Defina Bioquímica na enfermagem e sua ações .pdf

Unidade I
BIOQUÍMICA
Profa. Luciana Mantzouranis

Carboidratos – estrutura
 São compostos que possuem na sua estrutura os elementos
químicos carbono, hidrogênio e oxigênio.
 Possuem como fórmula geral (CH2O)n, sendo n ≥ 3, daí o nome
hidratos de carbono.
 A terminação ose é frequentemente utilizada na sua
nomenclatura.
 A glicose (A) e a ribose (B) são exemplos de carboidratos.
A. C6H12O6 = (CH2O)6
B. C5H10O5 = (CH2O)5
Fórmula estrutural
Fórmula molecular
Fonte: a autora

Classificação dos carboidratos – monossacarídeos
Classificação em relação à possibilidade de hidrólise:
 Os monossacarídeos são os carboidratos mais simples e são
aqueles que não sofrem hidrólise.
 Exemplos: glicose, frutose, galactose.
 Os monossacarídeos, em solução aquosa, com cinco ou
mais carbonos adquirem estruturas cíclicas devido à reação
entre o grupo carbonila e a hidroxila.
 Menos de 1% de cada monossacarídeo com cinco ou mais
carbonos ocorre na forma aberta.

Classificação dos carboidratos – monossacarídeos
 Ciclização da glicose:
 Diferem na configuração do carbono 1.
 São chamados de anômeros um do outro.
Fonte: a autora

Classificação dos carboidratos – dissacarídeos
 Os dissacarídeos são formados pela união de dois
monossacarídeos e, portanto, sua hidrólise gera dois
monossacarídeos, os quais podem ser diferentes ou iguais.
Fonte: a autora

Classificação dos carboidratos – dissacarídeos
 Na reação para a formação de um dissacarídeo ocorre a
formação de uma ligação glicosídica e a liberação de uma
molécula de água.
Fonte: a autora

Classificação dos carboidratos – polissacarídeos
 Os polissacarídeos são formados pela união de mais de dez
monossacarídeos.
Exemplos: amido, glicogênio, celulose e quitina.
 O amido é a forma de armazenamento de vegetais e é
constituído por amilose e amilopectina.
 A amilose é constituída por moléculas de α-glicose ligadas de
maneira linear.
 A amilopectina é uma cadeia ramificada. As ramificações são
encontradas de 24 a 30 moléculas de glicose da cadeia
principal.
 As fibras de amilopectina formam duplas hélices entre si ou
com amilose.

A. amilose e B. amilopectina
Fonte: adaptado de NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger.
“Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002.
Fonte: a autora

 O glicogênio, o polissacarídeo de reserva animal, é muito
similar à amilopectina, porém possui um maior número de
ramificações.
 Cada ramificação é encontrada a cada 8 a 12 unidades de
glicose.
Glicogênio
Amido
Fonte: http://ruibiogeo.blogspot.com.br/2013/03/protidos-cohn.html

Classificação dos monossacarídeos
Quanto ao grupo funcional:
 Os grupos funcionais encontrados em carboidratos são
aldeído e cetona.
 Os carboidratos que apresentam aldeído como grupo funcional
são denominados aldoses e aqueles que apresentam cetona
como grupo funcional são denominados cetoses.
A. aldeído e B. cetona
Fonte: a autora

De acordo com o número de carbonos:
 Trioses (3)
 Tetroses (4)
 Pentoses (5)
 Hexoses (6)
 Heptoses (7)
 Nonoses (9)

 Glicose – aldohexose.
 Frutose – cetohexose.
A. glicose e B. frutose
Fonte: a autora

Funções dos carboidratos
 São as moléculas mais abundantes da natureza.
 Constituem cerca de 60% da nossa dieta.
 É pela oxidação dos carboidratos que obtemos a maior parte
da energia utilizada pelo nosso organismo.
 São componentes das membranas celulares, do material
genético, da parede celular de bactérias, fungos e vegetais; do
tecido conjuntivo de animais e do exoesqueleto de muitos
insetos.

Funções dos carboidratos
pães, farinha, arroz e massa
(derivados de grãos, tubérculos e raízes)
frutas
hortaliças
leguminosas (feijão,
soja, lentilha, ervilha)
Leite, iogurte, queijo
carne, ave,
peixe, ovos
açúcares
e doces
gorduras
e óleos
Fonte: adaptada de:
http://www.objetivo.br/ConteudoOnline/mp/Pages/Default.aspx?toke
n=velUCtCHEK0ueFTAJ0Y%2fBENQjTVAbDVLq3TLs8pB0tM%3d#.
Acesso em 02/08/2014.

Interatividade
Assinale a alternativa que contém apenas monossacarídeos:
a) Glicose, frutose e lactose.
b) Glicogênio e amido.
c) Glicose e lactose.
d) Glicose e frutose.
e) Sacarose e glicose.

Resposta
Assinale a alternativa que contém apenas monossacarídeos:
a) Glicose, frutose e lactose.
b) Glicogênio e amido.
c) Glicose e lactose.
d) Glicose e frutose.
e) Sacarose e glicose.

Introdução ao metabolismo
 Metabolismo é o nome dado a todas as reações químicas que
ocorrem no nosso organismo para geração de energia e para
renovação de moléculas.
 O metabolismo pode ser dividido em várias vias, ou seja, em
sequências de várias reações químicas.
 Nessas reações químicas, o produto de uma reação
química vira o substrato da próxima reação.
 Na via mostrada na figura, a substância A é chamada
de substrato; a F, de produto final, e as substâncias B,
C, D e E, intermediários da via.
Fonte: a autora

Introdução ao metabolismo
 As vias estabelecem conexões formando uma rede de reações
químicas.
Fonte: a autora

Fonte: http://www.criacionismo.com.br/2008/05/o-pesadelo-do-mapa-metablico.html

Classificação das vias
 As vias podem ser classificadas em vias catabólicas e vias
anabólicas.
 Vias catabólicas, ou também chamadas de vias de degradação,
são as vias que quebram moléculas complexas nos seus
constituintes, ou seja, em moléculas mais simples.
 Nas vias catabólicas ocorre liberação de energia.
 Vias anabólicas, ou também chamadas de vias de síntese, são
vias que formam moléculas complexas a partir de moléculas
simples.
 Nas vias anabólicas ocorre consumo de energia.

Vias catabólicas e anabólicas
Fonte: a autora

Energia
 A energia química, proveniente dos alimentos, fica
armazenada em um composto intermediário chamado ATP
(adenosina trifosfato).
Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica2.php

Enzimas
 Para que o metabolismo funcione de maneira compatível com
as nossas necessidades fisiológicas, as reações precisam
acontecer de maneira rápida e isso só é possível devido à ação
de moléculas catalisadoras que são as enzimas.
 A maior parte das enzimas são moléculas de natureza proteica,
ou seja, são formadas por aminoácidos.
 As enzimas são sintetizadas pelo nosso próprio organismo
pelas informações contidas na molécula de DNA, portanto, o
funcionamento correto do nosso metabolismo está diretamente
ligado ao nosso material genético.

Enzimas
 As enzimas são específicas para o seu substrato.
Fonte: a autora

Enzimas
 De um modo geral, pode-se dizer que para cada reação
química do metabolismo há uma enzima.
Fonte: a autora

Digestão dos carboidratos
 Os polissacarídeos da dieta são o amido e o glicogênio.
 Os principais sítios de digestão são a boca e o intestino.
 A digestão dos polissacarídeos é iniciada na boca pela enzima
α-amilase salivar.
 Essa enzima é uma glicosidase,
que hidrolisa as ligações
glicosídicas α – 1,4.
Fonte: a autora

 Como o glicogênio e o amido possuem ramificações que
possuem ligações glicosídicas α- 1,6; o resultado da digestão
pela α-amilase salivar são fragmentos menores que podem ter
ramificações ou não.
Fonte: a autora

 A digestão que ocorre na boca é breve, pois o alimento
permanece na boca apenas durante a mastigação.
 Quando o bolo alimentar, juntamente com a enzima α-amilase
salivar, chega ao estômago, a enzima é inativada devido à
acidez do estômago.
 O conteúdo do estômago chega ao intestino delgado, o qual
recebe do pâncreas bicarbonato de sódio, o qual neutraliza a
acidez do estômago e a enzima α-amilase pancreática, a qual
continua o processo de digestão quebrando as ligações
glicosídicas α-1,4.
 A digestão continua no jejuno superior pelas enzimas
sintetizadas pelas células da mucosa intestinal, como a
isomaltase, a maltase, a sacarase e a lactase.

Absorção dos monossacarídeos
 Como resultado da digestão dos carboidratos, são
formados monossacarídeos.
 Predominantemente, os monossacarídeos são absorvidos
pela mucosa intestinal.
 O duodeno e o jejuno superior absorvem a maior parte.
 Existem dois processos para a absorção de monossacarídeos.
 Um deles é dependente de íons sódio e de uma classe de
proteína cuja sigla é SGLT. Esse processo envolve o gasto de
energia.
 O outro transporte não envolve gasto de energia, mas envolve
uma classe de proteínas transportadoras de glicose
designadas pela sigla GLUT.

Absorção dos monossacarídeos
Fonte: ARAÚJO, J. R.; MARTEL, F. “Regulação da Absorção Intestinal de Glicose”. Departamento
de bioquímica, Faculdade de Medicina do Porto. Arquivos de Medicina 23(2): 35-43.

Digestão anormal de dissacarídeos
 Como o processo de absorção ocorre predominantemente
para os monossacarídeos, qualquer defeito nas dissacaridases
causa problemas.
 O dissacarídeo não digerido passa para o intestino grosso e,
como consequência disso, ocorre a passagem de água para o
intestino grosso.
 As bactérias, presentes no intestino grosso, fazem a
fermentação, utilizando o dissacarídeo como substrato.
 Nesse processo são formados ácido lático, CO2 e H2; causando
cólicas abdominais, diarreia e flatulência.

Interatividade
Analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.
a) O glicogênio possui menor número de ramificações se
comparado ao amido.
b) Os principais sítios de digestão dos carboidratos são o
estômago e o intestino.
c) Os dissacarídeos são predominantemente absorvidos pela
mucosa intestinal.
d) A amilase pancreática exerce sua ação no pâncreas.
e) A amilase salivar tem uma atuação breve, já que é inativada
pela acidez do estômago.

Resposta
Analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.
a) O glicogênio possui menor número de ramificações se
comparado ao amido.
b) Os principais sítios de digestão dos carboidratos são o
estômago e o intestino.
c) Os dissacarídeos são predominantemente absorvidos pela
mucosa intestinal.
d) A amilase pancreática exerce sua ação no pâncreas.
e) A amilase salivar tem uma atuação breve, já que é inativada
pela acidez do estômago.

Transporte de glicose
 A glicose entra nas células pelos transportadores de glicose
(GLUTs).
 Os GLUTs atuam pela mudança conformacional.
 Os GLUTs apresentam especificidade tecidual.
 GLUT-1 é abundante nos eritrócitos e no encéfalo, e o GLUT-4
é abundante no tecido adiposo e no músculo esquelético.
Fonte:
http://www.objetivo.br/ConteudoOnline/mp/Pages/Default.aspx?token=velUCtCHEK0ueFTAJ
0Y%2fBENQjTVAbDVLq3TLs8pB0tM%3d#

Uso da glicose pelas células
 Dentro das células, a glicose pode ter vários destinos,
dependendo da condição fisiológica e da disponibilidade de
oxigênio.
 Caso o organismo tenha oxigênio disponível e precise
sintetizar energia, a glicose pode ser quebrada, liberando CO2,
H2O e energia.
Essa quebra envolve as seguintes etapas:
 Via glicoltica ou glicólise.
 Conversão de piruvato em Acetil-CoA.
 Ciclo de Krebs.
 Cadeia de transporte de elétrons.
 Fosforilação oxidativa.
Respiração
celular

Uso da glicose pelas células
 Caso o organismo não necessite sintetizar energia, a glicose
pode ser armazenada na forma de glicogênio, sendo utilizado
nos momentos de necessidade.
 Em condições de anaerobiose, ou seja, na carência de
oxigênio, a glicose é convertida em lactato. Esse processo é
utilizado por algumas bactérias, pelas hemácias, por fibras
musculares de contração rápida e pelas fibras em geral
submetidas a esforço intenso.

Glicólise aeróbica
 É a conversão de glicose em duas moléculas de piruvato.
 Ocorre no citossol das células.
Fonte: a autora

Reações da glicólise aeróbica
 Resumindo as reações da glicólise aeróbica, temos:
Fonte: a autora

 Algumas enzimas precisam se associar a uma coenzima para
exercerem suas funções.
 NAD+ é uma coenzima derivada da vitamina Nicotinamida (B6).
 Essa é a primeira reação de oxidorredução da glicólise.
 Reações de oxidorredução são reações que envolvem a
transferência de elétrons.
 Oxidação: perda de elétrons.
 Redução: ganho de elétrons.
 NAD+ + 2H+ + 2 elétrons → 2 NADH + H+

 A molécula de NADH é extremamente importante, pois ela
armazena parte da energia contida na glicose.
 Posteriormente, essa molécula será transformada em ATP.
 O NAD+ está em quantidade limitante na célula, portanto, o
NADH produzido deve voltar à forma de NAD+, para que ele
possa ser utilizado novamente, por uma reação de oxidação.
 O mecanismo de oxidação do NADH depende da
disponibilidade de oxigênio.
 Na presença de oxigênio, o NADH é oxidado pela cadeia de
transporte de elétrons.

Glicólise anaeróbica
 Em algumas células como nos eritrócitos, nos leucócitos, no
cristalino e na córnea do olho, na medula renal, nos testículos
e nas células com quantidades limitadas de oxigênio ocorre a
glicólise anaeróbica, ou também chamada de fermentação
láctica.
 As reações até a formação de piruvato são idênticas às
reações da glicólise aeróbica, mas ocorre uma etapa adicional
em que o piruvato é transformado em lactato.
Fonte: a autora

Glicólise anaeróbica
 Nessa reação, o NAD+ é regenerado e pode ser utilizado
novamente na reação de oxidação do gliceraldeído 3-fosfato.
Fonte: a autora

Destinos da molécula piruvato
Fonte: a autora

Conversão de piruvato em Acetil-CoA
 Existe uma translocase específica que faz o transporte do
piruvato para o interior da mitocôndria.
 Na matriz mitocondrial, o piruvato é convertido em Acetil-CoA
pelo complexo multienzimático da piruvato desidrogenase.
Fonte: a autora

Ciclo de Krebs
 O Acetil-CoA, proveniente da descarboxilação do piruvato, é
oxidado pelo Ciclo de Krebs, também chamado de Ciclo do
Ácido Cítrico ou Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos.
 É uma sequência de oito reações que formam um ciclo, pois o
oxaloacetato é uma molécula que faz parte da primeira reação,
como substrato, mas também faz parte da última reação, como
produto.
 Ocorre na matriz mitocondrial.

Reações do Ciclo de Krebs
 Resumindo as reações do Ciclo de Krebs, temos:
Fonte: a autora

Glicólise e Ciclo de Krebs
Fonte: a autora

Interatividade
Qual das seguintes afirmativas a respeito da glicólise está
correta?
a) A conversão de glicose em lactato ocorre em condições de
anaerobiose.
b) A conversão de glicose em piruvato ocorre na matriz
mitocondrial.
c) Nas hemácias ocorre a glicólise aeróbica.
d) Nas fibras musculares submetidas ao esforço intenso ocorre
a glicólise aeróbica.
e) Todas as alternativas estão corretas.

Resposta
Qual das seguintes afirmativas a respeito da glicólise está
correta?
a) A conversão de glicose em lactato ocorre em condições de
anaerobiose.
b) A conversão de glicose em piruvato ocorre na matriz
mitocondrial.
c) Nas hemácias ocorre a glicólise aeróbica.
d) Nas fibras musculares submetidas ao esforço intenso ocorre
a glicólise aeróbica.
e) Todas as alternativas estão corretas.

Cadeia de transporte de elétrons
 No processo de oxidação da glicose ocorre a redução de várias
coenzimas NAD+ e FADH, formando NADH e FADH2,
respectivamente.
 Para a transformação das coenzimas em energia, a célula
utiliza de um gradiente de prótons que é conseguido pela
transferência de elétrons das coenzimas para compostos que
estão inseridos nas cristas mitocondriais.
 A transferência dos elétrons por esses compostos constitui a
cadeia de transporte de elétrons.

 Os compostos que fazem parte da cadeia de transporte de
elétrons agrupam-se em quatro complexos designados
I, II, III e IV.
 Existem dois componentes que não fazem parte de complexos,
a coenzima Q (CoQ) e o citocromo c.
Fonte: a autora

 Os elétrons presentes no NADH são transferidos para o
complexo I, a coenzima Q, o complexo III, o citocromo c, o
complexo IV e, por fim, para o oxigênio.
Fonte: a autora

 Os elétrons presentes no succinato são transferidos para o
complexo II, a coenzima Q, o complexo III, o citocromo c, o
complexo IV e, por fim, para o oxigênio.
Fonte: a autora

 A enzima succinato desidrogenase tem como coenzima o FAD.
 Na reação catalisada por essa enzima, o succinato é oxidado a
fumarato e o FAD é reduzido a FADH2.
Fonte: a autora

 A teoria quimiostática de Mitchell explica como o transporte
de elétrons e o gradiente de prótons está acoplado à síntese
de ATP.
Fonte: a autora

 Para cada NADH que transporta seus elétrons pelos
complexos I, III e IV; há síntese de 3 moléculas de ATP e para
cada succinato que reduz FAD a FADH2, há síntese de 2
moléculas de ATP.

Gliconeogênese
 Podemos obter glicose de três maneiras: pela dieta, pelo
glicogênio hepático e pela gliconeogênese.
 É uma via que forma glicose a partir dos seguintes
precursores: glicerol, lactato e aminoácidos.
 Ocorre no fígado e nos rins.
 A contribuição do fígado para esse processo é maior, porém,
dependendo do tempo de jejum, a contribuição dos rins pode
chegar até a 40%.
 A existência do estoque de glicogênio e de um via para obter
glicose a partir de outros compostos nos mostra a importância
desse composto no nosso organismo.

Gliconeogênese
 A maioria dos tecidos animais é capaz de obter energia a
partir de vários compostos como açúcares e ácidos graxos,
porém alguns tecidos utilizam exclusivamente glicose como
fonte de energia.
Fonte: adaptado de MARZZOCO, A; TORRES, B. B. “Bioquímica
Básica”. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999.

Substratos da gliconeogênese
 O glicerol é obtido pela hidrólise de triacilglicerol, estocado no
tecido adiposo e levado até o fígado pela corrente sanguínea.
 O lactato é liberado pelos músculos esqueléticos em exercício
e pelas células que não possuem mitocôndria.
 Os aminoácidos, com exceção de lisina e leucina, são
provenientes da degradação de proteínas endógenas,
principalmente durante o jejum.
 Os substratos da gliconeogênese são transformados em
intermediários da glicólise. O lactato e os aminoácidos são
transformados em piruvato e o glicerol, em diidroxiacetona
fosfato.

Reações da gliconeogênese
Fonte: a autora

Glicólise e gliconeogênese
Fonte: a autora

Interatividade
Qual das seguintes afirmativas a respeito da cadeia de transporte
de elétrons e fosforilação oxidativa está correta?
a) Os complexos que fazem parte da cadeia de transporte de
elétrons estão inseridos na membrana externa da
mitocôndria.
b) Existem cinco complexos que fazem parte da cadeia de
c) O oxigênio é o aceptor final de elétrons.
d) O gradiente de prótons não colabora com a formação de ATP.
e) O ATP é formado no complexo I.

Resposta
Qual das seguintes afirmativas a respeito da cadeia de transporte
de elétrons e fosforilação oxidativa está correta?
a) Os complexos que fazem parte da cadeia de transporte de
elétrons estão inseridos na membrana externa da
mitocôndria.
b) Existem cinco complexos que fazem parte da cadeia de
c) O oxigênio é o aceptor final de elétrons.
d) O gradiente de prótons não colabora com a formação de ATP.
e) O ATP é formado no complexo I.

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