por dia, é recomendado provenientes dos carboidratos? 5) Como os animais e vegetais armazenam energia através dos carboidratos? 6) Como os carboidratos podem ser classificados. Apresente algumas características de cada categoria. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  23. 23. Bioquímica – Biomoléculas 22 7) Como os oligossacarídeos ou polissacarídeos são unidos? 8) Por que o amido é digerido pelo organismo humano e a celulose não? 9) Quais as principais semelhanças e diferenças entre o amido e o glicogênio? 10) Porque a glicose é a hexose mais importante? 11) Quais são os 3 dissacarídeos e os 3 polissacarídeos de importância do ponto de vista nutricional? Em que alimentos podem ser encontrados? 12) Explique resumidamente como ocorre a digestão dos carboidratos. O que ocorre com os monossacarídeos formados? 13) Quando a glicose entra na corrente sanguínea é rapidamente enviada para as células onde pode ser metabolizada de 3 formas, cite-as. (Slides pgs.23-30) Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  24. 24. 31 LIPÍDEOS Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  25. 25. 32 Gordura Trans: Colesterol: Triacilglicerol: Gorduras Saturadas: Gorduras instauradas: Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  26. 26. 33 LIPÍDEOS Definição: Os lipídios são um grupo grande e heterogêneo de compostos que incluem ____________________________________________ e componentes correlatos. Podem ser denominados lipídios, gorduras, lípides ou substâncias graxas. Alguns lipídeos não formados endogenamente (dentro do organismo humano), portanto essas substâncias são componentes indispensáveis da alimentação: ácidos graxos essenciais e vitaminas lipossolúveis (_________________). Os lipídeos constituem o grupo dos compostos que, apesar de quimicamente diferentes entre si, apresentam a ____________________ em água como característica básica comum (deve-se a baixa quantidade de átomos polarizados como O, N, S e P) e são __________________ em solventes orgânicos como etanol, acetona, clorofórmio, benzeno. Existem, no entanto exceções, embora raras, quanto à solubilidade desses compostos, uma vez que monoglicerídeos constituídos por ácidos graxos de baixo peso molecular são mais solúveis em água do que em solventes orgânicos. São compostos _____________________ ou __________________, ou seja, apresentam na molécula uma porção polar, hidrofílica, e uma porção apolar, hidrofóbica. Ex: Os lipídeos são substâncias resultantes da reação entre ______________________ ___________________________ isto é, são os ésteres dos ácidos graxos (R-O-CO-R´), em substituição ao grupo -OH por outros grupos. Quando apenas um ácido graxo está esterificado com o glicerol, fala-se de um _____________________(Figura 7). Formalmente através da esterificação com outros ácidos graxos surgem o _____________________ e ___________________. Figura 7- Estrutura dos lipídeos (Fonte: Koolman e Röhm, 2005). Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  27. 27. 34 Os três resíduos acil de uma molécula de gordura podem se diferenciar pelo _______________________________ e pelo ___________________________________ (insaturações). Disso resulta em um grande número possível de combinações em uma única molécula de gordura (Figura 8). Figura 8 – Diferentes combinações de ácidos graxos. (Fonte: Koolman e Röhm, 2005) Os lipídeos são constituídos em torno de 98 a 99% de triacilgliceróis, primariamente por ácidos graxos e 1 a 2% são mono e digliacilgliceróis, fosfolipídios, esteróis e vitaminas lipossolúveis. Os mais comuns são: ácido palmítico, esteárico, oléico e linolênico. Os triacilgliceróis são constituídos de uma molécula de glicerol e três ácidos graxos na ligação éster (Quadro 6). Quadro 6- Estrutura do ácido graxo, glicerol e triacilglicerol. O HO – CH2 ll l R – C – O – CH2 O HO – C – H O R–C l ll OH HO – CH2 R – C – O – CH O ____________ ll ________________ R – C – O – CH2 (R-OH) _________________ (óleos ou gorduras) Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  28. 28. 35 Classificação: - Lipídios _____________: são substâncias que produzem ácidos graxos e glicerol quando decompostas; compreendem os monoglicerídeos, diglicerídeos; triacilgliceróis, óleos, gorduras e ceras. - Lipídeos _____________: apresentam outros componentes na molécula, além de ácidos graxos e álcool: fosfolipídeos, glicolipídeos, lipoproteínas, etc. - Lipídeos ___________: são substâncias que se produzem na hidrólise ou decomposição enzimática dos ácidos graxos saturados e não saturados: esteróis (colesterol, ergosterol, hormônios esteróides), vitaminas lipossolúveis, pigmentos, compostos nitrogenados (colina, serina, esfingosina e aminoetanol). Figura 9 – Esquema geral dos principais lipídeos que contém ácidos graxos. P- grupo fosfato. Fonte: Marzzoco, 2007. - Os lipídeos podem ser divididos em hidrolisáveis, ou seja, estão unidos por uma ligação éster e podem ser facilmente separados química e enzimaticamente (em presença de água e enzimas) e em não hidrolisáveis (colesterol, ácidos graxos, testosterona e estradiol. - _______________: são ésteres de ácidos graxos e monohidroalccóis de alto peso molecular, ou seja, consistem de ácidos graxos de cadeia longa ligados a alcoóis de cadeia longa. O alto ponto de fusão e são mais resistentes à hidrólise do que os triacilgliceróis. Devido à grande resistência desses compostos à decomposição, bem como a sua insolubilidade em água, são frequentemente encontradas formando uma camada protetora em plantas (folhas) e animais (plumagens). As ceras são amplamente distribuídas na natureza, tanto em vegetais como em animais, porém sempre em pequenas quantidades. Ex: Funções: - ______________________: A oxidação completa dos ácidos graxos até CO2 e H2O nas células, produz grande quantidade de energia que, será utilizada para realizar funções metabólicas importantes (__kcal/g). Os ____________________são a principal forma de armazenamento energético no homem (adipócitos) e são altamente metabolizáveis, ou seja, estão disponíveis para o organismo, em quase 100% da quantidade ingerida. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  29. 29. 36 - Quanto às recomendações nutricionais, o consumo de ________% de gordura do valor total é indicado; - ___________________: hipoderme (formada por tecido adiposo); separa a pele do plano muscular e constitui um isolante térmico de primeira ordem; - Componente das ____________________________: os lipídios formam entre 40 a 80% do total dos componentes das membranas celulares (fosfolipídios, glicolipídeos e o colesterol); - Componentes de __________________________ que incluem a testosterona, o hormônio masculino e os estrogenios e as progestinas, os hormônios femininos; - Facilitam o transporte e absorção das _____________________________(A, D, E e K) e fotoquímicos lipossolúveis tais como carotenóides e licopeno. O hormônio da vitamina D é formado quando os raios ultravioletas do sol quebram o colesterol na gordura subcutânea para formar colecalciferol (D3). A vitamina D sintética é produzida pela irradiação do esteróide vegetal, o ergosterol, para formar ergocalciferol (D2); - Fonte de ______________________________________:ω3 (linolênico) e ω6 (linoléico). - Aumenta a saciedade, melhora a palatabilidade (__________) das dietas; -Outras: co-fatores enzimáticos, transportadores de elétrons, pigmentos que absorvem radiações luminosas, âncoras hidrofóbicas, agentes emulsificantes, mensageiros intracelulares e outros. ÁCIDOS GRAXOS: São ácidos carboxílicos de cadeia não ramificada, podendo ser _______________ ou _______________________, e em geral com número par de átomos de carbono que variam de 4 a 24 átomos de carbono. Em plantas e animais superiores são encontrados principalmente ácidos graxos de cadeia longa entre 16 e 18 átomos de carbono. Ácidos graxos com 20 ou + são comuns em gorduras de animais marinhos. Quanto ao comprimento da cadeira (R): Os ácidos graxos estão ___________________________ na natureza e quase sempre estão ligados a outras moléculas. Cada espécie individual de plantas e animais faz ácidos graxos de cadeias de comprimento e saturação específicos para as suas necessidades estruturais e metabólicas únicas. Por essa razão, os alimentos de origem animal e vegetal diferem _______________________________. Em geral, a gordura da manteiga e do leite contêm de 4 a 6 carbonos, o óleo de coco contem ácidos graxos com 12 a 14 carbonos e a gordura animal contém ácidos de cadeia longa com 16 a 20 carbonos. - Cadeia curta: 6 carbonos ou menos – TCC (triglicérides de cadeia curta) ou AGCC (ácidos graxos de cadeia curta) - Cadeia média: 8 a 12 carbonos – TCM (triglicérides de cadeia média) ou AGCM (ácidos graxos de cadeia média) - Cadeia longa: 13 até 24 átomos de carbono – TCL (triglicérides de cadeia longa) ou AGCL (ácidos graxos de cadeia longa) Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  30. 30. 37 Quanto ao grau de saturação: Cada carbono em uma cadeia de ácido graxo possui ______________________. Em um ácido graxo saturado, todos os locais de ligação não ligados ao carbono estão “saturados” com (ligados ao) hidrogênio. Os ácidos graxos monoinsaturados (MUFA) contem apenas ______ ligação dupla e os ácidos graxos insaturados (PUFA) contém ____________________________________duplas. Nos MUFA e nos PUFA um ou mais pares de hidrogênio foram removidos e as ligações duplas são formadas com os carbonos adjacentes. Como os ácidos graxos com ligações duplas são vulneráveis à lesão oxidativa, os seres humanos armazenam os gorduras predominantemente como ácidos graxos palmíticos e esteáricos saturados. - __________________: Não possuem dupla ligação, ou seja, apresentam apenas ligações simples entre o carbono e hidrogênio (Figura 10). Estão em maior concentração em alimentos de origem animal (carne bovina, frango, porco, laticínios), embora podemos encontrá-las em alimentos de origem vegetal como no coco, óleo de palma, etc. Em geral, são sólidas e pastosas isso ocorre quanto maior for a cadeia e quanto mais saturada. As gorduras saturadas consumidas em excesso são prejudiciais ao organismo devido seu poder aterogênico, facilitando aumento do colesterol LDL e formação de placas de gordura nos vasos sanguíneos, além do aumento de peso corporal e circunferência abdominal. Ex: ácido palmítico C15H31COOH , ácido esteárico C17H35COOH . - _________________: Possuem dupla ligação, ou seja, liga átomos adicionais de hidrogênio (Figura 8), sendo então subdivididos em:  Monoinsaturados (uma única dupla ligação) – MUFA (mono unsaturated fatty acids) – encontrados no abacate, azeite de oliva, óleo de canola. Ressalta-se aqui o ácido oléico ω9 C17H33COOH .  Poliinsaturados (duas ou mais duplas ligações) – PUFA (polyunsaturated fatty acids) – encontrados no óleo de soja, milho, açafrão, etc. Ressalta-se aqui o ácido linoléico ω6 C17H31COOH e o ácido linolênico ω3 C17H29COOH . Figura 10- Ligação saturada e insaturada dos ácidos graxos. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  31. 31. 38 Quadro 7– Tipos de ácidos graxos, energia fornecida por grama e fontes alimentares. TCC 2,4 Kcal/g Manteiga, fermentação de fibras vegetais por bactérias do cólon. SATURADOS TCM 8,3 Kcal/g Coco, amêndoa, pequena quantidade no leite. TCL 9,3 Kcal/g Gordura de carne animal, manteiga de cacau, cacau, manteiga. INSATURADOS ω9 (MUFA) Azeite de oliva, óleo de amendoim, óleo de canola. São todos TCL ω6 (PUFA) Óleo de: açafrão, soja, milho, algodão, girassol, 9,3 Kcal/g prímula. ω3 (PUFA) Óleo de: peixe, noz, óleo de semente de linhaça. Quadro 8 – Ácidos graxos comuns presentes nos alimentos Nome Nº de Nº de duplas Fonte típica de gordura comum átomos C ligações Ácidos graxos saturados Butírico 4 0 Gordura do leite Capróico 6 0 Gordura do leite Caprílico 8 0 Óleo de coco Cáprico 10 0 Óleo de coco Láurico 12 0 Óleo de coco, óleo de semente de palmeira Mirístico 14 0 Gordura de leite, óleo de coco Palmítico 16 0 Óleo de palmeira, gordura animal Esteárico 18 0 Manteiga de cacau, gordura animal Araquídico 20 0 Óleo de amendoim Behênico 22 0 Óleo de amendoim Ácidos graxos insaturados 14 1 Gordura do leite Miristoléico Palmitoléico 16 1 Alguns óleos de peixes e gordura bovina Oléico 18 1 Azeite de oliva e óleo de canola Elaídico 18 1 Gordura do leite Vacênico 18 1 Gordura do leite Linolélio 18 2 Maioria dos óleos vegetais, especialmente óleo de milho, soja, algodão, açafrão. Linolênico 18 3 Óleo de soja, óleo de canola, nozes, germe de trigo. Gadoléico 20 1 Alguns óleos de peixe Aracdônico 20 4 Banha, carnes. EPA 20 5 Alguns óleos de peixe, marisco DHA 22 6 Alguns óleos de peixe, marisco Erúcico 22 1 Óleo de canola Fonte: Adaptado de ISEO: Food Fats and oils, 6º ed. Washington, DC, Institute of Shortening And Edible Oils, 1988. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  32. 32. 39 Os ácidos graxos também são caracterizados pela _________________________ de suas ligações duplas. Duas convenções são utilizadas. Na primeira, a letra grega delta maiúscula (∆) refere-se ao carbono que _____________ a ligação dupla. Por exemplo, ∆9, refere-se à ligação dupla entre o carbono 9 e 10. Na segunda convenção, as letras gregas minúsculas são utilizadas para referir à colocação dos carbonos no ácido graxo. A alfa ( ) se refere ao primeiro carbono adjacente ao grupo carboxila, a beta ( ) ao segundo carbono e omega (ω) ao último carbono. ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAIS Alguns ácidos graxos poliinsaturados são considerados essenciais na dieta (nutrientes essenciais são aqueles que a alimentação deve fornecer, pois o organismo humano não sintetiza). Os ácidos graxos essenciais são necessários para garantir a integridade das membranas celulares, para o crescimento, a reprodução, a manutenção da pele e o funcionamento geral do organismo; além de auxiliarem na regulação do metabolismo do colesterol. Sua deficiência pode causar sintomas clínicos citados no Quadro 9. Quadro 9- Sintomas de deficiência de Ácidos Graxos Essenciais Deficiência de Sintomas clínicos ______________________ (ômega 6 18:2). São alimentos fonte de ω6: óleos vegetais (soja, milho, girassol), porém ω6 algumas gorduras animais contém ω6 como gordura do leite, carnes, etc. Contém duas duplas ligações, é o ácido poliinsaturado mais importante existente e óleos e gorduras vegetais. - - - - - - - ______________________ (ômega 3 18:3) São alimentos fonte de ω3: óleo de peixe e óleo de semente de linhaça. É ω3 um ácido triinsaturado que ocorre freqüentemente em gorduras extraídas de sementes, quase sempre em pequenas quantidades. - - - - - Fonte: Waitzberg, 2006 Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  33. 33. 40 ÁCIDOS GRAXOS TRANS O ácido graxo trans é um tipo específico de gordura _____________________ formada pelo processo de hidrogenação, ligado ao carbono de uma insaturação encontrando-se em lados opostos. Encontrado na natureza, os ácidos graxos trans são originados de animais ruminantes, porém a maior fonte industrial de ácidos graxos trans é a gordura vegetal hidrogenada, que transforma __________________________________ _____________________________________para se obter produtos mais crocantes e macios além de aumentar seu prazo de validade. Os principais alimentos fontes de ácidos graxos trans são: as margarinas sólidas ou cremosas, cremes vegetais, biscoitos e bolachas, sorvetes cremosos, pães, batatas fritas comerciais preparadas em fast-food, pastéis, bolos, tortas, massas ou qualquer outro alimento que contenha gordura vegetal hidrogenada em seu ingrediente. Do ponto de vista nutricional, os ácidos graxos trans devem ser evitados por inibirem a metabolização e utilização dos ácidos linoléico e linolênico, além de atuarem semelhantemente aos ácidos graxos saturados, favorecendo a aterosclerose. Devido aos malefícios que a gordura trans pode acarretar, muitas indústrias estão diminuindo ou excluindo esta gordura dos seus produtos, substituindo-a pela gordura interesterificada, alterando a composição nutricional sem afetar a palatabilidade. A gordura interesterificada é o resultado da modificação físico-química de gorduras para formar produtos com excelentes características sem alterar a estrutura dos ácidos graxos. Ela vem sendo utilizada pela indústria tendo como sua matéria prima inicial o óleo de palma (óleo rico em ácidos graxos saturados) que é facilmente digerido e absorvido pelo processo metabólico normal, não necessitando da hidrogenação, tornando-se isento de gordura trans. Vale ressaltar que, como a gordura interesterificada é saturada, seu consumo excessivo também é prejudicial ao organismo. A RDC n. 360 da ANVISA, publicada em 26/12/03 que estabeleceu o regulamento técnico sobre Rotulagem Nutricional de alimentos, incluiu a Gordura Trans como nutriente ________________________. O limite de quantidade estabelecido como não significativo por porção de alimentos foi de número menor ou igual a 0,2g. Embora não exista recomendação específica para a ingestão desse ácido graxo, a OMS (Organização Mundial da Saúde) recomenda que não se ultrapasse a ingestão de 2g/dia de gorduras trans, devido aos efeitos maléficos deste nutriente para o organismo. TRIACILGLICERÓIS: São formados a partir de ____________________________________ (Quadro 10). Os lipídios, tanto da alimentação como os de reserva, existem predominantemente na forma de _______________________. Os triacilgliceróis naturais apresentam ácidos graxos diferentes, na mesma molécula (tamanho da cadeia e grau de insaturação diferentes). Como principais funções estão à reserva energética no organismo, atuar como isolantes térmicos e como proteção mecânica. Os triacilgliceróis podem ocorrer no estado _____________________________. Os líquidos constituem os óleos e os sólidos as gorduras. A composição química varia em função ___________________________ dos resíduos de ácidos graxos e o ____________________de suas ligações duplas, influenciando o ponto de fusão. Os óleos são mais ricos em ácidos graxos insaturados, por isso tem ponto de fusão mais baixo. As gorduras são mais ricas em ácidos graxos saturados, portanto apresentam pontos de fusão mais elevados. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  34. 34. 41 Quadro 10- Componentes do triacilglicerol. +   ácido graxo glicerol triacilglicerol O _______________é um constituinte comum a todos os óleos e gorduras. É um líquido incolor, extremamente solúvel em água e etanol, insolúvel em éter etílico e clorofórmio, e que apresenta propriedades químicas próprias por aquecimento a altas temperaturas em presença de catalisadores, o glicerol perde água com formação de __________________________, composto de cheiro desagradável e ação irritante para os olhos e mucosas e pele. FOSFOLIPÍDIOS: São os lipídios que apresentam um dos grupos hidroxila do glicerol esterificado com o ácido fosfórico (H3PO4). Os mais importantes são a ___________________ e a cefalina e são encontrados principalmente nas membranas celulares (Quadro 10). A lecitina é o principal componente das lipoproteínas utilizadas para o transporte das gorduras e colesterol. Suas principais fontes de origem animal são o fígado e a gema de ovo e de origem vegetal são a soja, amendoim, espinafre e germe de trigo. Sua qualidade anfifílica torna a lecitina um aditivo ideal para unir água e gordura para formar uma emulsão estável. A lecitina (9Kcal/g) é adicionada aos produtos alimentares tais como margarina, sorvete, bolachas, lanches e doces. ESFINGOLIPÍDIOS: São os lipídios que apresentam em sua composição a esfingosina (amino-álcool. Estão amplamente distribuídos no sistema nervoso de animais em nas membranas de plantas e leveduras. Não estão ligados ao glicerol(Quadro 11). As glicoproteínas são constituídas por uma esfingosina, um ácido graxo em ligação amídica e uma ou mais unidades de monossacarídeo, em geral a galactose. São encontradas na composição de vários tecidos, principalmente ____________________. As esfingomielinas são constituídas por: ácido graxo, ácido fosfórico, colina e um amino-álcool. São encontradas principalmente no cérebro, constituem mais de 25% da ________________________________, a estrutura rica em lipídeos que protege e isola as células do sistema nervoso central. Os glicolipídeos incluem cerebrosídeos e gangliosídeos, contem galactose e glicose, respectivamente. São compostos de uma base esfingosina e ácidos graxos de cadeia muito longa (22C). Estruturalmente ambos compostos são componentes do tecido nervoso e de certas membranas celulares, onde desempenham um papel no transporte de lipídeos. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  35. 35. 42 Quadro 11- Estrutura do fosfolipídio e esfingolipídio. LIPOPROTEÍNAS: Como os lipídeos são moléculas ______________________, eles se associam com outras moléculas formando complexo solúvel em água. Neste complexo, lipídeos apolares, lipídeos polares e proteínas formam uma partícula hidrofílica, denominados lipoproteína. Desta forma, os lipídeos (insolúveis no meio aquoso), podem ser transportados no sangue pelas lipoproteínas plasmáticas. As principais ________________________ de importância em bioquímica são: Quilomícrons: transportam os triglicéris e colesterol de origem alimentar (exógena) para as células; VLDL (Very Low Density Lipoproteins - Lipoproteínas de Muito Baixa Densidade): transportam os triacilgliceróis formados no fígado para as células adiposas e músculos; LDL (Low Density Lipoproteins - Lipoproteínas de Baixa Densidade): transportam o colesterol do fígado até as células de vários outros tecidos: _____ colesterol; HDL (High Density Lipoproteins - Lipoproteínas de Alta Densidade): transportam o excesso de colesterol dos tecidos de volta para o fígado, onde é utilizado para a síntese da bile: _____ colesterol. ESTERÓIDES: São os lipídeos derivados da colestana, que é um hidrocarboneto tetracíclico com 17 átomos de carbono. Entre os esteróides importantes: - ergosterol: é encontrado na pele e pela ação de raios ultra-violeta transforma-se em calciferol e vitamina D. - ____________________l: componente essencial das membranas estruturais de todas as células dos mamíferos é o principal componente do cérebro e das células nervosas. É encontrado também em altas concentrações nas glândulas supra-renais, local onde os hormônios adrenocorticais são sintetizados, e no fígado, onde é sintetizado e estocado. A síntese endógena varia de 0,5 a 2,0 g/dia. Os principais órgãos responsáveis pela produção de colesterol do organismo humano são o _____________ e o ____________, que produzem cerca de 25% do colesterol endógeno. O excesso de colesterol dá origem a ____________________________. O colesterol é uma chave intermediária na biossíntese de uma série de esteróides importantes, incluindo ácidos biliares, hormônios adrenocorticais (aldosterona) e hormônios sexuais (estrogênios, testosterona e progesterona). Nos alimentos é encontrado exclusivamente em alimentos de origem animal: em alta concentração na gema de ovo, miolo e fígado e estão presentes na manteiga, cremes de leite, queijo, coração, lagosta, camarão, ova de peixe, leite integral. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  36. 36. 43 Curiosidades Quadro 12-Teor de gordura total em alguns Quadro 13- Teor de colesterol total em alimentos alguns alimentos: Alimento (100g) Total de Alimento (100g) Total de gordura (g) colesterol (mg) Batata Assada 0 Fígado de boi 393 Batata Frita 35 Ovo 356 Leite desnatado 0,4 Manteiga 219 Leite integral 3,3 Queijo Prato 104 Peixe Assado 1,2 Queijo Mussarela 78 Peixe Frito 7,0 Queijo Minas 62 Frango Cozido 3,5 Iogurte integral 13 Frango Frito 9,0 Contra filé com capa de 15 Iogurte desnatado 1,8 gordura Leite integral 14 Contra filé com capa sem 4 Leite desnatado 2 gordura Fonte: Sistema de Apoio a Decisão em Nutrição, versão 2.5a _____________________________: tem estruturas diferentes da gordura e não fornecem nutrientes prontamente absorvíveis. A sua importância comercial é que imitam a textura da gordura, especialmente na boca. O valor calórico destes substitutos varia entre 5 Kcal/g (caprenina) e 0 Kcal/g (olestra, carragenina). O maior grupo é derivado de polissacarídeos vegetais (gomas, celulose, dextrinas, fibra, maltodextrinas, amidos e polidextrose), sendo que alguns fornecem 4Kcal/g quando digeridos. Têm surgido preocupações quanto aos efeitos em longo prazo, em particular, se os substitutos de gordura não forem absorvidos, eles podem se ligar a ácidos graxos essenciais e vitaminas lipossolúveis e contribuir para sua má absorção? No entanto pesquisas reconhecem que estes são “geralmente reconhecidos como seguros”. Doenças: - Obesidade: A obesidade é representada pelo acúmulo excessivo de gordura corporal, resultante do desequilíbrio entre o ____________________________________ _____________________ provocando alterações como a resistência à insulina, alterações do perfil lipídico, problemas psicológicos, ortopédico e de pele. O excedente de peso é resultante do aumento do tamanho e do número dos ____________________(células do tecido adiposo). Todo o excesso de energia deve, necessariamente, ser modificado e transformado em energia química potencial para armazenagem. Como a principal forma de estoque de energia no nosso corpo é a ______________, o excesso de energia disponível causa o aumento do tecido adiposo e, conseqüentemente, ocorre o aumento da massa corporal. Como o seu desenvolvimento é resultado de uma complexa interação entre fatores genéticos, psicológicos e culturais, o tratamento envolve não somente o controle da ingestão alimentar, mas também a mudança de comportamento e hábitos de vida, incluindo a atividade física. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  37. 37. 44 -Dislipidemia: Consiste na alteração dos níveis de_______________________________, sendo que as mais comuns são: ___________________________e ______________________________. O excesso de colesterol no sangue (acima de 200mg/dl) ou aumento do LDL (>130 mg/dl) pode ocorrer por _____________________ ou devido à ingestão ___________________de gordura saturada e colesterol alimentar. O colesterol em excesso pode se acumular nos vasos sanguíneos levando a aterosclerose. Para reduzir o colesterol sérico é necessário reduzir o consumo de alimentos ricos em gordura saturada e colesterol, além da ingestão de fibras alimentares e exercício físico. - Aterosclerose: depósitos de gordura (placas) que se acumulam no interior das artérias. Tais depósitos reduzem o calibre desses vasos sanguíneos, predispondo _____________________________. - Arteriosclerose: perda da elasticidade das artérias com aterosclerose, limitando a quantidade de sangue que pode ser bombeada através delas, limitando a quantidade de oxigênio para o coração. Essa privação de oxigênio leva à dor conhecida como ________. - Hipertrigliceridemia é o aumento das triglicérides no sangue, em geral representado pela elevação das lipoproteínas de muito baixa densidade (VLDL), ou dos quilomícrons, ou de ambos. Para serem considerados normais, os níveis de triglicérides devem estar ______________ mg/dl (valores de referência para adultos > de 20 anos de idade). Em conjunto com a hipercolesterolemia podem contribuir para a instalação ou o agravamento de quadro clínico de ateroesclerose e, assim, são consideradas situações de risco. Isso é especialmente preocupante se tais níveis elevados de um ou de ambos (colesteróis e triacilgliceróis) são conjugados com hábitos inadequados de ingestão de bebidas alcoólicas e/ou uso de derivados do tabaco. O controle dietético deve ser a restrição da ingestão de gorduras saturadas e álcool, controle dos carboidratos e exercício físico. Atualmente, alguns estudos revelam que a suplementação de ω3 pode auxiliar na redução dos triglicérides. - Doeças do armazenamento dos esfingolipídeos: São causadas por efeitos hereditários de _______________ necessárias para a degradação dos esfingolipídeos nos lisossomas e provocam o acúmulo desses compostos nas células. A mais comum é a doença de ___________________, causada pela deficiência da enzima -hexoaminidase, ocasionando uma degradação neurológica. Os sintomas da doença (cegueria, fraqueza e retardo metal) geralmente aparecem alguns meses após o nascimento. Os pacientes apresentam degeneração grave no sistema nervoso e morrem, geralmente ao redor de 4 anos de idade. A doença de Niemann-Pick causa retardo metal (esfingomielinase), doença de Krabbe, causa desmineralização e retardo mental ( -galactosidase) e doença de Gaucher, ocasiona retardo mental entre outras caracterísicas como esplenomegalia, hepatomegalia, erosão de osso. Não existe terapia para as doenças de armazenamento dos esfingolipídeos e, portanto, ______________. Digestão: Os principais lipídeos da alimentação são os ____________________ (óleos e gorduras) e os fosfolipídeos (lecitinas). A digestão dos lipídeos ocorre no ______________________, pela ação da lipase, presente no suco pancreático, exceto para recém-nascidos, onde existe certa produção de lipase lingual, capaz de iniciar o processo de digestão dos lipídios na boca. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  38. 38. 45 Inicialmente, os lipídeos são ___________________________, que é secretada no fígado pela vesícula biliar. Os sais biliares atuam como detergente, dissolvendo os lipídeos em forma de emulsão, facilitando assim a ação da enzima lipase, que hidrolisa as ligações ésteres entre os ácidos graxos e o primeiro e terceiros carbono do glicerol. Os fosfolipídeos também são digeridos no intestino delgado pelas enzimas fosfatase e fosfolipases. Os principais produtos da digestão dos lipídeos são: _______________, ________________, ________e _____________________. Essa mistura é absorvida pelas células da mucosa intestinal. Dento das células os ácidos graxos de cadeia pequena (menos que 10 carbonos) vão para o sangue onde se associam ás proteínas plasmáticas para serem transportados. Os ácidos graxos de cadeia longa são utilizados para sintetizar novamente triglicerídios. Os triglicérides e colesterol absorvidos no epitélio intestinal se ligam aos ______________________ (lipoproteína) que são coletados pelas veias linfáticas e que drenam na circulação sistêmica via ducto torácico. Dentro de poucas horas após a alimentação, a maior parte dos quilomícrons serão removidos do sangue através da lipase lipoprotéica (LPL), enzima localizada nas células endoteliais que revestem os capilares em muitos tecidos. O destino das gorduras será a oxidação nas células musculares ou armazenamento sob forma de ácidos graxos nas células adiposas do tecido subcutâneo. E o colesterol carreado nos quilomícrons é levado para o fígado. Portanto, a digestão e absorção dos lipídeos ingeridos ocorrem no intestino delgado, e os ácidos graxos liberados dos triacilgliceróis são unidos e enviados para os músculos e tecido adiposo. Os sete passos são: Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  39. 39. 46 MAPA MENTAL - LIPÍDEOS Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  40. 40. 47 ATIVIDADES 1) Cite quatro características que os lipídeos, de uma forma geral, apresentam. - - - - 2) Esquematize a estrutura de: ácido graxo, glicerol, monoaciglicerol, diaciglicerol e triaciglicerol. 3) Aponte seis funções dos lipídeos no organismo humano e escolha 3 para explicar. - - - - - - 4) Como os ácidos graxos podem ser classificados em função do número de carbonos e do grau de saturação? Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  41. 41. 48 5) O que são ácidos graxos essenciais? Quais são os principais? Em que alimentos são encontrados? Qual a importância destes para o organismo? 6) O que são gorduras trans? Por que são consideradas maléficas para á saúde? 7) Por que os triacilgliceróis são importantes biologicamente? Como são constituídos quimicamente? 8) Como e onde os lipídeos são armazenados e transportados? 9) O que é colesterol? Quais as suas principais funções? Onde é produzido? E, quando em excesso, o que pode ocasionar? Diferencie LDL de HDL. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  42. 42. 49 10) Aponte 3 doenças relacionadas com os lipídeos e suas principais características. 11) Qual é órgão onde ocorre a digestão do lipídeos? Como e onde são absorvidos os lipídeos ingeridos. 12) Quais são os principais produtos da digestão dos lipídeos? Cite as enzimas envolvidas. 13) Aponte os 7 passos do processo digestivo dos lipídeos. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  43. 43. 50 14) Das reações importantes que ocorrem com os lipídeos podemos citar a hidrogenação, saponificação e oxidação. Pesquise as principais características e as alterações que ocorrem em cada uma delas. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  44. 44. 51 Revisão Lipídeos Instruções: Responda atentamente as questões abaixo sem consultar o material. 1) Assinale V (verdadeiro) e F (falso) para as alternativas abaixo relacionados com a estrutura dos lipídeos: ( ) Os lipídeos constituem a classe de compostos com estrutura bastante variada, caracterizados por sua falta de solubilidade em solventes orgânicos e por serem praticamente insolúveis em água. ( ) Muitos lipídeos são anfipáticos (exceto os triacilgliceróis), ou seja, apresentam na molécula uma parte hidrofílica e outra parte hidrofóbica. ( ) Exercem diversas funções biológicas, como componentes de membranas( principalmente constituídos por fosfolipídeos), isolantes térmicos, no entanto, não são considerados como reserva de energia. ( ) As principais categorias de lipídeos podem ser considerados os ácidos graxos, triacilgiceróis, glicerofosfolipídeos, esfingolipídeos e esteróides. 2) Complete as frases abaixo com as seguintes palavras: insaturações, ácidos graxos livres, par, ramificações, glicerol, triacilgliceróis, esfingolipídeos, fusão, 14 carbonos, 16 e 18 carbonos. a) os ácidos graxos são ácidos monocarboxílicos, geralmente com uma cadeia carbônica longa, com número _________ de átomos de carbono e sem ________________, podendo ser saturada ou insaturada b) Os __________________ são pouco encontrados nos organismos, mais freqüentemente estão ligados a um álcool, que pode ser o _______________ (triacilgliceróis e os glicocerofosfolipídeos) ou a esfingosina (esfingolipídeos). c) Os _______________ são uma forma de armazenamento de ácidos graxos e os ____________________ fazem parte das membranas celulares. d) Os ácidos graxos mais comuns são os de __________________. As propriedades físicas dos ácidos graxo e dos lipídeos deles derivados dependem da ocorrência ou não de __________________ na cadeia de hidrocarbonetos e do seu comprimento. e) a temperatura de _____________ dos ácidos graxos diminui com o número de insaturações e aumenta com o comprimento da cadeia. Ácidos graxos saturados com mais de ___________________ são sólidos e, se possuírem pelo menos uma dupla ligação, são líquidos. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  45. 45. 52 3) Correlacione a coluna da direita com a da esquerda estabelecendo a correta definição: a) triacilgliceróis ____ De acordo com a sua natureza física podem ser classificados em três grupos: esfingomielinas, cerebrosídeos e gangliosídeos. b) glicerofosfolipídeos ____ O composto chave deste grupo é o colesterol, influencia na fluidez das membranas celulares, é importante síntese de c) esfingolipídeos hormônios sexuais, sais biliares e vitamina D. Também é muito conhecido por sua associação com a aterosclerose. Nos vegetais o teor de colesterol é 100 vezes menor do que nos d) esteróides animais, sendo considerado igual a zero, para fins dietéticos. ____ São compostos essencialmente apolares que podem ser armazenados na célula de forma praticamente anidra. São os lipídeos mais abundantes da natureza, constituídos por 3 moléculas de ácidos graxos esterificadas a uma molécula de glicerol, ou seja, apresentam 3 grupos acila. Os óleos vegetais são utilizados para a fabricação de margarinas, através do processo de hidrogenação, e são líquidos, por serem ricos em ácidos graxos insaturados. ____ A molécula contém uma região polar, composta pelo grupo fosfato e seus substituintes, e uma parte apolar, devisa aos ácidos graxos e glicerol.Por conterem fosfato são denominados de fosfolipídeos. 4) Sabendo-se que as lipoproteínas plasmáticas são classificadas segundo sua densidade, que é tanto menor quanto maior for o seu teor de lipídeos, circule a palavra que melhor corresponde a descrição: a) VLDL (very low density), IDL(intermediate density), LDL(low density), HDL (high density) Tem a função oposta à das LDL, atuando na remoção do colesterol dos tecidos para o fígado. b) VLDL (very low density), IDL(intermediate density), LDL(low density), HDL (high density) São a principal fonte de colesterol para os tecidos, exceto fígado e intestinos c) VLDL (very low density), IDL(intermediate density), LDL(low density), HDL (high density) Tem origem hepática e transportam triacilgliceróis e colesterol para os outros tecidos e originam as IDL. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  46. 46. 53 COLESTEROL O que é? O colesterol é um tipo de gordura (LIPÍDIO) encontrada naturalmente em nosso organismo e fundamental para o seu funcionamento normal. O colesterol é o componente estrutural das MEMBRANAS CELULARES em todo nosso corpo e está presente no cérebro, nervos, músculos, pele, fígado, intestinos e coração. Nosso corpo usa o colesterol para produzir vários HORMÕNIOS, VITAMINA D e ÁCIDOS BILIARES que ajudam na digestão das gorduras. E 70% dele é fabricado pelo nosso próprio organismo no FÌGADO, enquanto os outros 30% vêm da dieta. Por que é importante entender o colesterol? Quando o excesso (HIPERCOLESTEROLEMIA), o colesterol pode depositar-se nas paredes das artérias – vasos que levam sangue para os órgãos e tecido – determinando um processo conhecido como ATEROSCLEROSE. Se esse depósito ocorrer nas ARTÉRIAS CORONÁRIAS, pode causar ANGINA (dor no peito) e INFARTO DO MIOCÁRDIO. Se acontecer nas artérias cerebrais pode provocar acidente vascular cerebral (DERRAME). Portanto, o colesterol alto é um FATOR DE RISCO para o desenvolvimento de DOENÇAS CARDIOVASCULARES. Procure e marque no diagrama de letras, as palavras em DESTAQUE no texto. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  47. 47. 54 Quais os tipos de colesterol? Existem dois tipo de colesterol no SANGUE: - O LDL-colesterol (low-density lipoprotein), também chamado de “MAU” COLESTEROL, que promove o DEPÓSITO do colesterol nas PAREDES das suas artérias e corresponde a 75% do total do colesterol em CIRCULAÇÃO. Quanto maior o LDL-C, maior o RISCO de problemas. - O HDL-colesterol (high-density lipoprotein), também chamado de “BOM COLESTEROL”, transporta o colesterol das células para o FÍGADO, eliminando-o pela BILE e pelas FEZES. Fornece PROTEÇÃO contra a ATEROSCLEROSE e, se o seu NÍVEL estiver baixo, o risco de DOENÇA CARDIOVASCULAR aumenta. Preencha o diagrama com as palavras em destaque no texto. Lipídeos Valores (Mg/dL) Categoria < 200 Ótimo Colesterol total 200-239 Limítrofe >240 Alto < 100 Ótimo 100-129 Desejável LDL-colesterol 130-159 Limítrofe 160-189 Alto < 40 Baixo HDL-colesterol >60 Alto < 150 Ótimo 150-200 Limítrofe Triglicerídeos 200-499 Alto >500 Muito alto Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  48. 48. 55 O que faz o nível de colesterol eleva-se? Existe uma série de fatores que promovem elevação do colesterol. Alguns são modificáveis, pois se relacionam ao estilo de vida do indivíduo enquanto outros são inerentes e não podem ser modificados. Fatores que você pode controlar: - exercício: exercícios aeróbios são uma forma de aumentar o HDL-C e reduzir o LDL-C, perder peso e controlar a pressão arterial. - peso: o excesso de peso tende a aumentar o nível de LDL (“mau colesterol). A perda de peso pode ajudar a diminuir os LDL-c e aumentar os níveis de HDL (“bom” colesterol). - dieta balanceada: o excesso de peso, especialmente a gordura abdominal, aumenta uma outra substancia gordurosa chamada Triglicérides. Além disso, reduz o nível de HDL- C e aumenta o LDL-C. O colesterol só é encontrado nos alimentos de ORIGEM ANIMAL, que são ricos em GORDURAS do tipo SATURADA. Assim, pode-se citar carnes e derivados, FRUTOS DO MAR, GEMA DE OVO, LEITE e seus derivados. Outras fontes de gordura saturada são os alimentos INDUSTRIALIZADOS: bolos, biscoitos, chocolates, tortas, sorvetes. ALIMENTOS VEGETAIS: COCO, banha de coco, azeite-de-dendê. As gorduras insaturadas ajudam a diminuir o colesterol sanguíneo, mas podem ser muito CALÓRICAS, por isso devem ser consumidas com cuidado. Estão presentes nos ÒLEOS VEGETAIS (oliva, canola, soja, milho, GIRASSOL), nozes, avelãs, abacate, margarinas. Fatores que você não pode controlar: - GÊNERO: homens têm mais risco de apresentar colesterol elevado do que as mulheres. Mas depois da MENOPAUSA, o LDL-c da mulher aumenta, enquanto que o HDL-c diminui. - IDADE: o colesterol aumenta com a IDADE. Nos homens, isso ocorre a partir dos 45 anos e, nas mulheres, a partir dos 55. - HEREDITARIEDADE: os genes podem influenciar o nível de LDL-c através da velocidade com que o mesmo é produzido e removido do SANGUE. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  49. 49. 56 PROTEÍNAS Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  50. 50. 57 AMINOÁCIDOS Os aminoácidos (aas) funcionam não só como unidades estruturais para a formação das proteínas, mas também como precursores de uma série de substâncias biologicamente importantes como hormônios e pigmentos, etc. Os aminoácidos são as unidades estruturais básicas das proteínas. Dispostos em seqüências específicas, os aminoácidos dão identidade e caráter as proteínas. Os organismos vivos são formados por 20 tipos de aminoácidos. Os aminoácidos encontrados nas proteínas possuem em comum a presença de um grupo amino (-NH2), um grupo carboxíla (-COOH), um átomo de hidrogênio (H) e um radical R diferenciado (cadeia lateral), ligados a um átomo de carbono (carbono alfa, quiral ou opticamente ativo (Figura 11). Dois aminoácidos não se encaixam nesta definição, a glicina que possui como radical o átomo de hidrogênio e a prolina que contêm o grupo imino (-NH) em substituição ao grupo amino (-NH2),estruturalmente considerada como um iminoácido, mas se inclui entre os aminoácidos por apresentar propriedades semelhantes a estes. A ligação peptídica (reação de condensação) se forma entre o grupo carboxila de um aminoácido e o Figura 11– Estrutura grupo amino do outro. Esta ligação ocorre através da geral de um aminoácido liberação de uma molécula de água para cada ligação peptídica formada (Figura 12). Figura 12 – Formação de um dipeptídeo A união de 2 aas formam um dipeptídeo, de 3 aas um tripeptídeo de n aas formam um polipetídeo e a união de vários peptídeos formam uma proteína. Além da ligação peptídica, outras ligações podem ser importantes para a determinação da estrutura protéica, como pontes de hidrogênio, ligações eletrostáticas/salinas/iônicas, hidrofóbicas/apolares/Van der Walls, ligações polares/dipolo-dipolo e pontes dissulfeto. Profa. Dra. Janesca Alban Roman
  51. 51. 58 1. CLASSIFICAÇÃO 1.1 Essenciais e não essenciais Essenciais, ou indispensáveis: são aqueles que o organismo humano não consegue sintetizar. Desse modo, eles devem ser obrigatoriamente ingeridos através de alimentos, pois caso contrário, ocorre a desnutrição. Assim, a alimentação deve ser a mais variada possível para que o organismo se satisfaça com o maior número desses aminoácidos. As principais fontes desses aminoácidos são a carne, o leite e o ovo. A falta desses aminoácidos pode levar à perda de peso, diminuição do crescimento, balanço nitrogenado negativo e sintomas clínicos. Os aminoácidos não-essenciais, ou dispensáveis, são aqueles que o organismo humano consegue sintetizar a partir dos alimentos ingeridos. Os aminoácidos condicionalmente essenciais ou condicionalmente indispensáveis: Quando o organismo precisa de certo aminoácido em algumas condições específicas: desnutridos, cirurgias, lesões. A arginina pode ser sintetizada, mas é requerida em quantidades maiores para o crescimento e desenvolvimento normais e a histidina é um aa essencial para crianças. Quadro 14- Classificação dos aminoácidos Essenciais Condicionalmente Não essenciais essenciais Fenilalanina Arginina Alanina Isoleucina Cisteína e cistina Ácido aspártico Leucina Glicina Ácido glutâmico Lisina Glutamina Asparagina Metionina Histidina Treonina Prolina Triptofano Serina Valina Taurina Tirosina Fonte: Adaptado de Waitzberg, 2006. 1.2 Cadeia lateral Com base na cadeia lateral dos aminoácidos estes podem ser classificados como apolares ou polares (sem carga, carregados positivamente (básicos) ou carregados negativamente (ácidos). Essas propriedades químicas isoladas dos aminoácidos continuam existindo após a inserção de resíduos destes na cadeia protéica e garantem as propriedades químicas das proteínas. A partir desses blocos de construção distintos, os organismos podem sintetizar produtos muitos diferentes entre si, como enzimas, hormônios, anticorpos, penas de pássaros, teias de aranha, antibióticos, venenos de fungos peçonhentos, entre tantos outros produtos, cada qual com sua atividade biológica característica. Profa. Dra. Janesca Alban Roman

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