Fundamentos-da-Bioquimica-fundamentos-da-bioquimica

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SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO ................................................................................................... 2 
UNIDADE 1 – GENERALIDADES DA BIOQUÍMICA ........................................ 6 
1.1 CONCEITOS................................................................................................. 6 
1.2 ÁREAS DE ATUAÇÃO DO PROFISSIONAL BIOQUÍMICO ....................................... 7 
1.3 REGRAS GERAIS DE SEGURANÇA EM LABORATÓRIOS ...................................... 8 
UNIDADE 2 – OS FUNDAMENTOS DA BIOQUÍMICA ................................... 14 
2.1 FUNDAMENTOS CELULARES ........................................................................ 15 
2.2 FUNDAMENTOS QUÍMICOS .......................................................................... 16 
2.3 FUNDAMENTOS FÍSICOS.............................................................................. 21 
2.4 FUNDAMENTOS GENÉTICOS ........................................................................ 25 
2.5 FUNDAMENTOS EVOLUTIVOS ....................................................................... 26 
UNIDADE 3 – O USO DOS DADOS BIOQUÍMICOS NA CLÍNICA ................. 29 
3.1 DIAGNÓSTICO ............................................................................................ 30 
3.2 PROGNÓSTICO .......................................................................................... 31 
3.3 MONITORAMENTO ...................................................................................... 31 
3.4 RASTREAMENTO ........................................................................................ 32 
3.5 GARANTIAS DE QUALIDADE EM ANÁLISES BIOQUÍMICAS .................................. 32 
UNIDADE 4 – OS COMPONENTES ESTRUTURAIS DO CORPO E 
METABOLISMOS AFINS ................................................................................ 38 
4.1 ÁGUA ....................................................................................................... 39 
4.2 PROTEÍNAS, AMINOÁCIDOS E ENZIMAS ......................................................... 40 
4.3 CARBOIDRATOS ......................................................................................... 49 
4.4 LIPÍDIOS.................................................................................................... 52 
UNIDADE 5 – ALGUNS CONCEITOS UTILIZADOS NA BIOQUÍMICA ......... 56 
REFERÊNCIAS ................................................................................................ 60 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
Há quem ache a Bioquímica uma ciência muito abstrata, obscura, até 
mesmo existente somente no campo do imaginário, mas por certo, a Bioquímica é 
extremamente fascinante e de grande utilidade para todos nós, mesmo os que não a 
“veem”. 
O bem-estar humano, principalmente em seus aspectos médicos e 
nutricionais, se deve sobremaneira aos conhecimentos advindos dos estudos 
bioquímicos, os quais não param de nos trazer descobertas que só tem a contribuir 
com a vida no Planeta Terra. 
A Bioquímica é voltada principalmente para a química dos processos 
biológicos que ocorrem em todos os seres vivos, enfocando a estrutura e função de 
componentes celulares como proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucleicos e 
outras biomoléculas. Essas substâncias são exemplos de macromoléculas e estão 
envolvidas nos processos bioquímicos celulares, sendo que cada tipo específico de 
enzima – tipos especiais de proteínas – tem a função de controlar e ativar um tipo 
específico de reação química. 
Frise-se também que todas as reações metabólicas são, em alguma ordem, 
controladas pelo sistema nervoso central através dos impulsos nervosos e estes 
estão ligados à ação dos neurotransmissores, ou seja, o próprio funcionamento do 
sistema nervoso só é possível através de reações químicas envolvidas na produção 
dessas substâncias. 
A Bioquímica, como disciplina independente, é a única ciência que surgiu no 
século XX (FERRI, 2013), mas já com sinais avançados ao final do século XIX. 
Se pensarmos histórica e evolutivamente, a Bioquímica tem histórias 
entrelaçadas com as histórias da composição dos organismos vivos; da estrutura 
das macromoléculas; das funções das macromoléculas; dos seus mecanismos e 
dinâmica dos processos. Evidentemente que o primeiro passo para chegar à 
Bioquímica se deu com a descoberta da composição química dos seres vivos. 
São nomes importantes dentro dessa ciência: Anselme Payen, Friedrich 
Wöhler, Claude Bernard, Louis Pasteur, dentre outros, podem ser associados à 
Bioquímica, apesar desse termo ter sido cunhado apenas a partir do início do século 
XX pelo químico alemão Carl Neuberg. 
 
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Arriscamos dizer que um dia ela é forte candidata a nos ajudar a controlar 
nossos próprios destinos, tanto que Marshall e Lapsley (2016) explicam que a 
Ciência Bioquímica é fundamental para a prática da medicina clínica. As bases 
bioquímicas de muitas doenças são conhecidas há muito tempo, e a pesquisa nessa 
área fornece cada vez mais descrições de processos patológicos e explicações em 
nível molecular para as doenças. 
Como resultado da aplicação dos princípios e técnicas bioquímicas para a 
análise de fluidos e tecidos corporais, cada vez mais os médicos dispõem de 
diversos tipos de investigações bioquímicas das quais podem lançar mão para 
sustentar suas decisões clínicas. Tais estudos podem fornecer informações 
fundamentais para o diagnóstico e o acompanhamento de várias condições, tanto 
aquelas com uma base obviamente metabólica (por exemplo, diabetes melito) 
quanto aquelas nas quais os distúrbios metabólicos ocorrem em consequência da 
doença (por exemplo: insuficiência renal). Por outro lado, muitas condições são 
apropriadamente diagnosticadas e tratadas sem a necessidade de estudos 
bioquímicos, enquanto existem outras nas quais há a expectativa de que 
investigações bioquímicas seriam úteis. Contudo, os exames apropriados ainda não 
estão disponíveis. Por exemplo, até o momento, não há estudos bioquímicos para 
sustentar o diagnóstico e o acompanhamento dos principais transtornos afetivos, 
embora existam evidências consideráveis de que os distúrbios bioquímicos estão 
envolvidos na patogênese destes (MARSHALL; LAPSLEY, 2016). 
Feitas essas breves considerações, vamos ao seu estudo! 
Desejamos boa leitura e bons estudos, mas antes algumas observações se 
fazem necessárias: 
1) Ao final do módulo, encontram-se muitas referências utilizadas 
efetivamente e outras somente consultadas, principalmente artigos retirados da 
World Wide Web (www), conhecida popularmente como Internet, que devido ao 
acesso facilitado na atualidade e até mesmo democrático, ajudam sobremaneira 
para enriquecimentos, para sanar questionamentos que por ventura surjam ao longo 
da leitura e, mais, para manterem-se atualizados. 
 
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2) Deixamos bem claro que esta composição nãose trata de um artigo 
original1, pelo contrário, é uma compilação do pensamento de vários estudiosos que 
têm muito a contribuir para a ampliação dos nossos conhecimentos. Também 
reforçamos que existem autores considerados clássicos que não podem ser 
deixados de lado, apesar de parecer (pela data da publicação) que seus escritos 
estão ultrapassados, afinal de contas, uma obra clássica é aquela capaz de 
comunicar-se com o presente, mesmo que seu passado datável esteja separado 
pela cronologia que lhe é exterior por milênios de distância. 
3) Em se tratando de Jurisprudência, entendida como “Interpretação 
reiterada que os tribunais dão à lei, nos casos concretos submetidos ao seu 
julgamento” (FERREIRA, 2005)2, ou conjunto de soluções dadas às questões de 
direito pelos tribunais superiores, algumas delas poderão constar em nota de rodapé 
ou em anexo, a título apenas de exemplo e enriquecimento. 
4) Por uma questão ética, a empresa/instituto não defende posições 
ideológico-partidária, priorizando o estímulo ao conhecimento e ao pensamento 
crítico. 
5) Pedimos compreensão por usar a lógica ocidental tradicional que funciona 
como uma divisão binária: masculino x feminino, macho x fêmea ou homem x 
mulher, mas na medida do possível iremos nos adequando à identidade de gênero, 
cientes de que no mundo atual as pessoas tem liberdade de se expressarem de 
forma tão diversa e plural e que o respeito à singularidade e a tolerância de cada 
indivíduo torna-se fator de extrema importância. 
6) Sabemos que a escrita acadêmica tem como premissa ser científica, ou 
seja, baseada em normas e padrões da academia, portanto, pedimos licença para 
fugir um pouco às regras com o objetivo de nos aproximarmos de vocês e para que 
os temas abordados cheguem de maneira clara e objetiva, mas não menos 
científicos. 
Por fim: 
 
1 Trabalho inédito de opinião ou pesquisa que nunca foi publicado em revista, anais de congresso ou 
similares. 
 
2 FERREIRA, Aurélio Buarque de Holanda. Novo Dicionário Eletrônico Aurélio. Versão 5.0. Editora 
Positivo, 2005. 
 
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7) Deixaremos em nota de rodapé, sempre que necessário, o link para 
consulta de documentos e legislação pertinente ao assunto, visto que esta última 
está em constante atualização. Caso esteja com material digital, basta dar um Ctrl + 
clique que chegará ao documento original e ali encontrará possíveis leis 
complementares e/ou outras informações atualizadas. Caso esteja com material 
impresso e tendo acesso à Internet, basta digitar o link e chegará ao mesmo local. 
 
 
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UNIDADE 1 – GENERALIDADES DA BIOQUÍMICA 
 
1.1 Conceitos 
A Bioquímica é o ramo da Química que se preocupa com as transformações 
moleculares dos constituintes celulares. Ao conjunto dessas transformações 
denominamos “Metabolismo”. Dependendo da organização estrutural atingida pelas 
moléculas, o metabolismo pode ser dirigido no sentido de síntese (anabolismo) ou 
de degradação (catabolismo). Durante o metabolismo degradativo, moléculas 
estruturalmente complexas são demolidas em entidades mais simples, ao passo que 
a fase anabólica se caracteriza pela formação de estruturas moleculares mais 
complicadas a partir dessas entidades mais simples. O anabolismo e o catabolismo 
ocorrem concomitantemente numa célula viva (GALLO; BASSO, 2012). 
A Bioquímica é o estudo da vida no seu nível molecular. O significado desse 
estudo é bastante aprimorado se estiver relacionado com a Biologia dos organismos 
correspondentes ou mesmo de comunidades de tais organismos (VOET; VOET, 
2013). 
A Bioquímica pretende estudar como os conjuntos de moléculas inanimadas 
(sem vida), que formam os seres vivos, interagem entre si para manter e perpetuar a 
vida, ou seja, estudar as biomoléculas. O conjunto de princípios que regem essa 
organização é chamado lógica molecular da vida (DA POIAN; FOGUEL, 2009). 
Motta (2011) é bem didático para nos explicarmos a Bioquímica: 
A Bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e os 
processos químicos responsáveis pela vida. Os organismos vivos continuamente 
efetuam atividades funcionais que permitem a sua sobrevivência, crescimento e 
reprodução. Para realizar as suas funções, os seres vivos dependem da capacidade 
de obter, transformar, armazenar e utilizar energia. Sem energia eles perdem a 
vitalidade e morrem. A maioria dos constituintes moleculares apresentam formas 
tridimensionais que executam milhões de reações químicas entre si para manter e 
perpetuar a vida. Em Bioquímica, a estrutura, a organização e as atividades 
potenciais dessas moléculas são examinadas na tentativa de elucidar que aspectos 
promovem as indispensáveis contribuições à manutenção da vida. 
Gallo e Basso (2012) advertem que a Bioquímica, embora uma ciência 
recente, não pode ser considerada uma extensão da Química Orgânica, reduzindo-
 
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se à uma coleção dos compostos orgânicos encontrados na célula e suas 
propriedades. Atualmente, assentada em seus próprios princípios, fundamentados 
na Lógica molecular da vida, a Bioquímica é a ciência que tem por objetivo estudar, 
no seu maior grau de intimidade, ou seja, ao nível molecular, a natureza dos 
diversos processos biológicos (respiração, crescimento, transmissão da 
hereditariedade, fotossíntese, entre outros) que ocorrem nos organismos vivos, quer 
animais ou vegetal, superiores ou inferiores. 
Apesar da grande diversidade dos processos bioquímicos que envolvem a 
integração funcional de milhões de moléculas para manter e perpetuar a vida, a 
ordem biológica é conservada pelos seguintes processos: 
1) síntese de biomoléculas; 
2) transporte de íons e moléculas através das membranas; 
3) produção de energia e movimento; e, 
4) remoção de produtos metabólicos de excreção e substâncias tóxicas. 
Os processos dos seres vivos consistem de reações químicas catalisadas 
por enzimas. As reações celulares, conhecidas coletivamente como metabolismo, 
resultam de atividades altamente coordenadas. Os tipos mais comuns de reações 
encontradas nos processos bioquímicos são: 
1) substituição nucleófila; 
2) eliminação; 
3) adição; 
4) isomerização; e 
5) oxidação e redução. 
 
1.2 Áreas de atuação do profissional Bioquímico 
Sendo a Bioquímica uma área que estuda as estruturas moleculares, os 
mecanismos e os processos químicos responsáveis pela vida, o profissional da área, 
em linhas gerais, é responsável por pesquisar os processos químicos e biológicos 
que ocorrem para a manutenção da vida e aplicar este conhecimento em áreas 
como as de Saúde, Meio Ambiente, Agronegócio e Bioenergia. 
 
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Além de pesquisa, ele(a) pode trabalhar em órgãos governamentais como o 
Inmetro ou em empresas de biotecnologia. Por exemplo, ele pode estudar os 
processos fermentativos de produção de queijos e vinhos. 
Também podemos incluir análises clínicas, toxicológicas, de alimentos, usar 
a tecnologia para entender temas como melhoramento genético, biologia molecular, 
células tronco, alimentos transgênicos, inseminação in vitro, entre outros. 
Segundo o Guia do Estudante (2013) e outras fontes de consulta, o campo 
de atuação é amplo: pesquisa, desenvolvimento, produção e controle de qualidade 
de novos produtos, como vacinas, medicamentos, cosméticos, alimentos, 
biocombustíveis e produtos veterinários e agrícolas, entre outros. 
 
 
Figura 1: Bioquímica. 
Fonte: https://i0.wp.com/www.laboratoriosensus.com.br 
 
1.3 Regras gerais de segurança em laboratórios 
Faz parte da rotina daqueles profissionais que lidam com pesquisas em 
laboratórios conhecer as regras de segurança para si, para os colegas e também 
para evitar desperdícios e racionalizar o uso de reagente, instrumentos e 
equipamentos que geralmente são bem “caros”. 
Os laboratórios são locais de trabalho um tanto perigosos e essas medidas 
de segurança são realmente necessárias. 
Apesar de nosso foco ser a Bioquímica em sua essência, ou seja, os 
processos químicos que ocorrem nos organismos vivos, achamos pertinente 
 
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relembrar algumas dessas regras ou protocolos que devem ser seguidos com 
atenção, calma, concentração e responsabilidade. 
Fazem parte dos hábitos individuais: 
a) vestuário apropriado, o que inclui avental, luvas, óculos de proteção e 
sapato fechado, entre outros; 
b) lavar as mãos ao chegar e ao sair; 
c) certificar-se da localização do chuveiro de emergência, lava-olhos, e suas 
operacionalizações; conhecer a localização e os tipos de extintores de incêndio no 
laboratório e conhecer a localização das saídas de emergências. 
Fazem parte de manuseios diversos: 
a) Atitudes com bicos de gás – fechar completamente a válvula de 
regulagem de altura de chama; abrir o registro do bloqueador da linha de 
alimentação; providenciar uma chama piloto e aproximar do bico de gás; 
abrir lentamente a válvula de regulagem de altura da chama até que o 
bico de gás ascenda e regular a chama. 
b) Manuseio de gases – armazenar em locais bem ventilados, secos e 
resistentes ao fogo. Proteger os cilindros do calor e da irradiação direta. 
Manter os cilindros presos à parede de modo a não caírem. Separar e 
sinalizar os recipientes cheios e vazios. Utilizar sempre válvula 
reguladora de pressão. Manter válvula fechada após o uso. Limpar 
imediatamente equipamentos e acessórios após o uso de gases 
corrosivos. Somente transportar cilindros com capacete (tampa de 
proteção da válvula) e em veículo apropriado. Não utilizar óleos e graxas 
na válvulas de gases oxidantes. Manipular gases tóxicos e corrosivos 
dentro de capelas. Utilizar os gases até uma pressão mínima de 2 bar, 
para evitar a entrada de substâncias estranhas. 
Os agentes químicos manuseados em laboratórios podem agredir o 
organismo humano por três vias: 
a) por inalação – constitui a principal via de intoxicação. A absorção de 
gases, vapores, poeiras e aerossóis pelos pulmões e a sua distribuição pelo sangue, 
que os leva às diversas partes do corpo, é extremamente facilitada pela elevada 
superfície dos alvéolos pulmonares. A equivocada cultura de que “laboratórios têm 
 
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naturalmente odor de produtos químicos”, com frequência leva a atitudes 
negligentes, provocando efeitos crônicos à saúde, com danos muitas vezes 
permanentes ou irreversíveis; 
b) por absorção cutânea – a pele e a gordura protetora são barreiras 
bastante efetivas, sendo poucas as substâncias que podem ser absorvidas em 
quantidades perigosas. Os efeitos mais comuns da ação de substâncias químicas 
sobre a pele são as irritações superficiais e sensibilizações decorrentes da 
combinação do contaminante com as proteínas. Como decorrência desses fatos, o 
agente químico pode penetrar pela pele, atingindo a corrente sanguínea. Neste 
sentido, é necessário especial cuidado quando houver danos à integridade da pele – 
feridas expostas devem ser devidamente protegidas; 
c) por ingestão – pode ocorrer de forma acidental ou ao ingerir partículas 
que estejam retidas no trato respiratório, resultantes da inalação de pós ou fumos. 
Os riscos de ingestão por contaminação das mãos e alimentos serão inexistentes se 
houver a devida atenção e higiene no trabalho. 
São riscos relacionados com produtos químicos: 
Dicas para os ácidos: 
� ácido sulfúrico – derramado sobre o chão ou bancada pode ser rapidamente 
neutralizado com carbonato ou bicarbonato de sódio em pó; 
� ácido clorídrico – derramado será neutralizado com amônia, que produz 
cloreto de amônio, em forma de névoa branca; 
� ácido nítrico – reage violentamente com álcool. 
Compostos tóxicos: 
Um grande número de compostos orgânicos e inorgânicos são tóxicos, por 
isso devem ser manipulados com cuidado, evitando a inalação ou contato direto. 
Muitos produtos que eram manipulados pelos químicos, sem receio, hoje são 
considerados nocivos à saúde e não há dúvidas de que a lista de produtos tóxicos 
deva aumentar. A relação abaixo compreende alguns produtos tóxicos de uso 
comum em laboratório: 
a) Compostos altamente tóxicos (aqueles que podem provocar, 
rapidamente, graves lesões ou até mesmo a morte): os compostos arsênicos – 
cianetos inorgânicos – compostos de mercúrio – ácidos oxálico e seus sais – selênio 
 
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e seus complexos – pentóxido de vanádio – monóxido de carbono – cloro, flúor, 
bromo, iodo líquidos. 
b) Compostos tóxicos e irritantes aos olhos e sistema respiratório: 
cloreto de acetila – bromo – alquil e arilnitrilas – bromometano – bemzeno – 
dissulfito de carbono – brometo e cloreto de benzila – sulfato de metila – ácido 
fluorbórico – sulfato de dietila – cloridrina etilênica – acroleina. 
c) Compostos potencialmente nocivos por exposição prolongada: 
c.1) brometos e cloretos de alquila – bromometano, bromofórmio, 
tetracloreto de carbono, diclorometano, iodometano; 
c.2) aminas alifáticas e aromáticas – anilinas substituídas ou não 
dimetilamina, trietilamina, diisopropilamina; 
c.3) fenóis e composto aromáticos nitrados – fenóis substituídos ou não 
cresóis, catecol, resorcinol, nitrobenzeno, nitrotolueno. 
Temos ainda muitos compostos que causam tumores cancerosos no ser 
humano, para os quais deve-se ter todo o cuidado no seu manuseio, evitando-se a 
todo custo a inalação de vapores e o contato com a pele. Devem ser manipulados 
exclusivamente em capelas e com uso de luvas protetoras. Entre os grupos de 
compostoscomuns em laboratório incluem: 
a) Aminas aromáticas e seus derivados: anilinas N-substituídas ou não. 
naftilaminas, benzidinas, 2-naftilamina e azoderivados. 
b) Compostos N-nitroso, nitrosoaminas (R’-N(NO)-R) e nitrozoamidas. 
c) Agentes alquilantes: diazometano, sulfato de dimetila, iodeto de metila, 
propiolactona, óxido de etileno. 
d) Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos: benzopireno, dibenzoantraceno. 
e) Compostos que contém enxofre: tiocetamida, tiouréia. 
f) Benzeno: é um composto carcinogênico cuja concentração mínima 
tolerável é inferior àquela normalmente percebida pelo olfato humano. Se você sente 
cheiro de benzeno é porque a sua concentração no ambiente é superior ao mínimo 
tolerável. Evite usá-lo como solvente e sempre que possível o substitua por outro 
solvente semelhante e menos tóxico (por exemplo: tolueno). 
 
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g) Amianto: a inalação por via respiratória de amianto pode conduzir a uma 
doença de pulmão, asbetose que em estágios mais adiantados geralmente se 
transforma em câncer dos pulmões. 
O descarte dos produtos químicos também tem sua importância, o qual deve 
ser realizado de acordo com as normas do seu laboratório, geralmente usando 
frascos específicos e nunca a pia. 
É bom lembrar que os laboratórios das áreas Biológica e Química são locais 
onde podem ser encontrados tanto contaminantes de origem biológica quanto 
química e materiais inflamáveis e/ou tóxicos são manuseados, entre outros. Esta 
característica requer uma atenção especial e um comportamento adequado para 
reduzir ao mínimo o risco de acidentes. Portanto, a observância das normas de 
segurança pessoal são importantes para a integridade física das pessoas que atuam 
de forma permanente ou eventual. Constantemente devem ser feitas avaliações de 
riscos e tomadas de medidas de controle que, rigidamente observadas, propiciam 
condições de trabalho em níveis de segurança adequados (UFPB, 2008; VAL; 
NASCENTES; MACHADO, 2008, UFBA, 2009; GONÇALVES, 2014). 
Para além da segurança, devemos lembrar dos danos, que são nada mais 
do que consequências da concretização do risco. Eles podem ser: 
a) Danos físicos – morte ou incapacitação para o trabalho. 
b) Danos à saúde do indivíduo exposto: 
b.1) efeitos agudos – exposição a altas concentrações de uma substância 
química tóxica por curtos períodos de tempo; 
b.2) efeitos crônicos – exposição a baixas concentrações por longos 
períodos de tempo. O efeito muitas vezes é sutil e há dificuldade de se estabelecer a 
causa e de se realizar uma associação com algum produto químico. 
c) Danos à saúde e integridade das gerações futuras (descendentes dos 
indivíduos expostos): 
c.1) efeitos mutagênicos – ocorrem alterações do DNA, células somáticas ou 
reprodutivas; 
c.2) efeitos teratogênicos – ocorre má formação do feto no seu período de 
gestação; 
 
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c.3) efeitos sobre o poder reprodutivo – redução da fertilidade de homens e 
mulheres (VAL; NASCENTES; MACHADO, 2008). 
 
 
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UNIDADE 2 – OS FUNDAMENTOS DA BIOQUÍMICA 
 
No dicionário Aurélio (FERREIRA, 2005) encontramos que fundamento é 
 
base, alicerce, [...] razões ou argumentos em que se funda uma tese, 
concepção, ponto de vista, etc.; apoio, base; razão, justificativa; motivo e 
ainda, conjunto dos princípios básicos de um ramo de conhecimento, de 
uma técnica, de uma atividade, etc. 
 
A Bioquímica questiona como as extraordinárias propriedades dos 
organismos vivos se originaram a partir de milhares de biomoléculas diferentes. 
Quando essas moléculas são isoladas e examinadas individualmente, elas seguem 
todas as leis físicas e químicas que descrevem o comportamento da matéria 
inanimada. Todos os processos que ocorrem nos organismos vivos também seguem 
todas as leis físicas e químicas. Portanto, o estudo da Bioquímica mostra como o 
conjunto de moléculas inanimadas que constituem os organismos vivos interage 
para manter e perpetuar a vida exclusivamente pelas leis físicas e químicas que 
regem o universo inanimado (NELSON; COX, 2014). 
Seus fundamentos relacionam-se intimamente com as células, a Química, a 
Física, a Genética e com os processos evolutivos, afinal de contas, temos uma série 
de características ou propriedades extraordinárias que distinguem os organismos 
vivos, entre elas: 
i. Alto grau de complexidade química e organização microscópica: milhares de 
moléculas diferentes formam as intricadas estruturas celulares internas. Elas 
incluem polímeros muito longos, cada qual com sua sequência característica 
de subunidades, sua estrutura tridimensional única e seletividade muito 
específica de parceiros para interação na célula. 
ii. Sistemas para extrair, transformar e utilizar a energia do ambiente que 
permitem aos organismos construir e manter suas intricadas estruturas, assim 
como realizar trabalhos mecânico, químico, osmótico e elétrico, o que 
neutraliza a tendência de toda a matéria de decair para um estado mais 
desorganizado, entrando assim em equilíbrio com seu ambiente. 
iii. Funções definidas para cada um dos componentes de um organismo e 
interações reguladas entre eles. Isso é válido não somente para as estruturas 
macroscópicas, como folhas e ramos ou corações e pulmões, mas também 
 
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para as estruturas intracelulares microscópicas e os compostos químicos 
individuais. A interação entre os componentes químicos de um organismo 
vivo é dinâmica; mudanças em um componente causam mudanças 
coordenadas ou compensatórias em outro, com o todo manifestando uma 
característica além daquelas de suas partes individuais. O conjunto de 
moléculas realiza um programa, cujo resultado final é a reprodução e a 
autopreservação do conjunto de moléculas – em resumo, a vida. 
iv. Mecanismos para sentir e responder às alterações no seu ambiente. Os 
organismos constantemente se ajustam a essas mudanças por adaptações 
de sua química interna ou de sua localização no ambiente. 
v. Capacidade para se autorreplicar e auto montar com precisão. Uma célula 
bacteriana isolada disposta em meio nutritivo estéril pode dar origem, em 24 
horas, a um bilhão de “filhas” idênticas. Cada célula contém milhares de 
moléculas diferentes, muitas extremamente complexas; mas cada bactéria é 
uma cópia fiel da original, sendo sua construção totalmente direcionada a 
partir da informação contida no material genético da célula original. Em uma 
escala maior, a prole de um animal vertebrado mostra uma semelhança 
marcante com a dos seus pais, também como consequência daherança dos 
genes parentais. 
vi. Capacidade de se alterar ao longo do tempo por evolução gradual. Os 
organismos alteram suas estratégias de vida herdadas, a passos muito 
pequenos, para sobreviver em circunstâncias novas. O resultado de eras de 
evolução é uma enorme diversidade de formas de vida, muito diferentes 
superficialmente, mas fundamentalmente relacionadas por sua ancestralidade 
comum. Essa unidade fundamental dos organismos vivos se reflete na 
semelhança das sequências gênicas e nas estruturas das proteínas. 
 
2.1 Fundamentos celulares 
A unidade e a diversidade dos organismos se tornam aparentes mesmo em 
nível celular, os menores organismos consistem em células isoladas e são 
microscópicos. Os organismos multicelulares maiores têm muitos tipos celulares 
diferentes, os quais variam em tamanho, forma e função especializada. Apesar 
 
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16
 
dessas diferenças óbvias, todas as células dos organismos, desde o mais simples 
ao mais complexo, compartilham determinadas propriedades fundamentais, que 
podem ser vistas em nível bioquímico. 
 
Guarde... 
� Todas as células são delimitadas por uma membrana plasmática; têm um 
citosol contendo metabólitos, coenzimas, íons inorgânicos e enzimas; e têm 
um conjunto de genes contidos dentro de um nucleoide (bactérias e arqueias) 
ou de um núcleo (eucariotos). 
� Todos os organismos requerem uma fonte de energia para realizar o trabalho 
celular. Os fototróficos obtêm energia da luz solar; os quimiotróficos oxidam 
combustíveis químicos, transferindo elétrons para bons aceptores: compostos 
inorgânicos, compostos orgânicos ou oxigênio molecular. 
� As células de bactérias e de arqueias contêm citosol, nucleoide e plasmídeos, 
todos contidos dentro de um envelope celular. As células eucarióticas têm 
núcleo e são multicompartimentalizadas, com determinados processos 
segregados em organelas específicas; as organelas podem ser separadas e 
estudadas isoladamente. 
� As proteínas do citoesqueleto se organizam em longos filamentos que dão 
forma e rigidez às células e servem como trilhos ao longo dos quais as 
organelas celulares se deslocam por toda a célula. 
� Complexos supramoleculares unidos por interações não covalentes são parte 
de uma hierarquia de estruturas, algumas delas visíveis ao microscópio 
óptico. Quando moléculas individuais são removidas desses complexos para 
serem estudadas in vitro, algumas interações, importantes na célula viva, 
podem ser perdidas. 
 
2.2 Fundamentos químicos 
No final do século XVIII, os químicos concluíram que a composição da 
matéria viva é impressionantemente diferente daquela do mundo inanimado. 
Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) percebeu a relativa simplicidade do “mundo 
mineral” e contrastou-a com a complexidade dos “mundos animal e vegetal”. Ele 
 
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17
 
sabia que esses últimos eram constituídos de compostos ricos nos elementos 
carbono, oxigênio, nitrogênio e fósforo. 
Durante a primeira metade do século XX, investigações bioquímicas 
conduzidas em paralelo sobre a oxidação da glicose em leveduras e células de 
músculo animal revelaram semelhanças químicas marcantes nesses dois tipos 
celulares aparentemente muito distintos, indicando que a queima da glicose em 
leveduras e células musculares envolve os mesmos 10 intermediários químicos e as 
mesmas 10 enzimas. Estudos subsequentes de muitos outros processos químicos 
em diferentes organismos confirmaram a generalidade dessa observação, resumida 
em 1954, por Jacques Monod: “O que vale para a E. coli também vale para um 
elefante”. A atual compreensão de que todos os organismos têm uma origem 
evolutiva comum baseia-se, em parte, nessa observação de que todos compartilhem 
dos mesmos processos e intermediários químicos, o que muitas vezes é 
denominado de Unidade Bioquímica. 
Menos de 30 entre os mais de 90 elementos químicos de ocorrência natural 
são essenciais para os organismos. A maioria dos elementos da matéria viva tem 
um número atômico relativamente baixo; somente três têm números atômicos 
maiores do que o selênio, 34. Os quatro elementos químicos mais abundantes nos 
organismos vivos, em termos de porcentagem do total de número de átomos, são 
hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e carbono, que juntos constituem mais de 99% da 
massa das células. Eles são os elementos mais leves capazes de formar de maneira 
eficiente uma, duas, três e quatro ligações; em geral, os elementos mais leves 
formam ligações mais fortes. Os elementos-traço representam uma fração minúscula 
do peso do corpo humano, mas todos são essenciais à vida, geralmente por serem 
essenciais para a função de proteínas específicas, incluindo muitas enzimas. A 
capacidade de transporte de oxigênio da hemoglobina, por exemplo, é totalmente 
dependente de quatro íons ferro, que somados representam somente 0,3% da 
massa total. 
A química dos organismos vivos está organizada em torno do carbono, que 
contribui com mais da metade do peso seco das células. O carbono pode formar 
ligações simples com átomos de hidrogênio, assim como ligações simples e duplas 
com átomos de oxigênio e nitrogênio. A capacidade dos átomos de carbono de 
 
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18
 
formar ligações simples estáveis com até quatro outros átomos de carbono é de 
grande importância na Biologia. Dois átomos de carbono também podem 
compartilhar dois (ou três) pares de elétrons, formando assim ligações duplas (ou 
triplas). 
 
A versatilidade do carbono em formar ligações 
 
Obs.: O carbono pode formar ligações covalentes simples, duplas e triplas (indicadas em vermelho), 
particularmente com outros átomos de carbono, ligações triplas são raras em biomoléculas. 
Figura 1: A versatilidade do carbono em formar ligações. 
Fonte: Nelson; Cox (2014, p. 12). 
 
As quatro ligações simples que podem ser formadas pelo átomo de carbono 
se projetam a partir do núcleo formando os quatro vértices de um tetraedro (Figura 
2), com ângulo de aproximadamente 109,5° entre duas ligações quaisquer e 
comprimento médio de ligação de 0,154 nm. A rotação é livre em torno de cada 
ligação simples, a menos que grupos muito grandes ou altamente carregados 
estejam ligados aos átomos de carbono. Nesse caso, a rotação pode ser limitada. Já 
a ligação dupla é mais curta (cerca de 0,134 nm) e rígida, permitindo somente uma 
rotação limitada em torno do seu eixo. 
 
 
 
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19
 
a) Os átomos de carbono têm um arranjo tetraédrico bem característico para suas quatro ligações 
simples. 
b) A ligação simples carbono-carbono temliberdade de rotação, como mostrado para o composto 
etano (CH3 - CH3). 
c) Ligações duplas são mais curtas e não permitem rotação. Os dois carbonos ligados por ligação 
dupla e os átomos designados por A, B, X e Y estão todos no mesmo plano rígido. 
Figura 2: Geometria da ligação do carbono. 
Fonte: Nelson; Cox (2014, p. 13). 
 
Átomos de carbono covalentemente ligados em biomoléculas podem formar 
cadeias lineares, ramificadas e estruturas cíclicas. Aparentemente, a versatilidade 
de ligação do carbono com outro carbono e com outros elementos foi o principal 
fator na seleção dos compostos de carbono para a maquinaria molecular das células 
durante a origem e a evolução dos organismos vivos. Nenhum outro elemento 
químico consegue formar moléculas com tanta diversidade de tamanhos, formas e 
composição. 
A maioria das biomoléculas deriva dos hidrocarbonetos, tendo átomos de 
hidrogênio substituídos por uma grande variedade de grupos funcionais que 
conferem propriedades químicas específicas à molécula, formando diversas famílias 
de compostos orgânicos. Exemplos típicos dessas biomoléculas são os álcoois, que 
têm um ou mais grupos hidroxila; aminas, com grupos amina; aldeídos e cetonas, 
com grupos carbonila; e ácidos carboxílicos, com grupos carboxila. Muitas 
biomoléculas são polifuncionais, contendo dois ou mais tipos de grupos funcionais 
(Figura 3), cada qual com suas características químicas e de reação. A 
“personalidade” química de um composto é determinada pela química de seu grupo 
funcional e pela sua disposição no espaço tridimensional. 
 
 
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20
 
Alguns grupos funcionais comuns em biomoléculas 
 
 
Obs.: Os grupos funcionais estão pintados com uma cor usada para o elemento que caracteriza 
aquele grupo: cinza para C, cor salmão para O, azul para N, amarelo para S e cor de laranja para P. 
Figura 3: Alguns grupos funcionais comuns em biomoléculas. 
Fonte: Nelson; Cox (2014, p. 13). 
 
 
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21
 
Guarde... 
� Devido a sua versatilidade de ligação, o carbono pode produzir amplas 
coleções de estruturas carbono-carbono com uma grande variedade de 
grupos funcionais; esses grupos conferem às biomoléculas as suas 
propriedades químicas e biológicas. 
� Um conjunto universal de aproximadamente mil moléculas pequenas é 
encontrado em células vivas; a interconversão dessas moléculas nas rotas 
metabólicas centrais se conservou ao longo da evolução. 
� Proteínas e ácidos nucleicos são polímeros lineares feitos de subunidades 
monoméricas simples; suas sequências contêm as informações que fornecem 
a cada molécula sua estrutura tridimensional e suas funções biológicas. 
� A configuração molecular pode ser alterada somente mediante quebra de 
ligações covalentes. Para um átomo de carbono com quatro substituintes 
diferentes (carbono quiral), os grupos substituintes podem ser arranjados em 
duas diferentes formas, gerando estereoisômeros com propriedades distintas. 
Somente um dos estereoisômeros é biologicamente ativo. A conformação 
molecular é a disposição dos átomos no espaço que pode ser mudada por 
rotação em torno de ligações simples, sem quebrar ligações covalentes. 
� Interações entre moléculas biológicas são quase invariavelmente estéreo 
específicas: elas requerem um ajuste próximo entre as estruturas 
complementares das moléculas interagentes. 
 
2.3 Fundamentos físicos 
Células e organismos vivos precisam realizar trabalho para se manterem 
vivos e se reproduzir. As reações de síntese que ocorrem dentro das células, como 
processos de síntese em uma fábrica, exigem o consumo de energia. O consumo de 
energia também é necessário para o movimento de uma bactéria, de um velocista 
olímpico, para o brilho de um vaga-lume ou para a descarga elétrica de um peixe 
elétrico. 
O armazenamento e a expressão de informação requerem energia, sem a 
qual estruturas ricas em informação inevitavelmente se tornam desordenadas e sem 
sentido. 
 
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22
 
No curso da evolução, as células desenvolveram mecanismos altamente 
eficientes para aproveitar a energia, obtida da luz solar ou de combustíveis químicos 
nos vários processos que requerem energia para ser realizados. Assim, um dos 
objetivos da Bioquímica é compreender, em termos químicos e quantitativos, os 
meios pelos quais a energia é extraída, armazenada e canalizada para trabalho útil 
nas células vivas. As conversões de energia celular – como todas as outras 
conversões de energia – podem ser estudadas no contexto das leis da 
termodinâmica. 
Na figura 4 veremos alguns dos sofisticados processos conversores de 
energia da célula, que são capazes de interconverter energia química, 
eletromagnética, mecânica e osmótica entre si com alta eficiência. 
 
 
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23
 
Algumas interconversões de energia em organismos vivos 
 
Figura 4: Algumas interconversões de energia em organismos vivos. 
Fonte: Nelson; Cox (2014, p. 21). 
 
À medida que a energia metabólica é gasta para realizar o trabalho celular, o 
grau de desordem do sistema “mais” o do meio externo (expresso quantitativamente 
como entropia), cresce à medida que a energia potencial das moléculas nutrientes 
complexas decresce: 
a) organismos vivos extraem energia do seu meio; 
b) convertem parte dela em formas de energia utilizáveis para produzir 
trabalho; 
 
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24
 
c) devolvem parte da energia ao meio na forma de calor; e, 
d) liberam, como produto final, moléculas que são menos organizadas do 
que o combustível de partida, aumentando a entropia do universo. 
Um efeito de todas essas transformações é o aumento da ordem 
(aleatoriedade diminuída) do sistema na forma de macromoléculas complexas. 
 
Guarde... 
� Células vivas são sistemas abertos, que trocam matéria e energia com o meio 
externo, extraindo e canalizando energia para manter-se no estado 
estacionário dinâmico longe do equilíbrio. Energia é obtida do sol ou de 
combustíveis químicos pela conversão da energia do fluxo de elétrons em 
ligações químicas no ATP. 
� A tendência de uma reação química em prosseguir em direção ao equilíbrio 
pode ser expressa como função da energia livre, ∆G, que tem dois 
componentes: a variação da entalpia, ∆H, e avariação da entropia, ∆S. 
Essas variáveis estão relacionadas pela equação ∆G = ∆H – T ∆S. 
� Quando o ∆G de uma reação é negativo, a reação é exergônica e tende a 
caminhar para sua conclusão; quando ∆G é positivo, a reação é endergônica 
e tende a ir à direção oposta. Quando duas reações podem ser somadas para 
produzir uma terceira, o ∆G da reação global é a soma dos ∆G das duas 
reações separadas. 
� As reações que convertem ATP em P1 e ADP ou em AMP e PP1 são 
altamente exergônicas (∆G negativo e grande em módulo). Muitas reações 
celulares endergônicas são propulsionadas pelo seu acoplamento, mediante 
um intermediário comum, àquelas reações altamente exergônicas. 
� A variação da energia livre padrão, ∆G°, é uma constante física relacionada à 
constante de equilíbrio pela equação: ∆G° = RT In Keq. 
� Muitas reações celulares ocorrem a velocidades apropriadas somente porque 
as enzimas estão presentes para catalisá-las. As enzimas atuam em parte 
pela estabilização do estado de transição, reduzindo a energia de ativação, 
DG‡, e aumentando a velocidade de reação em várias ordens de grandeza. A 
atividade catalítica das enzimas nas células é regulada. 
 
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25
 
� Metabolismo é a soma de muitas sequências de reações interconectadas que 
interconvertem metabólitos celulares. Cada sequência é regulada para suprir 
o que a célula precisa em um dado momento e para gastar energia somente 
quando necessário. 
 
2.4 Fundamentos genéticos 
Talvez a propriedade mais marcante dos organismos e das células vivas 
seja sua capacidade de se reproduzir por incontáveis gerações com fidelidade quase 
perfeita. Essa continuidade de traços herdados sugere constância, ao longo de 
milhões de anos, na estrutura das moléculas que contêm a informação genética. 
Poucos registros históricos de civilizações sobreviveram por mil anos mesmo 
quando riscados em superfícies de cobre ou talhados em pedra. Contudo, existem 
boas evidências de que as instruções genéticas permaneceram praticamente 
intactas nos organismos vivos por períodos muito maiores; muitas bactérias têm 
praticamente o mesmo tamanho, forma e estrutura interna, apresentando também o 
mesmo tipo de moléculas precursoras e enzimas das bactérias que viveram cerca de 
quatro bilhões de anos atrás. Essa continuidade da estrutura e da composição é o 
resultado da continuidade da estrutura do material genético. 
Entre as descobertas mais notáveis da Biologia no século XX está a 
natureza química e a estrutura tridimensional do material genético, ácido 
desoxirribonucleico, DNA. 
A sequência de subunidades monoméricas, os nucleotídeos, neste polímero 
linear codifica as instruções para formar todos os outros componentes celulares e 
fornece o molde para a produção de moléculas de DNA idênticas a serem 
distribuídas aos descendentes por ocasião da divisão celular. A perpetuação de uma 
espécie biológica requer que sua informação genética seja mantida de modo 
estável, expressa com exatidão na forma de produtos dos genes e reproduzida com 
o mínimo de erros. O armazenamento, a expressão e a reprodução efetivos da 
mensagem genética definem espécies individuais, distinguem umas das outras e 
asseguram a sua continuidade em sucessivas gerações. 
 
 
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26
 
Guarde... 
� A informação genética é codificada na sequência linear de quatro tipos de 
desoxirribonucleotídeos no DNA. 
� A dupla-hélice da molécula de DNA contém um molde interno para sua 
própria replicação e reparo. 
� Moléculas de DNA são extremamente grandes, com massas moleculares de 
milhões ou bilhões. 
� Apesar do tamanho enorme do DNA, a sequência de nucleotídeos nela é 
muito precisa, e a manutenção dessa precisão no decorrer de períodos bem 
longos de tempo é a base da continuidade genética dos organismos. 
� A sequência linear de aminoácidos em uma proteína, que está codificada no 
DNA do gene dessa proteína, produz a estrutura tridimensional específica da 
proteína – processo que também depende das condições ambientais. 
� Macromoléculas individuais com afinidade específica por outras 
macromoléculas têm a capacidade de auto-organizar-se em complexos 
supramoleculares. 
 
2.5 Fundamentos evolutivos 
O grande progresso na Bioquímica e na Biologia molecular nas últimas 
décadas confirmou a validade da contundente generalização de Dobzhansky3. A 
notável semelhança das rotas metabólicas e das sequências de genes entre os três 
grupos da vida sugere fortemente que todos os organismos modernos derivaram de 
um ancestral evolutivo comum por meio de uma série de pequenas mudanças 
(mutações), cada uma conferindo uma vantagem seletiva a algum organismo em 
algum nicho ecológico. 
 
3 Theodosius Dobzhansky (1900-1975), geneticista e biólogo evolutivo ucraniano-estadunidense. 
 
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27
 
Marcos da evolução da vida na Terra 
 
Figura 5: Marcos da evolução da vida na Terra. 
Fonte: Nelson; Cox (2014, p.36). 
 
A partir de 1,5 bilhão de anos atrás, os registros fósseis começaram a 
mostrar evidências de organismos maiores e mais complexos, provavelmente as 
primeiras células eucarióticas, conforme a Figura 5. Detalhes do caminho evolutivo 
de células não nucleadas para células nucleadas não podem ser deduzidos somente 
pelo registro fóssil, mas as semelhanças bioquímicas e morfológicas dos organismos 
modernos sugerem uma sequência de eventos consistente com a evidência fóssil. 
 
Guarde... 
� Ocasionalmente, mutações herdadas geram organismos mais bem adaptados 
para sobreviver e, com a reprodução em um dado nicho ecológico, os seus 
descendentes passam a predominar na população desse nicho. Esse 
 
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28
 
processo de mutação e seleção é a base da evolução darwiniana que vai da 
primeira célula a todos os organismos modernos. O grande número de genes 
compartilhados por todos os seres vivos explica suas semelhanças 
fundamentais. 
� A vida surgiu há cerca de 3,5 bilhões de anos, mais provavelmente com a 
formação de um compartimento fechado por membrana contendo uma 
molécula de RNA autorreplicante. Os componentes das primeiras células 
podem ter sido produzidos perto de fontes termais no leito dos oceanos ou 
pela ação de raios e relâmpagos e altas temperaturas sobre moléculas 
atmosféricas simples, como CO2 e NH3. 
� Os papéis catalíticos e genéticos exercidos pelos primeiros genomas de RNA 
foram ao longo do tempo sendo realizados por proteínas e DNA, 
respectivamente. 
� Células eucarióticas adquiriram a capacidade de promovera fotossíntese e a 
fosforilação oxidativa a partir de bactérias endossimbióticas. Em organismos 
multicelulares, alguns tipos de células diferenciadas se especializaram em 
uma ou mais funções essenciais para a sobrevivência do organismo. 
� O conhecimento das sequências completas de nucleotídeos dos genomas de 
organismos de diferentes ramos da árvore filogenética fornece compreensões 
mais profundas da evolução e oferece também grandes oportunidades para a 
medicina humana (NELSON; COX, 2014). 
 
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29
 
UNIDADE 3 – O USO DOS DADOS BIOQUÍMICOS NA 
CLÍNICA 
 
A função central do laboratório de patologia clínica ou de química clínica é 
fornecer informações bioquímicas para a definição da conduta com o paciente. Essa 
informação terá valor somente se for exata e relevante; se sua significância ficar 
evidente para o clínico, ela poderá ser utilizada para guiar as decisões clínicas 
(MARSHALL, BANGERT; LAPSLAY, 2013). 
Análises bioquímicas são extensivamente utilizadas na medicina, tanto em 
relação a doenças que têm base metabólica (exemplos: diabetes melito, 
hipotireoidismo) como naquelas em que alterações bioquímicas são consequência 
da doença (exemplo: falência renal, má absorção). Os usos principais da 
investigação bioquímica são para diagnóstico, prognóstico, monitoramento e 
rastreamento, conforme mostra a Figura 6 abaixo. 
 
Principais funções dos testes bioquímicos 
 
Figura 6: Principais funções dos testes bioquímicos. 
Fonte: Nelson; Cox (2014). 
 
Essas funções são um passo para chegarmos ao que realmente interessa 
nesta unidade: o controle de qualidade em um laboratório de análises clínicas que 
nos leva a fazer um gancho com a Medicina e a Bioquímica Clínica baseada em 
evidências. 
 
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30
 
A Medicina baseada em evidências significa o uso de melhores dados 
disponíveis a partir de abalizados estudos clínicos sobre o acompanhamento de 
pacientes contemplando diagnóstico, prognóstico e tratamento. Isso levou à 
instituição da Bioquímica Clínica baseada em evidências (e Medicina Laboratorial 
baseada em evidências em geral). Nesse conceito, por exemplo, a relação entre os 
estudos e os resultados clínicos é rigorosamente analisada, com a utilização de 
instrumentos, como as razões de probabilidade para determinar quais estudos são 
mais apropriados (em termos de validade e grau de informação) em situações 
clínicas individuais e com a avaliação do seu uso subsequente (BRUCE; LAPSLAY, 
2016). 
A Bioquímica Clínica baseada em evidências está ganhando impulso. 
Começa com a avaliação técnica de um exame e engloba a avaliação da 
performance diagnóstica e da utilidade clínica. Uma de suas consequências mais 
importantes é o desenvolvimento de orientações para o estudo de pacientes com 
doenças específicas. Contudo, assim como há uma contínua vigilância clínica de 
medicamentos introduzidos no mercado (o que resulta, em alguns casos, na sua 
retirada posteriormente ou na alteração de suas licenças), o impacto das diretrizes e 
de outros produtos da Medicina Laboratorial baseada em evidências deve ser 
revisado. Isso para assegurar que são apropriadas e efetivas ao longo tempo. O 
processo da auditoria clínica – definindo padrões, examinando processos de acordo 
com esses padrões, identificando deficiências, modificando os processos para 
adequá-los e repetindo o ciclo para verificar melhorias na performance – é 
fundamental nesse caso (BRUCE; LAPSLAY, 2016). 
 
3.1 Diagnóstico 
O diagnóstico médico é baseado no histórico do paciente, se disponível, 
sinais clínicos achados no exame, resultados da investigação e, algumas vezes, 
retrospectivamente, resposta ao tratamento. Frequentemente, um diagnóstico 
confiável pode ser feito com base em um histórico combinado com os achados do 
exame. Falhando estes, é usualmente formulado um diagnóstico diferencial, de fato 
uma lista curta de possíveis diagnósticos. As análises bioquímicas, e outras 
 
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31
 
investigações, podem ser utilizadas para a distinção entre esses possíveis 
diagnósticos. 
As análises podem ser utilizadas para auxiliar na confirmação ou rejeição de 
um diagnóstico, e é importante que o clínico valorize o quão útil são os exames 
escolhidos para suas finalidades. Fazer um diagnóstico, mesmo que incompleto, 
como o diagnóstico de hipoglicemia, sem saber a sua causa, pode permitir que o 
tratamento seja iniciado. 
 
3.2 Prognóstico 
As investigações usadas primariamente para o diagnóstico podem também 
prover informações prognósticas, enquanto outras são usadas especificamente para 
essa finalidade. Por exemplo, medidas seriadas da concentração de creatinina 
plasmática na doença renal progressiva são utilizadas para indicar quando a diálise 
pode ser necessária. As análises podem também indicar o risco de desenvolvimento 
de uma condição particular. Por exemplo, o risco de doenças das artérias coronárias 
aumenta com o aumento da concentração plasmática de colesterol. No entanto, 
esses riscos são calculados a partir de dados epidemiológicos e podem não fornecer 
predição exala para um indivíduo em particular. 
 
3.3 Monitoramento 
Geralmente, as análises Bioquímicas se dão durante o acompanhamento da 
evolução de uma doença e para monitorar os efeitos do tratamento. Para isso, 
precisa haver uma substância analisável (analito) adequada, como a hemoglobina 
glicosilada em pacientes com diabete melito. As análises Bioquímicas também 
podem ser utilizadas para detectar complicações decorrentes do tratamento, como 
hipocalemia durante o tratamento com diuréticos, e são extensivamente utilizadas 
para rastrear possíveis toxicidades medicamentosas, particularmente em ensaios 
clínicos, mas também em alguns casos quando o medicamento já é de uso 
aprovado. 
 
 
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3.4 Rastreamento 
Análises bioquímicas são amplamente utilizadas para determinar a presença 
subclínica de uma condição. O exemplo mais conhecido é o rastreamento em massa 
da fenilcetonúria (PKU) em recém nascidos, hipotireoidismo congênito e algumas 
outras condições que ocorrem em muitos países, incluindo o Reino Unido e os 
Estados Unidos, Esses são exemplos de rastreamento populacional; outros tipos 
incluem rastreamento seletivo (por exemplo: de idosos para câncer de cólon 
utilizando a detecção de sangue oculto nas fezes); rastreamento individual (por 
exemplo: durante um check up médico); e rastreamento de oportunidade (por 
exemplo: para hipercolesterotemia em portadores de hipertensão) (MARSHALL, 
BANGERT; LAPSLAY, 2013; BRUCE;LAPSLAY, 2016). 
 
3.5 Garantias de qualidade em análises bioquímicas 
O laboratório clínico deve assegurar que os resultados produzidos reflitam, 
de forma fidedigna e consistente, a situação clínica apresentada pelos pacientes, 
assegurando que não representem o resultado de alguma interferência no processo. 
A informação produzida deve satisfazer as necessidades de seus clientes e 
possibilitar a determinação e a realização correta de diagnóstico, tratamento e 
prognóstico das doenças (CHAVES, 2010). 
A melhoria contínua dos processos envolvidos deve representar o foco 
principal de qualquer laboratório. Para isso, procura-se oferecer, cada vez mais, os 
melhores produtos ou serviços para os clientes. 
Entretanto, para que as inovações e melhorias deem certo, torna-se 
imprescindível o controle desses processos, que deve ser capaz de identificar 
possíveis falhas que possam vir a acontecer ou as que já aconteceram. Além disso, 
o laboratório deverá estar preparado para agir prontamente para evitar ou minimizar 
as consequências e a recorrência dessas falhas. Isso tudo acaba por se traduzir em 
um processo chamado garantia da qualidade. 
Por definição, controle interno da qualidade em análises clínicas seria o 
estudo detalhado de: 
 
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a) todos os erros ocorridos no Laboratório, desde a preparação do paciente 
até a entrega do Laudo (não-conformidades), são da responsabilidade do 
Laboratório; 
b) de todos os Procedimentos Estatísticos utilizados para detectá-los e 
descobrir suas causas para minimizá-los (MENDONÇA, 2014). 
Portanto, em um laboratório de análises clínicas, a garantia da qualidade é 
alcançada tendo-se total e absoluto controle sobre todas as etapas do processo, o 
qual pode ser denominado de realizar exame, que compreende as fases pré-
analítica, analítica e pós-analítica. 
A gestão da qualidade, por sua vez, abrange as ações utilizadas para 
produzir, dirigir e controlar essa qualidade, incluindo a determinação de uma política 
e de objetivos da qualidade, com o uso de indicadores e metas. 
A garantia da qualidade de todas as fases pode ser conseguida por meio da 
padronização de cada uma das atividades envolvidas, desde o atendimento ao 
paciente até a liberação do laudo. Com isso, pode-se alcançar a qualidade que se 
almeja e, com a gestão da qualidade, garanti-la. 
Todas essas atividades no laboratório devem ser documentadas por meio de 
procedimentos operacionais padrão (POP) ou instruções de trabalho (IT), que 
deverão estar sempre acessíveis aos funcionários envolvidos nas atividades 
(CHAVES, 2010). 
Bruce e Lapslay (2016) nos atentam para a questão dos erros em análises 
bioquímicas que pode acontecer em todas as etapas do processo, sendo essencial 
que as fontes de erro sejam identificadas e compreendidas, de modo que seus 
efeitos possam ser minimizados. 
As fontes de erro em exames bioquímicos são convencionalmente descritas 
em três categorias: 
� pré-analíticas – tanto fora ou dentro do laboratório, mas antes de a análise ser 
realizada; 
� analíticas – podem ser aleatórias (por exemplo: devido à existência de uma 
substância que interfere na amostra); 
� pós-analíticas – ocorrem durante o processamento ou transmissão de dados, 
ou com relação à interpretação dos dados. 
 
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Figura 7: Sistema de garandtia da qualidade. 
Fonte: Sáez-Alquezar; Guimarães (2015). 
 
Os fatores pré-analíticos podem parecer estar além da competência dos 
bioquímicos clínicos, mas os órgãos de credenciamento estão cada vez mais 
esperando que os laboratórios se responsabilizem por todos os aspectos dos 
exames. Os laboratórios deveriam se assegurar de que os médicos que pedem 
estudos e a equipe responsável por coletar as amostras entendam os problemas 
que podem surgir, de modo que as amostras sejam coletadas e transportadas 
adequadamente. 
Os fatores analíticos estão em duas categorias: aqueles que estão 
relacionados com as amostras obtidas para análise (fatores técnicos) e aqueles 
diretamente ao paciente (fatores biológicos). 
É claramente essencial que todos os esforços não sejam poupados para 
reduzir a possibilidade de erros durante a análise. Um programa de garantia de 
qualidade rigoroso é requerido para assegurar a qualidade dos resultados. 
Os métodos e procedimentos dos exames devem ser selecionados para que 
se chegue a uma performance adequada. É necessário observar que a decisão por 
padrões de performance de análises individuais requer uma apreciação de todos os 
fatores envolvidos: esforços para reduzir o volume das amostras (uma consideração 
importante na prática pediátrica e, particularmente, neonatal) podem afetar a 
 
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precisão; o requerimento de prazos muito apertados também pode influenciar. 
Outros fatores importantes incluem o custo, a instrumentação e a variedade de 
habilidades da equipe. 
As diversas variáveis analíticas de um exame laboratorial devem ser muito 
bem controladas para assegurar que os resultados sejam precisos e exatos. Essa 
fase consiste na realização dos testes e na interpretação dos resultados (OPLUSTIL; 
ZOCCOLI; SINTO, 2004). 
Esses métodos antes de serem implantados na rotina laboratorial, devem 
ser analisados em relação a alguns critérios como a confiabilidade (precisão, 
exatidão, sensibilidade, especificidade e linearidade) e praticidade que envolve o tipo 
da amostra, duração do ensaio, metodologia, estabilidade dos reagentes, 
equipamentos, custos e segurança pessoal. Outras variáveis importantes dos 
processos analíticos também devem ser monitoradas, tais como: a qualidade da 
água, a limpeza da vidraria e a calibração dos dispositivos de medição (pipetas, 
vidraria, equipamentos) (LOPES, 2010 apud MARTELLI, 2011). 
Segundo Bruce e Lapslay (2016), na fase analítica, o teste selecionado deve 
ser capaz de mensurar a substância em questão em uma faixa inteira de 
concentrações que podem ocorrer, chamada “faixa analítica”. Medir grandes 
quantidades de uma substância costuma ser mais fácil do que medir pequenas 
quantidades (embora diluir a amostra possa ser necessário para levar a 
concentração à faixa de performance aceitável, como no caso de evitar a não 
linearidade do sinal para a concentração). Deve-se notar, no entanto, que se a 
diluição for empregada, a sua validade deve ser estabelecida por estudos 
apropriados para demonstrar que a diluição por si só não afeta a relação entre a 
concentração da substância e o sinal gerado. Nem sempre é possível elaborar uma 
análise que tenha um baixo limite de detecção (como nos casos do nível mínimo de 
substância que possa ser confiavelmente distinguida de zero, geralmente tomada 
como o sinal médio gerado por zero padrão mais dois desvios padrões); esse já foi 
um problema particular na análise de certos hormônios, pois a sua concentração no 
plasma pode estar em uma faixa nano ou até mesmopicomolar, mas está se 
tornando cada vez menor com a introdução de técnicas de análise mais sensíveis. 
 
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Para algumas substâncias, a necessidade de poder medir as concentrações 
em faixas muito amplas pode trazer problemas; por exemplo, o efeito da alta 
dosagem em imunoanálises de prolactina e gonadotrofina coriônica humana. Esse 
termo se refere à diminuição do sinal que ocorre em altas concentrações como 
resultado de sítios vinculantes na captura, pois anticorpos rotulados são ocupados 
por moléculas separadas da substância em vez de causar uma ligação cruzada 
entre eles (a situação normal quando há anticorpos em excesso). Para a proteína C 
reativa (PCR) no sérum, o requerimento de que seja possível medir as 
concentrações de maneira precisa em duas faixas diferentes (PCR “de alta 
sensibilidade” como marcador de risco cardiovascular ou marcador de septicemia 
neonatal e PCR como marcador inflamatório) levou à introdução de análises 
separadas para cada uma das duas faixas de concentração. 
Dois outros pontos de extrema importância são a precisão e predisposição. 
A precisão reflete a habilidade de uma análise de produzir um resultado que mostre 
o valor verdadeiro. A imprecisão é a diferença numérica entre a média de um 
conjunto de medições replicadas e o valor verdadeiro. O termo “predisposição” é 
geralmente preferível à “imprecisão” na medicina laboratorial, visto que implica uma 
característica persistente em vez de um efeito ocasional. Ocorre pelo erro 
sistemático e pode ser positivo (o resultado é mais alto que o resultado verdadeiro) 
ou negativo (mais baixo que o resultado verdadeiro) e constante (é o mesmo valor 
absoluto durante toda a faixa analítica) ou proporcional (tem o mesmo valor relativo 
que o resultado verdadeiro). 
Enquanto a precisão reflete a reprodutibilidade, a imprecisão é definida 
como o desvio padrão para uma série de análises replicadas (ou seja, feitas de uma 
mesma amostra, pelo mesmo método, sob idênticas condições). Para muitas 
substâncias, é bastante baixa, resultando em coeficientes de variação (CV, definido 
como SD x 100 / valor médio) de 1% ou menos. Para outros é maior, resultando em 
CV de até 5%. 
A imprecisão na análise nunca pode ser inteiramente eliminada. Essa 
variação analítica é um fator importante a se levar em conta na interpretação de 
resultados de exames laboratoriais. 
 
 
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Guarde... 
Os laboratórios são obrigados a prestar um serviço de alta qualidade, que 
deve ser avaliado e regulado independentemente. Junto com os padrões de 
qualidade, há a necessidade de incluir a inspeção de procedimentos que cubram 
toda a jornada da amostra, desde a coleta de sangue até o recebimento do resultado 
final. Os laboratórios devem revisar as necessidades do usuário final, seja ele o 
médico, o enfermeiro ou o paciente, e tentar adaptar seus serviços de maneira 
adequada. 
A necessidade de monitorar a efetividade clínica dos laboratórios para 
comprovar contínuas melhorias na qualidade e melhores resultados para os 
pacientes resultou no desenvolvimento de indicadores de qualidade clínica. Estes 
devem ser usados a fim de fornecer aos laboratórios dados suficientes para 
identificar áreas de boas práticas e áreas em que mais melhorias são necessárias e 
para promover uma cultura em que o contínuo aperfeiçoamento na qualidade é 
integrado às atividades rotineiras (BRUCE; LAPSLAY, 2016). 
 
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UNIDADE 4 – OS COMPONENTES ESTRUTURAIS DO 
CORPO E METABOLISMOS AFINS 
 
Mais uma vez lembramos que a Bioquímica fornece a base para entender a 
ação de novos fármacos, como antidepressivos, medicamentos usados no 
tratamento de diabetes, hipertensão e insuficiência cardíaca, e aqueles que reduzem 
lipídios no sangue; fornece informações sobre nutrição, exercícios, estresse 
metabólico; contribui para a compreensão de como a dieta e o estilo de vida 
influenciam nossa saúde e nosso desempenho e como o organismo envelhece. 
Também descreve como a sinalização celular e os sistemas de comunicação 
respondem aos estresses endógeno e ambiental, além de participar intensamente 
na produção de biocombustíveis, só para citar algumas de suas aplicações. 
Mas vamos aos componentes estruturais do corpo humano, lembrando que 
os organismos vivos são compostos por milhares de moléculas inorgânicas e 
orgânicas diferentes, contêm cerca de 27 elementos químicos. O número real 
depende do tipo de célula e a espécie de organismo. Acima de 99% da massa, da 
maioria das células, são compostas por oito elementos denominados elementos 
principais. Os outros constituintes são elementos secundários. A grande maioria dos 
constituintes moleculares dos sistemas vivos contém carbonos unidos 
covalentemente a outros carbonos e a átomos de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio 
(MOTTA, 2009). 
Sobre o tamanho das moléculas, as comparações são feitas em relação a 
sua massa molecular. A unidade de massa empregada é o Dalton (Da) ou 
quilodalton (1000 Da ou 1 kDa) onde 1 Da é igual ao peso de um átomo de 
hidrogênio, i.e.: 1.66 x I0-24 g. 
As quatro principais classes de moléculas biológicas são: 
1. Proteínas: são formadas por longos polímeros de aminoácidos, 
apresentam elevada massa molecular que variam de centenas a milhões de daltons. 
Exercem muitos papéis, tais como: enzimas, estruturais, transporte, hormônios, 
regulação gênica, proteção e toxinas. 
2. Carboidratos: são polímeros de açúcares simples, como a glicose, com 
massas moleculares semelhantes a das proteínas. Armazenam energia e também 
são elementos estruturais extracelulares. 
 
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3. Lipídeos: são formados por moléculas relativamente pequenas (ao redor 
de 300-1500 Da) que podem se associar para constituir grandes moléculas que 
servem, principalmente, como componentes estruturais das membranas, como 
forma de armazenamento de energia e em outras funções (hormônios esteroides. 
vitaminas, proteção, material isolante). 
4. Ácidos nucléicos: são polímeros dos nucleotídeos: constituem o DNA e o 
RNA que armazenam, transmitem e transcrevem a informação genética. São 
componentes das organelas celulares. 
 
4.1 Água 
A água compõe a maior parte da massa corporal do ser humano. É o 
solvente biológico ideal. A capacidade solvente inclui íons (exemplos: Na+. K+ e Cl-), 
açúcares e muitos aminoácidos. Sua incapacidade para dissolver algumas 
substâncias como lipídios e alguns aminoácidos, permite a formação de estruturas 
supramoleculares (exemplo: membranas) e numerosos processos