Bioquímica básica

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Bioquímica básica

  1. 1. Bioquímica básica Os macro e micronutrientes celulares
  2. 2. Relembrando a Célula A célula representa a menor porção de matéria viva. São as unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos. Estruturalmente podem ser comparadas aos tijolos de uma casa, a funcionalmente podem ser comparadas aos aparelhos e eletrodomésticos que tornam uma casa habitável. Cada tijolo ou aparelho seria como uma célula. Alguns organismos, tais como as bactérias, são unicelulares (consistem em uma única célula). Outros organismos, tais como os seres humanos, são pluricelulares.
  3. 3. O corpo humano é constituído por 10 trilhões (1013) de células além de 90 trilhões de células de microrganismos que vivem em simbiose com o nosso organismo; Um tamanho de célula típico é o de 10 µm (micrômetro = milionésimo de metro = 1 × 10-6 m); uma massa típica da célula é 1 ng (nanograma = bilionésimo de grama = 1 × 10-9 grama).
  4. 4. A palavra "célula" vem do latim: cellula (quarto pequeno). O nome descrito para a menor estrutura viva foi escolhido por Robert Hooke. Em um livro que publicou em 1665, ele comparou as células da cortiça com os pequenos quartos onde os monges viviam.
  5. 5. Teoria Celular No final da década de 1830, dois cientistas alemães, Matthias Jakob Schleiden, ex-advogado que abandonou a profissão para estudar a estrutura e fisiologia das plantas, determinando também que todas as plantas apresentavam organização celular, e Theodor Schwann, médico dedicado ao estudo da anatomia dos animais, estenderam a teoria de Mathias aos animais, formulando a hipótese de que todos os seres vivos são constituídos por células, construindo a base da teoria celular.
  6. 6. Idéias principais da Teoria Celular Todos os seres vivos, exceto os vírus, são formados por células e pelos seus produtos. Portanto, as células são as unidades morfológicas dos seres vivos; As atividades fundamentais que caracterizam a vida ocorrem dentro da célula. Portanto, as células são as unidades funcionais ou fisiológicas dos seres vivos; Novas células formam-se pela reprodução de outras células pre-existentes, por meio da divisão celular. • Esta última ideia foi uma conclusão do Russo Rudolph Virchow em 1855. Ele resumiu esta ideia numa frase em latim, que se tornou muito famosa: "Ommis cellula ex cellula". • A ideia de Virchow foi apoiada, em 1878, pelo biólogo Walther Flemming, quem descreveu a ricos detalhes o processo de reprodução celular.
  7. 7. Hooke Schleiden Virchow Schwann
  8. 8. De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em: Células Procariontes Células Eucariontes
  9. 9. Procariontes Principais características: • ausência da membrana nuclear individualizando o núcleo celular; • ausência de algumas organelas • pequeno tamanho celular • Possuem DNA na forma de um anel e disperso no citoplasma.
  10. 10. Eucariontes Possuem membrana nuclear individualizada e vários tipos de organelas. Todos os animais e plantas são dotados deste tipo de células. Nesse grupo encontram-se os protistas, fungos, animais e vegetais, entretanto dois tipos distintos se destacam: Células Vegetais - com cloroplastos e com parede celular; normalmente, apenas, um grande vacúolo central Células Animais - sem cloroplastos e sem parede celular; vários pequenos vacúolos
  11. 11. Do que são feitas as células??? Na constituição das células vivas, os átomos se agrupam em moléculas e, dentre elas, a mais abundante é a água. São conhecidos, na natureza, perto de 100 elementos químicos diferentes. Todavia, quatro deles constituem mais de 95% de toda a matéria viva: o carbono, o hidrogênio, o nitrogênio e o oxigênio e, em quantidades bem menores, o fósforo e o enxofre.
  12. 12. Compare a quantidade desses elementos nos seres humanos e em um vegetal, a alfafa, com a da Escherichia coli (uma bactéria) Humanos Alfafa Escherichia coli
  13. 13. A estrutura e o funcionamento das células de plantas, bactérias, homens, peixes e outros seres vivos são mantidos por pouco mais de 40 tipos fundamentais de moléculas. Observe a distribuição de algumas dessas substâncias na célula de Escherichia coli. Nota-se um enorme predomínio da água, substância mais abundante em todas as células. A água, os sais, o oxigênio e o gás carbônico são substâncias inorgânicas. Caracterizam-se pela pequena complexidade e pela baixa quantidade de energia que possuem. As substâncias orgânicas geralmente são complexas e ricas em energia. Proteínas, açúcares, gorduras e ácidos nucléicos são exemplos de materiais orgânicos abundantes nos seres vivos.
  14. 14. A água As propriedades da água que a tornam fundamental para a vida se relacionam com sua estrutura molecular. Embora, na molécula de água, o total de cargas positivas seja igual ao de cargas negativas, a distribuição de tais cargas não é regular. Uma extremidade concentra cargas positivas e outra, cargas negativas. A molécula de água é polar e se comporta como um pequeno ímã.
  15. 15. A água As moléculas de água, na superfície, encontram-se tão aderidas que formam uma película capaz de permitir que pequenos insetos caminhem sobre ela. Essa adesão é chamada tensão superficial. Algumas das importantes propriedades da água se relacionam com sua característica polar e com as pontes de hidrogênio.
  16. 16. A água O pólo positivo de uma molécula é atraído pelo pólo negativo de outras moléculas. A ligação que se estabelece é a ponte de hidrogênio que, embora fraca, permite a união entre as moléculas de água, mantendo-a fluida e estável nas condições habituais do ambiente.
  17. 17. A água Capacidade solvente - O papel mais importante da água se associa à capacidade de dissolver substâncias químicas. É chamada solvente universal. Para que uma substância seja dissolvida pela água, deve ter uma certa afinidade com ela. As partículas que têm características elétricas semelhantes às da água, como o sal de cozinha e o açúcar, também polares, são dissolvidas com mais facilidade. Ao separar as moléculas, aumentando sua movimentação, a dissolução facilita a ocorrência de reações químicas, já que aumenta a chance de ocorrerem choques entre as partículas.
  18. 18. Ativação enzimática - As reações químicas que ocorrem na célula têm sua velocidade aumentada pelas enzimas, que só agem na presença de água. Há reações nas quais a água participa como um dos reagentes. São as reações de hidrólise.
  19. 19. Transporte - há um contínuo fluxo de água no interior das células, que permite uma eficiente distribuição de substâncias por todos os seus compartimentos. Os sistemas circulatórios dos animais e os vasos condutores dos vegetais usam a água como veículo de distribuição de materiais entre as várias partes do corpo (pelo sangue e pela seiva).
  20. 20. Proteção térmica - ainda que a água receba ou perca muito calor, sua temperatura varia pouco. Como os seres vivos têm grande quantidade de água, estão relativamente protegidos contra grandes oscilações na temperatura corporal. Além disso, a água da transpiração, ao evaporar, retira calor do corpo, esfriando-o.
  21. 21. A água A quantidade de água varia de um ser vivo para outro No corpo humano, representa 65% da sua massa, enquanto na água- viva chega a mais de 98% Veja, por exemplo, no corpo humano:
  22. 22. Carboidratos Também conhecido como glicídios, os carboidratos são alimentos que em geral têm função energética no organismo, isto é, atuam como “combustíveis”, fornecendo a energia necessária às atividades das células. As principais fontes de carboidratos são o açúcar (doces, hortaliças e leite), os cereais e os grãos, portanto, são encontrados nas frutas, mel, sucrilhos, aveia, granola, arroz, feijão, milho, pipoca, farinhas, pães, bolos e demais massas. Existem vários tipos de carboidratos: a glicose, a frutose, a sacarose, a lactose, o amido entre outros.
  23. 23. Carboidratos Uma classificação simplificada dos carboidratos, ou glicídios, consiste em dividi-los em três categorias principais: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.
  24. 24. Monossacarídeos Os monossacarídeos são carboidratos simples, de formula molecular (CH2O)n, onde n é no mínimo 3 e no máximo 8. São os verdadeiros açúcares, solúveis em água e, de modo geral, de sabor adocicado. Os de menor número de átomos de carbono são as trioses (contêm três átomos de carbono). Os biologicamente mais conhecidos são os formados por cinco átomos de carbonos (chamados de pentoses) e os formados por seis átomos de carbono (hexoses).
  25. 25. Oligossacarídeos Oligossacarídeos são açúcares, formados pela união de dois a seis monossacarídeos, geralmente hexoses. O prefixo oligo deriva do grego e quer dizer pouco. Os oligossacarídeos mais importantes são os dissacarídeos.
  26. 26. Dissacarídeos Açucares formados pela união de duas unidades de monossacarídeos, como, por exemplo, sacarose, lactose e maltose. São solúveis em água e possuem sabor adocicado. Para a formação de um dissacarídeo , ocorre reação entre dois monossacarídeos, havendo liberação de uma molécula de água. É comum utilizar o termo de desidratação intermolecular para esse tipo de reação, em que resulta uma molécula de água durante a formação de um composto originado a partir de dois outros.
  27. 27. Sacarose É o açúcar mais utilizado para o preparo de doces, sorvetes, para adoçar refrigerantes não dietéticos e o “cafezinho”. Sua fórmula molecular é C12H22O11. Esse açúcar é resultado da união de uma frutose e uma glicose. Como foi visto na tabela anterior, tanto a glicose como a frutose possuem a fórmula molecular C6H12O6. Como ocorre a liberação de uma molécula de água para a formação de sacarose, a sua fórmula molecular possui dois hidrogênios e um oxigênio a menos.
  28. 28. Polissacarídeos Como o nome sugere (poli é um termo derivado do grego e quer dizer muitos), os polissacarídeos são compostos macromoleculares (moléculas gigantes), formadas pela união de muitos (centenas) monossacarídeos. Os três polissacarídeos mais conhecidos dos seres vivos são amido, glicogênio e celulose. Ao contrário da glicose, os polissacarídeos dela derivados não possuem sabor doce, nem são solúveis em água.
  29. 29. Proteínas As proteínas possuem um papel fundamental no crescimento, já que muitas delas desempenham papel estrutural nas células, isto é, são componentes da membrana plasmática, das organelas dotadas de membrana, do citoesqueleto dos cromossomos etc. E para produzir mais células é preciso mais proteína. Sem elas não há crescimento normal. A diferenciação e a realização de diversas reações químicas componentes do metabolismo celular dependem da paralisação de diversas reações químicas componentes do metabolismo celular dependem da participação de enzimas , uma categoria de proteínas de defesa, chamadas anticorpos. Sem eles, nosso organismo fica extremamente vulnerável.
  30. 30. Proteínas estruturais ou plásticas São aquelas que participam dos tecidos dando-lhes rigidez, consistência e elasticidade. Colágeno (constituinte das cartilagens), Actina e Miosina (presentes na formação das fibras musculares), Queratina (principal proteína do cabelo), Fibrinogênio (presente no sangue), Albumina (encontrada em ovos) e outras.
  31. 31. Colágeno Queratina Fibrinogênio Actina Miosina Albunina
  32. 32. Proteínas hormonais Exercem alguma função específica sobre algum órgão ou estrutura de um organismo como, por exemplo, a insulina que retira a glicose em excesso do sangue (embora tecnicamente a insulina seja considerada apenas um polipeptídeo, devido a seu pequeno tamanho).
  33. 33. Proteínas de defesa Os anticorpos são proteínas que realizam a defesa do organismo, especializados no reconhecimento e neutralização de vírus, bactérias e outras substâncias estranhas. O fibrinogênio e a trombina são outras proteínas de defesa, responsáveis pela coagulação do sangue e prevenção de perda sanguínea em casos de cortes e ferimentos.
  34. 34. Proteínas como moedas energéticas Obtenção de energia a partir dos canais que compõem as proteínas.
  35. 35. Proteínas com ação enzimática Enzimas são proteínas capazes de catalisar reações bioquímicas como, por exemplo, as lipases. As enzimas não reagem, são reutilizadas (sempre respeitando o sítio ativo) e são específicas.
  36. 36. Proteínas condutoras de gases O transporte de gases (principalmente do oxigênio e um pouco do gás carbônico) é realizado por proteínas como a hemoglobina e hemocianina presentes nos glóbulos vermelhos ou hemácias .
  37. 37. Proteínas As proteínas são macromoléculas formadas por uma sucessão de moléculas menores conhecidas como aminoácidos. A maioria dos seres vivos, incluindo o homem, utiliza somente cerca de vinte tipos diferentes de aminoácidos, para a construção de suas proteínas. Com eles, cada ser vivo é capaz de produzir centenas de proteínas diferentes e de tamanho variável.
  38. 38. Como isso é possível a partir de um pequeno número de aminoácidos??? Imagine um brinquedo formado por peças de plástico, encaixáveis umas nas outras, sendo as cores em número de vinte, diferentes entre si. Havendo muitas peças de cada cor, como você procederia para montar várias seqüências de peças de maneira que cada seqüência fosse diferente da anterior? Provavelmente , você repetiria as cores, alternaria muitas delas, enfim, certamente inúmeras seriam as seqüências e todas diferentes entre si. O mesmo raciocínio é valido para a formação das diferentes proteínas de um ser vivo, a partir de um conjunto de vinte aminoácidos.
  39. 39. Aminoácidos e ligações peptídicas Cada aminoácido é diferente de outro. No entanto, todos possuem alguns componentes comuns. Todo aminoácido possui um átomo de carbono, ao qual estão ligados uma carboxila, uma amina e um hidrogênio. A quarta ligação é a porção variável, representada por R, e pode ser ocupada por um hidrogênio, ou por um metil ou por outro radical.
  40. 40. Ligação Peptídica – unindo Aminoácidos Do mesmo modo que em um trem cada vagão está engatado ao seguinte, em uma proteína cada aminoácido está ligado a outro por uma ligação peptídica. Por meio dessa ligação, o grupo amina de um aminoácido une-se ao grupo carboxila do outro, havendo a liberação de uma molécula de água. Os dois aminoácidos unidos formam um dipeptídio.
  41. 41. Ligação Peptídica – unindo Aminoácidos A ligação de um terceiro aminoácido ao dipeptídeo origina um tripeptídeo que então, contém duas ligações peptídicas. Se um quarto aminoácido se ligar aos três anteriores, teremos um tetrapeptídeo, com três ligações peptídicas. Com o aumento do número de aminoácidos na cadeia, forma-se um polipetídio, denominação utilizada até o número de 70 aminoácidos. A partir desse número considera-se que o composto formado é uma proteína.
  42. 42. Aminoácidos naturais (não-essenciais) Todos os seres vivos produzem proteínas. No entanto, nem todos produzem os vinte tipos de aminoácidos necessários para a construção das proteínas. O homem, por exemplo, é capaz de sintetizar no fígado apenas onze dos vinte tipos de aminoácidos. Esses onze aminoácidos são considerados naturais para a nossa espécie. São eles: alanina, asparagina, cisteína, glicina, glutamina, histidina, prolina, tiroxina, ácido aspártico, ácido glutâmico.
  43. 43. Aminoácidos essenciais Os outros nove tipos, os que não sintetizamos, são os essenciais e devem ser obtidos de quem os produz (plantas ou animais). São eles: arginina, fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, serina, treonina, triptofano e valina. É preciso lembrar que um determinado aminoácido pode ser essencial para uma espécie e ser natural para outra. Por exemplo, os gatos também precisam ingerir taurina.
  44. 44. Uma visão especial da proteína Uma molécula de proteína tem, a grosso modo, formato de um colar de contas. O fio fundamental da proteína, formado como uma seqüência de aminoácidos (cuja sequência é determinada geneticamente), constitui a chamada estrutura primária da proteína.
  45. 45. Proteínas Ocorre, porém, que o papel biológico da maioria das proteínas depende de uma forma espacial muito mais elaborada. Assim, o fio fundamental é capaz de se enrolar sobre si mesmo, resultando um filamento espiralado que conduz à estrutura secundária, mantida estável por ligações que surgem entre os aminoácidos. Novos dobramentos da espiral conduzem a uma nova forma, globosa, mantida estável graças a novas ligações que ocorrem entre os aminoácidos. Essa forma globosa representa a estrutura terciária.
  46. 46. Proteínas Em certas proteínas, cadeias polipeptídicas em estruturas terciárias globosa unem-se, originando uma forma espacial muito complexa, determinante do papel bioquímico da proteína. Essa nova forma constitui a estrutura quaternária dessas proteínas.
  47. 47. Forma e função das proteínas A estrutura espacial de uma proteína está relacionada à função biológica que ela exerce. Por enquanto, lembre-se que, a manutenção das estruturas secundárias e terciárias deve-se a ligações que ocorrem entre os aminoácidos no interior da molécula protéica, determinando os diferentes aspectos espaciais observados.
  48. 48. Proteínas O aquecimento de uma proteína a determinadas temperaturas promove a ruptura das ligações internas entre os aminoácidos, responsáveis pela manutenção das estruturas secundária e terciária. Os aminoácidos não se separam, não se rompem as ligações peptídicas, porém a proteína fica “desmantelada”, perde a sua estrutura original. Dizemos que ocorreu uma desnaturação proteica, com perda da sua forma origina. Dessa maneira a função biológica da proteína é prejudicada.
  49. 49. Proteínas Nem sempre, porém, é a temperatura ou a alteração da acidez do meio que provoca a mudança da forma da proteína. Muitas vezes, a substituição de um simples aminoácido pode provocar alteração da forma da proteína.
  50. 50. Um exemplo importante é a substituição, na molécula de hemoglobina, do aminoácido ácido glutâmico pelo aminoácido valina. Essa simples troca provoca uma profunda alteração na forma da molécula inteira de hemoglobina, interferindo diretamente na sua capacidade de transportar oxigênio. Hemácias contendo a hemoglobina alterada adquirem o formato de foice, quando submetidas a certas condições, o que deu nome a essa anomalia: anemia falciforme.
  51. 51. Enzimas A vida depende da realização de inúmeras reações químicas que ocorrem no interior das células e também fora delas (em cavidades de órgãos, por exemplo). Por outro lado, todas essas reações dependem, para a sua realização , da existência de uma determinada enzima. As enzimas são substâncias do grupo das proteínas e atuam como catalisadores de reações químicas.
  52. 52. Enzimas Catalisador é uma substância que acelera a velocidade de ocorrência de uma certa reação química. Muitas enzimas possuem, além da porção proteica propriamente dita, constituída por uma sequência de aminoácidos, uma porção não-proteica.
  53. 53. Enzimas A parte protéica é a apoenzima e a não protéica é o co-fator. Quando o co-fator é uma molécula orgânica, é chamado de coenzima. O mecanismo de atuação da enzima se inicia quando ela se liga ao reagente, mais propriamente conhecido como substrato. É formado um complexo enzima-substrato, instável, que logo se desfaz, liberando os produtos da reação a enzima, que permanece intacta embora tenha participado da reação.
  54. 54. Enzimas Mas para que ocorra uma reação química entre duas substâncias orgânicas que estão na mesma solução é preciso fornecer uma certa quantidade de energia, geralmente, na forma de calor, que favoreça o encontro e a colisão entre elas. A energia também é necessária para romper ligações químicas existentes entre os átomos de cada substância, favorecendo, assim a ocorrência de outras ligações químicas e a síntese de uma nova substância a partir das duas iniciais. A enzima provoca uma diminuição da energia de ativação necessária para que uma reação química aconteça e isso facilita a ocorrência da reação.
  55. 55. Mecanismo chave-fechadura Na catálise de uma reação química, as enzimas interagem com os substratos, formando com eles, temporariamente, o chamado complexo enzima-substrato. Na formação das estruturas secundária e terciária de uma enzima (não esqueça que as enzimas são proteínas), acabam surgindo certos locais na molécula que servirão de encaixe para o alojamento de um ou mais substratos, do mesmo modo que uma chave se aloja na fechadura.
  56. 56. Macanismo de chave- fechadura Esses locais de encaixe são chamados de sítio ativos e ficam na superfície da enzima. Ao se encaixarem nos sítios ativos, os substratos ficam próximos um do outro e podem reagir mais facilmente. Assim que ocorre a reação química com os substratos, desfaz-se o complexo enzima-substrato. Liberam-se os produtos e a enzima volta a atrair novos substratos para a formação de outros complexos. Lembre-se!! Uma enzima não é consumida durante a reação química que ela catalisa.
  57. 57. Fatores que influenciam na atividade enzimática - Temperatura A temperatura é um fator importante na atividade das enzimas. Dentro de certos limites, a velocidade de uma reação enzimática aumenta com o aumento da temperatura. Entretanto, a partir de uma determinada temperatura, a velocidade da reação diminui bruscamente.
  58. 58. Fatores que influenciam na atividade enzimática - Temperatura O aumento de temperatura provoca maior agitação das moléculas e, portanto, maiores possibilidades de elas se chocarem para reagir. Porém, se for ultrapassada certa temperatura, a agitação das moléculas se torna tão intensa que as ligações que estabilizam a estrutura espacial da enzima se rompem e ela se desnatura.
  59. 59. Fatores que influenciam na atividade enzimática – Temperatura Para cada tipo de enzima existe uma temperatura ótima, na qual a velocidade da reação é máxima, permitindo o maior número possível de colisões moleculares sem desnaturar a enzima. A maioria das enzimas humanas, têm sua temperatura ótima entre 35 e 40ºC, a faixa de temperatura normal do nosso corpo. Já bactéria que vivem em fontes de água quente têm enzimas cuja temperatura ótima fica ao redor de 70ºC.
  60. 60. Fatores que influenciam na atividade enzimática - pH Cada enzima tem um pH ótimo de atuação, no qual a sua atividade é máxima. O pH ótimo para a maioria das enzimas fica entre 6 e 8, mas há exceções. A pepsina, por exemplo, uma enzima digestiva estomacal, atua eficientemente no pH fortemente ácido de nosso estômago (em torno de 2), onde a maioria das enzimas seria desnaturada. A tripsina, por sua vez, é uma enzima digestiva que atua no ambiente alcalino do intestino, tendo um pH ótimo situado em torno de 8.
  61. 61. Proteínas e nossa alimentação O desenvolvimento saudável de uma criança depende do fornecimento de proteína de qualidade. Por proteínas de qualidade entende-se as que possuem todos os aminoácidos essenciais para a nossa espécie. A maturação cerebral depende do fornecimento correto, na idade certa, das proteínas de alto valor nutritivo. Pobreza de proteínas na infância acarreta sérios problemas de conduta e raciocínio na fase adulta.
  62. 62. Proteínas e nossa alimentação A doença conhecida como Kwashiorkor, em que a criança apresenta a abdômen e membros inchados, alteração na cor dos cabelos e precário desenvolvimento intelectual, é uma manifestação de deficiência protéica na infância e mesmo em adultos.
  63. 63. Proteínas e nossa alimentação As autoridades mundiais estão cada vez mais preocupadas com a correta alimentação dos povos que, normalmente, não possuem acesso fácil aos alimentos proteicos. Em muitas regiões do mundo, as pessoas recorrem aos alimentos ricos em carboidratos (excelentes substâncias fornecedoras de energia), porém pobre em aminoácidos.
  64. 64. Proteínas e nossa alimentação Elas engordam, mas apresentam deficiência em proteínas. O ideal é incentivar o consumo de mais proteínas e obter, assim, um desenvolvimento mais saudável do organismo. As proteínas mais "saudáveis", de melhor qualidade, são as de origem animal. As de maior teor em aminoácidos essenciais são encontradas nas carnes de peixe, de vaca, de aves e no leite.
  65. 65. Proteínas e nossa alimentação Um aspecto importante a ser considerado no consumo de cereais, é que eles precisam ser utilizados sem ser beneficiados. No arroz, sem casca e polido, o que sobra é apenas o amido, e o mesmo ocorre com os grãos de trigo no preparo da farinha. Deve-se consumir esses alimentos na forma integral, já que as proteínas são encontradas nas películas que recobrem os grãos. Mais recentemente tem se incentivado o consumo de arroz parbolizado (do inglês, parboil = ferventar), isto é, submetido a um processo em que as proteínas da película interna à casca aderem ao grão. Outra grande fonte de proteínas é a soja e todos os seus derivados.
  66. 66. Lipídeos: mocinhos ou vilões? As duas substâncias mais conhecidas dessa categoria orgânica são as gorduras e os óleos. Se por um lado, esses dois tipos de lipídios preocupam muitas pessoas por estarem associadas a altos índices de colesterol no sangue, por outro, eles exercem importantes funções no metabolismo e são fundamentais para a sobrevivência da maioria dos seres vivos. Um dos papéis dos lipídeos é o de funcionar como eficiente reserva energética. Ao serem oxidados nas células, geram praticamente o dobro da quantidade de calorias liberadas na oxidação de igual quantidade de carboidratos. Outro papel dos lipídios é o de atuar como eficiente isolante térmico, notadamente nos animais que vivem em regiões frias. Depósitos de gordura favorecem a flutuação em meio aquático; os lipídios são menos densos que a água.
  67. 67. Lipídeos Além desses dois tipos fundamentais de lipídios, existem outros que devem ser lembrados pelas funções que exercem nos seres vivos. São as ceras, os fosfolipídios, os esteróides, as prostaglandinas e os terpenos.
  68. 68. Lipídeos Os lipídios são compostos orgânicos insolúveis em água. Dissolvem-se bem em solventes orgânicos como o éter e o álcool. A estrutura química molecular dos lipídios é muito variável.
  69. 69. Lipídeos Pertencem à categoria dos ésteres e são formados por meio da reação de um álcool, chamado glicerol, com ácidos orgânicos de cadeia longa, conhecidos como ácidos graxos. A exemplo do que ocorre com os carboidratos, a reação do glicerol com os ácidos graxos é de condensação, havendo liberação de moléculas de água.
  70. 70. Óleos e gorduras Como o glicerol é um triálcool (possui três terminações OH na molécula), três ácidos graxos a ele se ligam, formando-se o chamado triglicerídeos. Nos seres vivos, existem diversos tipos de triglicerídeos, uma vez que são muitos os tipos de ácidos graxos deles participantes.
  71. 71. Óleos e gorduras Com relação aos ácidos graxos que participam de um triglicerídeo, lembre-se que são substâncias de cadeia longa. Em uma das extremidades de cada ácido graxo há uma porção ácida (a “cabeça”), seguida de uma longa “cauda” formada por uma sequência de átomos de carbono ligados a átomos de hidrogênio.
  72. 72. Óleos e gorduras Nos chamados ácidos graxos saturados, todas as ligações disponíveis dos átomos de carbono são ocupados por átomos de hidrogênio. Já nos ácidos graxos insaturados, nem todas as ligações do carbono são ocupadas por hidrogênios; em conseqüência, forma- se o que em química é conhecido como duplas ligação entre um átomo de carbono e o seguinte (motivo pelo qual o ácido graxo recebe a denominação de insaturado). Nos ácidos graxos poliinsaturados há mais de uma dupla ligação.
  73. 73. Fosfolipídeos As membranas biológicas são constituídas por fosfolipídios. Nos fosfolipídios há apenas duas moléculas de ácidos graxos – de natureza apolar – ligadas ao glicerol. O terceiro componente que se liga ao glicerol é um grupo fosfato (daí a denominação fosfolipídio) que, por sua vez, pode estar ligado a outras moléculas orgânicas. Assim, cada fosfolipídio contém uma porção hidrofóbica – representada pelos ácidos graxos – e uma porção hidrofílica – corresponde ao grupo fosfato e às moléculas a ele associadas. Um fato notável é que, ao serem colocadas em água, as moléculas de fosfolipídios podem assumir o formato de um esfera, conhecida como micela: as porções polares, hidrofílicas, distribuem-se na periferia , enquanto as caudas hidrofóbicas ficam no interior da micelas afastadas da água.
  74. 74. Fosfolipídeos Nas células, os fosfolipídios das membranas biológicas (membrana plasmática e de muitas organelas) dispõem-se formando bicamadas. As porções hidrofílicas ficam em contato com a água dos meios interno e externo celular, enquanto as hidrofóbicas situam- se internamente na membrana, afastadas da água, o que faz lembrar um sanduíche de pão-de-forma.
  75. 75. Prostaglandinas Essas substâncias atuam como mensageiras químicas em muitos tecidos humanos. Seu nome deriva do fato de terem sido descobertas em componentes do sêmen humano produzidos na glândula próstata.
  76. 76. Terpenos Lipídios de cadeia longa, componentes de pigmentos biologicamente importantes como a clorofila (pigmento vegetal participante da fotossíntese). Uma importante categoria de terpenos é a dos carotenóides (pigmentos amarelados), dos quais o mais importante é o B-caroteno (encontrado em muitos alimentos de origem vegetal, como a cenoura, por exemplo), que é precursor da vitamina A (retinol).
  77. 77. Esteroides Alguns esteróides são hormônios (por exemplo, a testosterona, o hormônio sexual masculino) e outros são vitaminas (por exemplo, a vitamina D). O colesterol, que para os químicos é um álcool complexo, é outro exemplo de esteroide: é importante componente de membranas celulares, embora hoje seja temido como causador de obstrução (entupimento) em artérias do coração.
  78. 78. Colesterol O colesterol não “anda” sozinho no sangue. Ele se liga a uma proteína e, dessa forma, é transportado. Há dois tipos principais de combinações: o HDL, que é o “bom colesterol” e o LDL que é o “mau colesterol”. Essas siglas derivam do inglês e significam lipoproteína de alta densidade (HDL – High Density Lipoprotein) e lipoproteína de baixa densidade (LDL – Low Density Lipoprotein).
  79. 79. Colesterol O LDL transporta colesterol para diversos tecidos e também para as artérias, onde é depositado, formando placas que dificultam a circulação do sangue, daí a denominação mau colesterol. Já o HDL faz exatamente o contrário, isto é, transporta colesterol das artérias principalmente para o fígado, onde ele é inativado e excretado como sais biliares, justificando o termo bom colesterol. O colesterol não existe em vegetais, o que não significa que devemos abusar dos óleos vegetais, porque afinal, a partir deles (ácidos graxos), nosso organismo produz colesterol.
  80. 80. Sais minerais e vitaminas As vitaminas são indispensáveis ao bom funcionamento do organismo (são nutrientes reguladores). Funcionando em parceria com os sais minerais, protegem as células, fazem dentes, ossos fortes e pele saudável. Têm um papel importante na pressão sanguínea, no funcionamento do coração, no sistema imunológico, na recuperação de ferimentos, nas funções musculares, no equilíbrio dos fluídos, no sistema reprodutor, etc.
  81. 81. Sais minerais Os minerais são nutrientes com função plástica e reguladora do organismo. É necessário ingerir cálcio e fósforo em quantidades suficientes para a constituição do esqueleto e dos dentes. Outros minerais, como o iodo e o flúor, apesar de serem necessários apenas em pequenas quantidades, previnem o aparecimento de doenças como a cárie dentária e o bócio. Uma alimentação pobre em ferro provoca anemia (falta de glóbulos vermelhos no sangue). O excesso de sódio, provocado pela ingestão exagerada de sal, aumenta o risco de doenças cardiovasculares e é um dos responsáveis pela hipertensão.
  82. 82. Vitaminas As vitaminas são compostos orgânicos, presentes nos alimentos, essenciais para o funcionamento normal do metabolismo, e em caso de falta, pode levar a doenças. Quase todas não são produzidas pelo organismo em questão, devendo obrigatoriamente ser obtidas na dieta. A disfunção de vitaminas no corpo é chamada de hipovitaminose ou avitaminose. O excesso pode trazer problemas, no caso das vitaminas lipossolúveis, de mais difícil eliminação, é chamado de hipervitaminose. Atualmente é reconhecido que os seres humanos necessitam de 13 vitaminas diferentes, sendo que o nosso corpo só consegue produzir vitamina D.
  83. 83. Vitaminas As vitaminas podem ser classificadas em dois grupos de acordo com sua solubilidade. Quando solúveis em gorduras, são agrupadas como vitaminas lipossolúveis e sua absorção é feita junto à da gordura, podendo acumular-se no organismo alcançando níveis tóxicos. São as vitaminas A, D, E e K. Já as vitaminas solúveis em água são chamadas de hidrossolúveis e consistem nas vitaminas presentes no complexo B e a vitamina C. Essas não são acumuladas em altas doses no organismo, sendo eliminada pela urina. Por isso se necessita de uma ingestão quase diária para a reposição dessas vitaminas. Algumas vitaminas do Complexo B podem ser encontradas como co-fatores de enzimas, desempenhando a função de coenzimas. Apesar de precisarem ser consumidas em pequenas quantidades, se houver deficiência de algumas vitaminas, estas podem provocar doenças específicas, como: beribéri, escorbuto, raquitismo e xeroftalmia.

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