RELATÓRIO Bioquímica Aplicada

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CENTRO UNIVERSITARIO MAURICIO DE NASSAU MACEIÓ
UNINASSAU
CURSO DE FARMÁCIA 
RELÁTORIO 
Aluno:
Matrícula:
JUNHO
2022
Belém/Pa
RELÁTORIO
Belém/Pa
2022
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	4
Objetivos..........................................................................................................5
Objetivos gerais...........................................................................................5
Metodologia.....................................................................................................5
Glutationa: o que é..........................................................................................6
 Biossíntese..................................................................................................7
 Ciclo catalítico da glutationa........................................................................8
 Glutationa oxidase.......................................................................................9
 Glutationa peroxidase..................................................................................9
 Glutationa Redutase....................................................................................9
Metabolismo de compostos endógenos......................................................10
Exercício Físico e Mecanismo Antioxidante de Defesa..............................11
 Defesa antioxidante celular.......................................................................11
 Produção de espécies reativas do oxigênio nos exercícios aeróbio e anaeróbio ...................................................................................................12
 Alterações nas enzimas antioxidantes durante o exercício........................13
CONCLUSÃO............................................................................................................15
REFERÊNCIAS..........................................................................................................16
INTRODUÇÃO
Exercícios regulares e moderados exercem efeitos benéficos à saúde. O exercício aumenta o consumo relativo de oxigênio, particularmente no músculo esquelético e cardíaco. Associados a esse processo, há também um aumento na produção de espécies reativas do oxigênio, como ânion superóxido, peróxido de hidrogênio e radical hidroxila. 
Se a produção de espécies reativas de oxigênio ultrapassa os mecanismos de reparo e proteção, o efeito é o estresse oxidativo, descrito no músculo esquelético, que desenvolve uma série de alterações relacionadas com a modificação de constituintes celulares e destruição da função contrátil. Dentre os mecanismos de defesa que atuam na remoção das espécies reativas do oxigênio, tem-se a superóxido dismutase, a catalase e a glutationa peroxidase, denominadas enzimas antioxidantes. 
Após exercício de resistência, aumenta a atividade da superóxido dismutase total. Assim, os referidos mecanismos mostraram que a atividade dessa enzima não é alterada durante o exercício. No exercício agudo, a atividade máxima da catalase e glutationa redutase apresentou-se significativamente diminuída no músculo de sedentários, sugerindo a condição do estresse oxidativo como responsável pela exaustão.
1. Objetivos
 1.1 Objetivo geral 
A estrutura e função da GSH após a realização de exercícios físicos
2. Metodologia 
Foi realizado a revisão bibliográfica nas bases de com o apoio de artigos e livros específicos em pesquisa avançada na área da saúde. Para a pesquisa nas bases de dados foram listados primeiramente os descritores em português na base de dados de descritores em Ciências da Saúde. Foram eles: o que é GSH, estresse antioxidante, estresse oxidativo. Posteriormente foram realizadas estratégias de busca a partir de uma combinação dos descritores. A busca foi limitada nos idiomas inglês e português.
3. Glutationa
A glutationa um importante sistema de proteção endógena das células contra os prejuízos provocados por substâncias tóxicas e oxidantes endógenos produzidos pelo metabolismo. Ela está presente em elevadas concentrações nas células dos mamíferos e demais vertebrados sob forma reduzida em menores quantidades, aproximadamente 1% na forma de glutationa oxidada (GSSG).
 Uma queda nos níveis de GSH de 20% a 30% pode prejudicar as defesas celulares contra a ação tóxica dos radicais oxidantes, levando ao dano celular e à morte celular. Segundo Ferreira, sob condições de excesso de agentes oxidantes e/ou deficiência do sistema protetor, haverá desequilíbrio entre o consumo de GSH e a produção de GSSG, o que caracteriza igualmente o estresse oxidativo. Considera-se que, para esse caminho de oxidação e redução, quem garante uma nova redução da GSSG à GSH é a enzima glutationa redutase (GSH-Rd). Assim, a magnitude do estresse oxidativo pode ser monitorada pela razão GSSG/GSH. 
A GSH é um tripeptídeo formado a partir dos resíduos dos aminoácidos glicina, glutamato e cisteína. Na forma reduzida, ela contém um átomo de selênio ligado covalentemente. A GSH é responsável pela redução do H2O2 ou hidroperóxidos orgânicos a água, por intermédio da ação da enzima GSH-Px oxidando a GSH à GSSG esse sistema é chamado de sistema da glutationa. A GSH está presente na maioria das células, é o tiol mais abundante no meio intracelular e sua capacidade redutora é determinada pelo grupamento SH presente na cisteína.
 Ela pode ser considerada um dos agentes mais importantes do sistema de defesa antioxidante da célula, protegendo-a contra a lesão resultante da exposição a agentes como íons ferro, oxigênio hiperbárico, ozona, radiação e luz ultravioleta. Além disso, diminui a suscetibilidade à lesão renal decorrente da isquemia e reperfusão, atua como transportadora e reservatório da cisteína, participa da desintoxicação de agentes químicos e da eliminação de produtos da lipoperoxidação e, ainda, é requerida para a síntese de DNA, de proteínas e de algumas prostaglandinas.
 A GSH-Rd é a enzima responsável pela nova redução da GSH, sendo esta dependente da oxidação das vias das pentoses, ou seja, vias metabólicas que fazem oxidação de carboidratos com cinco carbonos, pelas quais os hidrogênios provenientes dessa via são carreados na forma de nicotinamida adenina dinucleotideo fosfato reduzida (NADPH). Sob condições de diminuição do fornecimento de NADPH, como no jejum e na deficiência de glicose-fosfato desidrogenase (G6PD), há prejuízo da função da GSH-Rd. Após exposição da GSH ao agente oxidante, ocorre sua oxidação a GSSG. A recuperação da GSH é feita pela enzima GSH-Rd, uma etapa essencial para manter íntegro o sistema de proteção celular. Na inativação de um agente oxidante ocorre produção de GSSG e depleção de GSH. 
Em situações em que o sistema de óxido-redução está íntegro, haverá recuperação da GSH, entretanto, sob condições de excesso de agentes oxidantes e/ou deficiência do sistema protetor, haverá desequilíbrio entre o consumo de GSH e a produção de GSSG, o que caracteriza o estresse oxidativo. O excesso de GSSG, resultado de um ambiente mais oxidante que favorece a formação de pontes dissulfeto nas proteínas portadoras de grupamento tiol (-SH), pode promover oxidação de proteínas, com prejuízo de suas funções.
3.1 Biossíntese
A biossíntese da GSH ocorre no meio intracelular (exceto em células epiteliais), pela ação consecutiva de duas enzimas. Na primeira reação, é formada uma ligação peptídica entre os aminoácidos glutâmico e cisteína, catalisada pela enzima γ-glutamilcisteína sintetase, levando à γ-L-glutamil-L-cisteína. Este dipeptídeo é então ligado à glicina pela ação da glutationa sintetase. Estas etapas requerem ATP e Mg+2. A γ-glutamilcisteína sintetase sofre regulação pela GSH através de um feedback negativo, o que previne a produção excessiva desta ou o acúmulo do intermediário γ-glutamilcisteína.
 Caso a conversão da γ-glutamilcisteína em GSH seja insuficiente, uma reação alternativa predomina: a conversão à oxoprolina, catalisada pela γ-glutamilciclotransferase. A produção excessivade oxoprolina ocorre em casos de deficiência hereditária da glutationa sintetase e é caracterizada por oxoprolinúria, acidose metabólica crônica e distúrbios neurológicos. A biossíntese da GSH pode ser inibida pela butionina sulfoximina, um inibidor com estrutura similar a um intermediário ativado na reação catalisada pela γ-glutamilcisteína sintetase. Em sistemas experimentais, na supressão das concentrações intracelulares de GSH pela BSO, observa-se o aumento da sensibilidade das células à radiação ionizante e a certas drogas citostáticas. 
Essa sensibilização está sendo explorada para uso clínico na terapia contra câncer. A limitação desta técnica é que tanto células normais quanto as tumorais podem ser afetadas e os efeitos tóxicos nos tecidos normais podem ser mais importantes que o fato de tornar as células tumorais mais susceptíveis ao tratamento. Uma forma de controlar esse problema é fazer uso de irradiação localizada ou aplicação tópica de drogas citostáticas a fim de limitar a toxicidade sobre os tecidos normais.
3.2 Ciclo catalítico da glutationa
Para que a atividade protetora da glutationa expressa pela redução de espécies oxidantes, e conseqüente oxidação da GSH à glutationa dissulfeto (GSSG) seja mantida, a GSH precisa ser regenerada através do ciclo catalítico. Nele podemos identificar a atividade de três grupos de enzimas: a glutationa oxidase (GO), a glutationa peroxidase (GSH-Px) e a glutationa redutase (GR). As duas primeiras enzimas, GO e GSH-Px, catalisam a oxidação de GSH à GSSG e a última, GR, é responsável pela regeneração de GSH, a partir de GSSG, na presença de NADPH.
3.3 Glutationa oxidase
Dissulfetos são formados a partir de tióis de baixo peso molecular, polipeptídeos e proteínas. A glutationa é convertida em glutationa dissulfeto (GSSG) pela catálise da glutationa oxidase, uma enzima FAD-dependente, que oxida também outros aminotióis, como por exemplo, a L-cisteína. A denominação glutationa oxidada para GSSG não é específica, pois dissulfetos mistos de glutationa (GSHR), ácidos sulfínico (GSO2H) e sulfônico (GSO3H) e S-sulfoglutationa (GSSO3H) e a própria glutationa dissulfeto são formas oxidadas de GSH.
3.4 Glutationa peroxidase
Um importante sistema enzimático de defesa contra radicais livres envolve as glutationas peroxidases (GSH-Px) encontradas em muitos tecidos de origem animal. Estas enzimas são bastante particulares no que se refere à sua constituição, pois incorporam um resíduo de selenocisteína no seu sítio ativo. Selenocisteína é codificada pelo códon UGA, que é usualmente um terminador, e é incorporada por um RNA transportador específico. O envolvimento de algumas GSH-Px no controle dos níveis de hidroperóxidos fosfolipídicos, formados a partir do ataque de espécies radicalares às membranas é bem estudado,3 assim como os parâmetros cinéticos da GSH-Px e o mecanismo catalítico envolvendo glutationa e peróxido de hidrogênio.
3.5 Glutationa Redutase
A enzima responsável pela redução da GSSG à GSH é a glutationa redutase. Os sítios ligantes para GSSG estão situados na interface das duas subunidades que constituem a estrutura quaternária da glutationa redutase, sendo que cada uma tem um domínio distinto com um sítio ligante para o NADPH. 
4. Metabolismo de compostos endógenos
Glutationa transferases participam das etapas do catabolismo de aminoácidos, como fenilalanina e tirosina. Estudos também mostraram que glutationa transferases (GSTs) são responsáveis pela isomerização do ácido retinóico ao ácido trans-retinóico.
Em animais, através de várias etapas, entre elas, reações de oxidação e isomerização, o colesterol é convertido em hormônios esteroidais, como testosterona e progesterona. A biossíntese destes hormônios envolve a formação de um intermediário-chave comum, o hidróxipregnenona. A clivagem da cadeia lateral, seguida da oxidação da hidroxila, fornece a androstendiona, que, sob a ação da glutationa transferase citossólica (GST A3-3), é convertida ao seu regioisômero androstendiona, A testosterona é então obtida a partir de, após redução seletiva da carbonila cetônica presente no anel D. Alternativamente, o intermediário é oxidado à pregnendiona, e a isomerização da ligação dupla pela ação da GST A3-3, resultando na produção de progesterona.
A produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), como o ânion superóxido (O2), peróxido de hidrogênio (H2O2) e radical hidroxila (HO), é conseqüência natural da respiração aeróbica. Estas espécies podem causar danos estruturais a muitas biomoléculas, como lipídeos de membrana, DNA, proteínas, carboidratos etc. Felizmente, a célula possui um sistema antioxidante que compreende as enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase, além de agentes oxidantes como α-tocoferol, ácido ascórbico, bilirrubina etc.
A peroxidação de ácidos graxos poliinsaturados presentes nas membranas celulares resulta na formação de eletrófilos, como aldeídos e, hidroxialdeídos-, cetoaldeídos insaturados e seus respectivos epóxidos. Alguns destes são altamente genotóxicos,e sua formação excessiva pode ser controlada pela ação de GSTs.
 De fato, foi demonstrado que GSTs promovem a adição conjugada da glutationa (GSH) à acroleína, crotonaldeído e à outros aldeídos insaturados que possuem de 6 a 15 átomos de carbono.Outros exemplos da atuação de glutationa transferases na detoxificação de compostos endógenos incluem a ação de tais enzimas sobre epóxidos derivados do colesterol, do ácido eicosatrienóico e do ácido esteárico,de aldeídos insaturados derivados de nucleotídeos e quinonas derivadas da dopamina etc.
5. Exercício Físico e Mecanismo Antioxidante de Defesa
Exercícios regulares e moderados exercem efeitos benéficos à saúde. O exercício aumenta o consumo relativo de oxigênio, particularmente no músculo esquelético e cardíaco. Associados a esse processo, há também um aumento na produção de espécies reativas do oxigênio, como ânion superóxido, per óxido de hidrogênio e radical hidroxila. Se a produção de espécies reativas de oxigênio ultrapassa os mecanismos de reparo e proteção, o efeito é o estresse oxidativo, descrito no músculo esquelético, que desenvolve uma série de alterações relacionadas com a modificação de constituintes celulares e destruição da função contrátil. Dentre os mecanismos de defesa que atuam na remoção das espécies reativas do oxigênio, tem-se a superóxido dismutase, a catalase e a glutationa peroxidase, denominadas enzimas antioxidantes. Após exercício de resistência, aumenta a atividade da superóxido dismutase total. Assim, os referidos mecanismos mostraram que a atividade dessa enzima não é alterada durante o exercício. Observa-se, também, um aumento na atividade das enzimas citrato sintase, catalase e glutationa redutase. No exercício agudo, a atividade máxima da catalase e glutationa redutase apresentou-se significativamente diminuída no músculo de sedentários, sugerindo a condição do estresse oxidativo como responsável pela exaustão. Percebeu-se grande variabilidade dos dados, decorrente da intensidade e duração do exercício.
5.1 Defesa antioxidante celular
O organismo atua neutralizando o efeito potencial danoso de ROS por meio de substâncias geralmente agrupadas, que se denominam sistemas de defesa antioxidantes, os quais integram muitas substâncias genericamente intituladas antioxidantes varredores de espécies reativas.
 As enzimas antioxidantes são substâncias capazes de retardar ou inibir a oxidação dos substratos. Elas agem bloqueando a formação de ROS ou interagindo com eles, tornando-os menos tóxicos. Antioxidante pode ser assim definido: qualquer substância capaz de doar elétrons para o radical livre, ativando-o e tornando-o um composto estável.
 Para promoverem o máximo de proteção, as células contêm uma variedade de substâncias que são capazes de varrer diferentes espécies de radicais livres, incluindo peróxidos lipídicos e radicais livres orgânicos contendo centros de carbonos. Essas moléculas são estrategicamente compartimentalizadas em organelas subcelulares.
 As substânciasque integram o sistema de defesa antioxidante podem ser classificadas em relação à ação de varredura dos antioxidantes, em sistema de defesa primária e/ou secundária. A primária interage com o radical livre gerado diretamente a partir do oxigênio denominado O2, já a secundária refere- -se a radicais originados a partir da dismutação do O2. Por outro lado, de um modo mais amplo, os vários componentes químicos antioxidantes são classificados como componentes de defesa primários, e os varredores enzimáticos, secundários.
5.2 Produção de espécies reativas do oxigênio nos exercícios aeróbio e anaeróbio 
O exercício físico, tanto aeróbio (metabolismo aeróbio) quanto anaeróbio (sistema ATP-PC adenosina trifosfato e creatina fosfato e glicólise), pode promover importantes adaptações morfofuncionais e metabólicas no organismo, embora sua prática esteja relacionada, também, à produção excessiva de espécies reativas do oxigênio (ROS).
Durante o repouso, 10% a 20% do sangue normalmente flui para o músculo esquelético. Entretanto, esse volume aumenta para 85% a 90% durante o exercício, seguido pelo consequente aumento da oferta de glicose e oxigênio. Embora este desempenhe um papel fundamental no processo de fosforilação oxidativa, permitindo ao nosso organismo utilizar a energia dos nutrientes com maior eficiência, uma pequena fração do seu consumo mitocondrial é transformada em ROS.
Estas são representadas pelo radical ânion superóxido (O2) e radical hidroxila (OH), os quais apresentam um elétron desemparelhado em sua estrutura atômica.4 A utilização do oxigênio pelo músculo durante exercício aeróbio (extenuante) pode aumentar entre cem a duzentas vezes em relação ao repouso.
 Consequentemente, aumenta-se o fluxo de elétrons resultante da rápida respiração mitocondrial no músculo ativo, o que pode promover um aumento no extravasamento de elétrons, resultando a produção de ROS.
5.3 Alterações nas enzimas antioxidantes durante o exercício
Verificaram que a resposta das enzimas antioxidantes é altamente dependente de vários fatores, incluindo o tipo de exercício e de programa de treinamento, duração, intensidade, exposição prévia ao exercício, idade do indivíduo, estado nutricional, tecido e tipo de fibra analisada (Tipo I ou Tipo II e intermediária), tempo de obtenção das amostras para análise e a técnica utilizada. 
Assim, observa-se uma variedade de dados na literatura se o exercício agudo aumenta o nível de antioxidantes endógenos. No exercício agudo aplicado em ratos em esteira não foram encontradas alterações das antioxidantes CAT e SOD,porém, em treinamento crônico realizado durante 12 semanas com ratos, houve incremento da atividade enzimática da GSH-Px nas fibras musculares deles.
Constataram que o exercício agudo aplicado em ratos sedentários desenvolveu maior estresse oxidativo, quando comparados com ratos treinados por um longo período de treino (crônico). Investigaram o efeito de um treinamento crônico em uma sessão de treino agudo de exercício em ratos treinados e não treinados. Imediatamente após o exercício, os dois grupos apresentaram ou não deficiência de selênio. 
No caso dos ratos treinados, essa deficiência não afetou a atividade da SOD e da CAT no fígado ou no músculo dos roedores. Já o grupo de ratos com deficiência de selênio e não treinados apresentou elevação da atividade dessas enzimas no fígado, porém, no músculo, foi muito pouco alterada. Também foi observada neste último estudo que a concentração da GSH-Px, GSH-Rd e CAT são significantemente maiores no sóleo (fibras tipo I) do que no vasto lateral, porção superficial (SVL) ou profunda (DVL), ambas as fibras do tipo II, mas constatou-se que não há diferenças na concentração da SOD para esses três tipos de músculos. 
Na realização de um turno agudo de exercício moderado para ratos sedentários não houve alteração da atividade de nenhum dos antioxidantes para o músculo sóleo, todavia, para o músculo vasto lateral, houve um significante incremento na atividade de GSH-Px, GSH-Rd e CAT.
CONCLUSÃO
É possível concluir que o que foi discutido ao longo deste trabalho a Glutationa é considerada a mãe de todos os antioxidantes, fundamental para a desintoxicação do organismo e para dar suporte ao sistema imune. essa molécula é capaz de manter a saúde do corpo e prevenir uma série de doenças.
A glutationa é uma molécula simples, composta por três aminoácidos: cisteína, glicina e glutamina. Está presente em todas as células do corpo e é produzida de forma natural, principalmente por meio de uma alimentação saudável, de uma suplementação adequada e da prática de atividades físicas. Por fim, a glutationa tem a capacidade de maximizar a atividade de outros antioxidantes, como as vitaminas C e E e o ácido lipóico ou alfa-lipóico, além dos obtidos por meio de uma alimentação rica em frutas e vegetais frescos.
REFERÊNCIAS
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