bioquímica aplicada à saúde-unidade 2-2.1-1ºsem2022.pdf

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  Bioquímica Aplicada àSaúde Prof. MSc. André B. da Silveira
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   Unidade deEnsino 2: Carboidratos ● Seção 2.1: Conceitos e importância biológica dos carboidratos. Monossacarídeos e dissacarídeos. Oligossacarídeos e polissacarídeos. Glicoconjugados: proteoglicanos, glicoproteínas e glicoesfingolipídeos.
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  GLICÍDIOS  Glicobiologia -estudo dos carboidratos.  Glicoma - conjunto de todos os carboidratos do organismo.  Há muitas doenças associadas ao metabolismo dos carboidratos, como diabetes mellitus, intolerâncias à lactose e à sacarose, doenças de armazenamento de glicogênio e mucopolissacaridoses.
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  •CARBOIDRATOS (Açúcares ouglicídeos ou hidratos de carbono) - são as biomoléculas mais abundantes no nosso planeta. • Grande importância biológica devido suas propriedades físicas, químicas e fisiológicas. • Fórmula Geral: Cn(H2O)n Classificam-se em: MONOSSACARÍDEOS: são os açúcares simples, não hidrolisáveis. DISSACARÍDEOS: são açúcares que contém duas moléculas de monossacarídeos. POLISSACARÍDEOS: são polímeros (macromoléculas) constituídos de longas cadeias de glicose.
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  CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS 1-MONOSSACARÍDEOS • Nomenclatura: sufixo “ose”. • Contêm de 3 a 7 átomos de carbono (trioses etc.). • Exemplos: pentoses dos ácidos nucleicos (ribose e desoxirribose) • Glicose é o mais importante dos três e é utilizada pelas células como fonte imediata de energia em forma de ATP (trifosfato de adenosina), utilizada nas reações metabólicas.
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  n=5: PENTOSES Glicose presentenas frutas doces e sangue.
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   Os monossacarídeossão compostos de função orgânica mista do tipo polialcoolaldeído ou polialcoolcetona.  Por isso, a depender da função orgânica presente, o monossacarídeo pode ser classificado como aldoses e cetoses.  Nas aldoses, além do esqueleto carbônico, temos a presença de dois ou mais grupos hidroxila e do grupo aldoxila na extremidade da cadeia carbônica;  Já nas cetoses, também encontramos dois ou mais grupos hidroxila, além do grupo carbonila no meio da cadeiacarbônica.
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   Entre asaldoses, podemos destacar: gliceraldeído (triose), eritrose (tetrose), ribose (pentose), arabinose (pentose), glicose (hexose), manose (hexose) e galactose (hexose).  Quanto às cetoses, podem-se citar alguns exemplos, tais como: dihidroxiacetona (triose), eritrulose (tetrose), ribulose (pentose) e frutose (hexose).
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  A isomeria éum fenômeno que ocorre quando duas ou mais substâncias diferentes possuem a mesma fórmula molecular, mas diferentes propriedades e fórmulas estruturais. Essas substâncias são isômeras entre si. A palavra “isômero” foi criada pelo cientista Jöns Jacob Berzelius (1779–1848) e vem do grego isos, que significa “igual” ou “mesmo” e meros, que é “parte”; significando, portanto, “partes iguais” Os monossacarídeos apresentam muitos carbonos assimétricos, o que permite a formação de muitos isômeros. Apesar da possibilidade de vários isômeros, dois deles têm grande importância: os enantiômeros D e L.
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   Existem doistipos principais de isomeria: └ a isomeria plana e a isomeria espacial.  A isomeria espacial tem maior importância biológica, considerando-se tanto a isomeria cis-trans (geométrica), importante para o estudo da estrutura de ácidos graxos, quanto a isomeria óptica, essencial para o estudo das estruturas de aminoácidos e monossacarídeos.  A isomeria óptica está relacionada com a capacidade de compostos orgânicos em desviar a luz polarizada para direita, chamados de dextrógiros (D), ou para a esquerda, chamados de levógiros (L).  Essa atividade óptica é resultado da assimetria das moléculas, ou seja, dependente da presença de carbonos assimétricos ou quirais.
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   Para serassimétrico, o carbono precisa estar ligado a quatro grupos diferentes entre si.  Os dois isômeros ópticos, dextrógiro (D) e levógiro (L), também chamados de enantiômeros, são moléculas orgânicas que são imagens no espelho uma da outra e não são superponíveis.  Esses enantiômeros são diferenciados pelas enzimas e pelos ribossomos na catálise das reações químicas, por isso, apenas as formas L-aminoácidos estão presentes nas cadeias proteicas, bem como a forma D dos monossacarídeos possuem importância nas vias metabólicas que envolvem os carboidratos.
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  2- DISSACARÍDEOS • Sãoaçúcares duplos, contendo duas moléculas de monossacarídeos. • Na grande maioria são compostos cristalinos, solúveis em água e de sabor doce. • Exemplos: sacarose; lactose e maltose. Açúcar Composição Fonte Sacarose Glicose + frutose Cana-de-açúcar Lactose Glicose + galactose Leite Maltose Glicose + glicose Malte
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  Sacarose Lactose Maltose
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  Sacarose Maltose
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  LIGAÇÃO GLICOSÍDICA
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   A lactuloseé um dissacarídeo não-absorvível formado pela ligação química entre o carbono 1 da alfa-D- galactose e o carbono 4 da beta-D- frutose resistente à atividade das glicosidases do trato gastrintestinal.  A lactulose não é um laxante, mas sim um agente fisiológico administrado por via oral, o qual é utilizado para tratamento de constipação e ou no reto para encefalopatia hepática. └ A lactulose age tornando as fezes mais moles e facilitando sua saída; isso é feito através da retenção de água que a lactulose faz no intestino grosso, reestabelecendo o funcionamento regular do intestino com o acúmulo de água no bolo fecal.
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   A lactuloseé um dissacarídeo sintético formado por galactose e frutose sendo que, ela não sofre ação das glicosidases duodenais e, portanto, não é digerido, nem os seus aminoácidos constituintes são absorvidos.  Dessa maneira, a lactulose segue o caminho para o intestino grosso, onde sofre a ação das bactérias da microbiota intestinal - o metabolismo bacteriano transforma a lactulose em ácidos graxos de cadeia curta, o que aumenta a concentração de solutos no lúmen do intestino grosso.  Com esse aumento da osmolaridade, a água é atraída, por osmose, para o lúmen do intestino grosso, contribuindo para o aumento do volume da massa fecal; com isso, ocorre uma resposta reflexa entérica que leva a um aumento do peristaltismo, estimulando a motilidade propulsora da massa fecal em direção ao reto. └ por isso a lactulose é usada como laxante em casos de constipação.
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  A encefalopatia hepáticaé a deterioração da função cerebral que ocorre em pessoas com doença hepática grave, porque substâncias tóxicas normalmente eliminadas pelo fígado se acumulam no sangue e chegam ao cérebro. A encefalopatia hepática ocorre em pessoas com doença hepática prolongada (crônica).  A lactulose também é empregada no tratamento dos casos de encefalopatia hepática.  Dificuldade de transformer amônia em ureia.  A amônia é extremamente neurotóxica e atravessa facilmente a barreira hematoencefálica.  Os danos neurológicos provocados por ela caracterizam o quadro de encefalopatia.
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   Entre osvários tratamentos para encefalopatia hepática, temos o uso da lactulose.  Nessa situação, o metabolismo bacteriano da lactulose resulta em ácidos graxos e outros ácidos orgânicos, o que leva à liberação de prótons para o lúmen do intestino grosso.  Esses prótons reagem com a amônia (NH3) produzida pela microbiota intestinal, formando o íon amônio (NH4 +), que possui carga positiva.  Devido à essa carga elétrica, o íon amônio não é lipossolúvel e não consegue atravessar a barreira intestinal e alcançar a corrente sanguínea, dessa maneira, a lactulose reduz a sobrecarga de amônia para o fígado por meio da redução da absorção intestinal da amônia produzida pela microbiota intestinal.
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  3- POLISSACARÍDEOS =GLICANOS • São formadas por três ou mais moléculas (unidades) de monossacarídeos. AMIDO É a substância de reserva energética dos vegetais. É encontrado no batata, milho, sementes etc. GLICOGÊNIO É a substância de reserva energética dos animais e dos fungos. No ser humano é armazenado principalmente nas células dos músculos e do fígado. CELULOSE Carboidrato de origem vegetal - é o glicídio mais abundante da Terra. Somente alguns fungos, bactérias e protozoários produzem celulase - a enzima que degrada a celulose.
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  • Para ocorrera digestão dos carboidratos é necessária a ação de enzimas, isso acontece desde o instante que o alimento entra na saliva, com a amilase salivar. • Inicialmente há a quebra das 1ª ligações que há entre moléculas de glicose do amido. └ esta ação da enzima continua até o estômago. • No intestino delgado, recomeça a ação enzimática com a ação da amilase pancreática, a qual completa a digestão formando: glicose, frutose e galactose (são monossa- carídeos), os quais são absorvidos pelos enterócitos (células do intestino delgado que têm função de quebrar moléculas e transportá-las para os tecidos). • Após a absorção, o fígado libera uma parte da glicose para a corrente sanguínea e, o restante, será armaze- nado sob a forma de glicogênio.
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  3- POLISSACARÍDEOS =GLICANOS • São formadas por três ou mais moléculas (unidades) de monossacarídeos. QUITINA Carboidrato de origem animal - forma a carapaça (ou seja, o exoesqueleto) de animais artrópodes. Ex.: aracnídeos, insetos etc. ÁCIDO HIALURÔNICO Carboidrato de origem animal - presente nos tecidos, atuando como uma “cola” que liga as células. └ é um glicídio utilizado no tratamento de rugas, uma vez que este preenche a derme, amenizando essas alterações inestéticas. *Ele também é utilizado para a viscossuplementação, que é a aplicação intra-articular de ácido hialurônico para o tratamento de osteoartrose, com o objetivo de melhorar a lubrificação das articulações afetadas.
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  QUITINA
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   O ácidohialurônico é um glicosaminoglicano encontrado no meio extracelular e formado por repetições de unidades formadas por N-acetil-D-glicosamina e ácido D- glicurônico.  Devido às cargas negativas presentes na cadeia, ele atrai muitas moléculas de água chamada água de solvatação, e isso confere turgidez da pele e viscosidade nas articulações.  Por isso, o ácido hialurônico é aplicado como preenchedor na Saúde Estética e na viscossuplementação na Ortopedia.
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  ►É um polissacarídeopolianiônico sulfatado, o qual pertence à família dos glicosaminoglicanos e à classe dos anticoagulantes. └ é um fármaco que atua impedindo a formação de coágulos sanguíneos (trombos). Descoberta em 1916, a heparina é o anticoagulante mais antigo utilizado na prática clínica. Quando foi introduzido no mercado na década de 1930, ela foi considerada um avanço médico monumental, dada a escassez de alternativas que tivessem o mesmo efeito. - ela é um glicosaminoglicano
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   A heparinaé um glicosaminoglicano, mas diferentemente dos outros glicosaminoglicanos que são extracelulares, a heparina se encontra nos grânulos de mastócitos.  A estrutura geral de um glicosaminoglicano é um heteropolissacarídeo formado por repetições de unidades dissacarídicas compostas por um açúcar ácido e um açúcar aminado.  No caso da heparina, o açúcar ácido é o ácido D- glicurônico e o açúcar aminado é o N-acetil-D- galactosamina.  A heparina interage com a proteína antitrombina III, aumentando a sua eficácia em inibir a trombina e outros fatores da coagulação, por isso, a heparina é um anticoagulante endógeno e tem aplicação na clínica.
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  HOMOPOLÍMEROS E HETEROPOLÍMEROS
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   Os carboidratosformam o glicocálix: O glicocálice ou glicocálix é a estrutura formada pelas porções glicídicas de glicoproteínas e de glicoesfingolipídeos, que está presente na parte externa da membrana plasmática.
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  CARBOIDRATOS GLICOCONJUGADOS EGLICOLIPÍDIOS  GLICOCONJUGADOS: são moléculas formadas por carboidratos e proteínas: └ as glicoproteínas e os proteoglicanos; a) Glicoproteínas: moléculas formadas pela associação de um ou alguns oligossacarídeos com proteínas. b) Proteoglicanos: moléculas formadas pela associação dos glicosaminoglicanos com as pequenas cadeias proteicas.  GLICOLIPÍDIOS: são moléculas formadas por carboidratos e lipídios.
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  ESTRUTURA E CONSTITUIÇÃODA MEMBRANA PLASMÁTICA
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   Os glicoesfingolipídeospresentes na membrana plasmática das hemácias ou eritrócitos são os determinantes dos tipos sanguíneos do sistema ABO.  As porções oligossacarídicas desses glicoconjugados formam os antígenos A, B e H.  O antígeno H, presente no tipo sanguíneo O, é o precursor dos antígenos A e B.