Bioquímica Aplicada Glutationa

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GRUPO SER EDUCACIONAL 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM FARMÁCIA
ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA
Bioquímica Aplicada (Farmácia) 
MAIO - BRASÍLIA/DF
2
2022
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	4
1.1 Estrutura e função da Glutationa
1.2 Glutationa após a realização de exercícios físicos.
2 OBJETIVOS	7
2.1 Objetivo geral
2.2 Objetivos específicos
3 METODOLOGIA	8
4 DESENVOLVIMENTO	9
4.1 Produção de espécies reativas do oxigênio no exercício aeróbio e anaeróbio
4.2 Defesa antioxidante celular
4.3 Glutationa
4.4 Enzima Catalase
4.5 Superóxido Dismutase
4.6 Alterações nas Enzimas Antioxidantes durante o Exercício
5 cONSIDERAÇÕES FINAIS	12
REFERÊNCIAS	14
 
1 INTRODUÇÃO
1.1 Estrutura e função da Glutationa 
Figura 1 – Estrutura da Glutationa (GSH), Tripeptídeo Composto de Ácido Glutâmico, L-Cistéina e Glicina (ANDERSON, 1998)
A Glutationa (GSH) é um tripeptídeo, incluindo a cisteína e é o tiol não protéico mas numeroso nas células dos mamíferos. È um antioxidante endógeno, protegendo as células da ação de raicais livres. O grupo tiol contido na glutationa é mantido reduzido e em concentração estável, na verdade, GSH reduz qualquer cadeia disulfrida formada pelas proteínas citoplasmaicas e cisteina, agindo assim como um doador de elétrons. Este peptídeo é encontrado quase que unicamente na forma reduzida, desde que a enzima que reverte a sua forma oxidada (GSSG), glutationa redutase, é composta por ativa e induzida por estresse oxidativo. Este fato, leva a utilização da razão entre as concetrações da glutationa reduzida e da glutationa oxidada nas células como medida de toxicidade celular. 
A glutationa é uma proteína que é produzida pelo corpo humano, e protege cada célula, tecido e órgãos dos radicais livres e das doenças, e produzida especialmente nas células do fígado, e é formada por três aminoácidos, Cisteína; Glicina e ácido glutâmico. Sua composição contém grupos químicos de enxofre, capazes de livrar o organismo de elementos nocivos, como toxinas e radicais livres, ou seja, ela contribui como um poderoso antioxidante, protege de forma competente todas as células do corpo. 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.
A GSH possui várias funções metabólicas nas células, sendo que a principal está relacionada ao seu alto poder antioxidante (PIEDRAHÍTAAGUIRRE, 2008), além de estar envolvida em reações de biorredução, processos de transporte, proteção contra radicais livres e destoxitificação de xenobióticos e de metabólitos tóxicos endógenos além de estar relacionado com atividade de enzimas, enxofre e metabolismo do nitrogênio (PENNINCKX, 2002). Atua como um intensificador imunológico (PASTORE et al., 2003) por meio da produção de glóbulos brancos (WU et al., 2004).
Ela é considerada fundamental em diferentes processos e funções do organismo entre o seu papel vital, ela possui vários benefícios para o nosso organismo, como a eliminação de toxinas; cicatrização; suporte ao sistema imune; combate aos sinais de envelhecimento e declínio cognitivo; síntese de proteínas; proteção contra radiações solares; desaceleração do envelhecimento; função hepática; melhora as funções mentais e a concentração. Por outro lado, a sua deficiência tem sido associada a diversas doenças e complicações de saúde, artrite, asma e outras condições inflamatórias; câncer; fraqueza muscular e fadiga e outras doenças.
A glutationa é um dos antioxidantes que contribuem na prevenção de doenças e resistência ao declínio, relacionados ao envelhecimento e desintoxicação. Visto que a sua principal atividade é proteger as células e as mitocôndrias contra os danos oxidativos e peroxidativos. A quantidade de glutationa no corpo humano reduzem com a idade, começando a baixar a partir dos vinte anos. Por esse motivo, a sua suplementação, ou dos aminoácidos que a formam, conseguem ajudar na prevenção de diversos problemas de saúde. Outras formas de aumentar os níveis de glutationa são a prática de exercícios regulares e a redução do estresse. 
A maioria da ação da Glutationa é alcançada pela indução de suas enzimas, desta forma e seguindo esse raciocínio, é indispensável o gerenciamento do nível desta a fim de sustentar a ação funcional de suas enzimas. A glutationa pode ser eliminada de forma irreversível em situações de estresse oxidativo muito intenso, mantendo-se na forma oxidada e não podendo ser reduzido outra vez. Acredita-se que o estresse oxidativo é naturalmente instigado por condições comuns do nosso dia-a-dia, como por exemplo a radiação solar UVA/UVB, envelhecimento, poluição, atividade física intensa e outros, intoxicação por agentes oxidativos (agrotóxicos, poluição, metais pesados). Diante disto, é claro que a glutationa é relevante para defesa total de biomoléculas, auxiliando na regularização das suas funções, assegurando a conservação das nossas células como uma unidade viva e saudável.
Para preservar um nível de Glutationa no organismo e aproveitar seus benefícios, é realizável consegui-los por meia do consumo de verduras bastante verdes, como aspargo, brócolis, o abacate e o espinafre. No caso da sua alimentação ser fraca nesses alimentos é viável fazer a suplementação com N-Acetil-L-Cistéina, formato seguro do aminoácido essencial L-Cisteína sendo mais utilizada e que a sua absorção e da forma mais eficaz.
A determinação e resistência de inumeras células contra o estresse oxidativo está relacionada com maiores níveis intracelulares de glutationa em sua forma limitada. O estresse oxidativo pode provocar alterações no estado redox da glutationa ampliando a liberação de glutationa oxidada no organismo. Assim sendo, determinados estudos têm focado o interesse no monitoramento de glutationa em amostras biológicas com a intenção de conhecer a patologia de algumas doenças relacionadas ao estresse oxidativo.
A GSH é a enzima mais presente no meio intracelular, sendo considerada o antioxidante de maior importância para a célula. Atua no mecanismo de proteção contra lesões, participa da detoxificação de agentes químicos, bem como eliminação de produtos da lipoperoxidação (MARITIM et al., 2003). Nos tecidos saudáveis cerca de 90% da glutationa existente encontra-se na forma reduzida. 
A GSH é uma molécula que intervém em diversos processos, como antioxidante e dextoxificante, no transporte de aminoácidos, síntese de proteínas e ácidos nucléicos, manutenção da forma activa de certas enzimas, proteção do organismo contra a exposição a radiações solares e, estudos recentes apontam para uma participação importante da GSH na regulação da morte celular programada (Dringen, 1999; Formam 2009; Park, 2010). 
A glutationa tem habilidade então de doar e receber elétrons possibilidade de sofrer reações de óxido de redução. Então a glutationa doou elétrons para o peróxido de hidrogênio e este fica na forma de água, isso é conduzido pela atividade catalistica da glutationa peroxidase, só que agora, nós temos a glutationa na sua forma oxidada e assim ela está inativa, porque ela doou elétrons, oxidou significa que ela doou elétrons. Agora ela precisa então ser regenerada para sua forma totalmente reduzida, quem faz isso, quem conduz essa reação é a glutationa redutase. E ela se utiliza dos elétrons do NADPH, para isso, doa se elétrons para grutationa oxidada ela é regenerada para sua forma totalmente reduzida, ficando então pronta para doar elétrons para outro peróxido de hidrogênio e assim reequilibrar o sistema.
Entre as suas funções ela atua no sistema imune, na desintoxicação do organismo, na proteção contra radiação, ajuda nas doenças respiratórias, na prevenção da osteoporose que é a obstrução das artérias na prevenção da oxidação do colesterol, o colesterol fica ruim porque fica oxidado, diminuição dos níveis de açúcar no sangue, da gordura acumulada, do combate severo aos radicais livres, o melhor de tudo a glutationa ajuda na limpeza do fígadoe do intestino, combate o estresse oxidativo, melhora a qualidade do esperma, previne e trata doenças psiquiátricas. 
1.2 Glutationa após a realização de exercícios físicos
O exercício físico traz vários benefícios à saúde no geral e na prevenção de doenças bastante conhecidas. No entanto, o exercício crônico caracteriza uma forma de estresse oxidativo para o organismo podendo provocar alterações no balanço entre oxidantes e antioxidantes (Vasques & Fonseca, 2018).
Os efeitos do exercício aeróbio não se resumem somente à atividade de antioxidantes enzimáticos, pois também podem ser observados efeitos sobre os antioxidantes não enzimáticos. Certos estudos expõem que a glutationa (GSH), principal antioxidante celular não enzimático, ou a relação entre GSH e sua forma oxidada (GSSG) podem ser reduzidas durante o exercício físico. Logo após treinamentos intensos e prolongados, a concentração plasmática de outros antioxidantes não enzimáticos, tende a aumentar, como a vitamina E, a vitamina C e o ácido úrico. 
As reservas de vitamina E e de vitamina C aparentam ser mobilizadas na tentativa de diminuir o estresse oxidativo inpulsionado pela ERO. Já o acréscimo separado na concentração do ácido úrico não pode ser classificado como uma resposta específica da adaptação ao estresse oxidativo, ainda que este é um produto final do ciclo das purinas. O ácido úrico, entretanto, contribui consideravelmente para a redução do estresse oxidativo. Geralmente o conjunto de alterações nos antioxidantes não enzimáticos pode promover aumento na capacidade total de antioxidantes, indicando uma adaptação ao treinamento físico.
Palavras-chave antioxidantes – espécies de oxigênio – reativas – exercício físico- catalase – glutationa
2 OBJETIVOS 
 
2.1. Objetivo Geral
Mostrar como os mecanismos antioxidantes ocorrem no corpo humano e investigar os parâmetros de estresse oxidativo e a sua relação com o exercício físico, os resultados mostram que a prática regular de exercícios físicos associada a bons hábitos alimentares influenciam no aumento da concentração de glutationa e a proteção antioxidante total.
2.2. Objetivos específicos
· Identificar a importância biológica da glutationa
· Manter um nível de Glutationa no organismo e aproveitar seus benefícios
· Analisar a formação da glutationa
· Ácido glutâmico, a glicina e a cisteína.
· Diminuição dos níveis de açúcar no sangue
· Identificar as doenças relacionadas ao estresse oxidativo
· GSH é sua enzima no meio intracelular
 METODOLOGIA
Quanto à metodologia aplicada na pesquisa deste relatório, foi realizada por meio de análise exploratória de informações teóricas, extraídas de livros, revistas técnicas, dissertações, teses, artigos científicos, busca de periódicos e artigos da Internet, esse relatório se da seguinte forma: na primeira seção realizou-se uma introdução sobre a glutationa, nas etapas seguintes referem-se aos objetivos gerais e científicos da pesquisa, metodologia, desenvolvimento do trabalho, e por fim as considerações finais.
Os critérios de inclusão adotados foram: artigos de pesquisa originais, artigos completos disponíveis; idioma português, e aqueles que contribuíssem para a temática relativa aos aspectos relacionados ao estresse oxidativo e a prática de exercícios. Nessa pesquisa foi descoberto como aumentar os níveis de glutationa, como a alimentação e os exercícios fisícos ajudam a aumentar e manter a glutationa no organismo, foi falado que ela é composta por três aminoácidos: glutamato, a glicina e a cisteína. Desses três aminoácidos, os dois primeiros são facilmente obtidos na alimentação, o fator limitante é a cisteína, portanto um dos jeitos de aumentar seu nível de glutationa no corpo é aumentando o consumo do aminoácido N-Acetil Cisteína (NAC) conhecido por sua abreviação.
Foi abordado também que a glutationa tem habilidade então de doar e receber elétrons possibilidade de sofrer reações de óxido de redução, então a glutationa doou elétrons para o peróxido de hidrogênio e este fica na forma de água, isso é conduzido pela atividade catalistica da glutationa peroxidase, só que agora, nós temos a glutationa na sua forma oxidada e assim ela está inativa, porque ela doou elétrons, oxidou significa que ela doou elétrons. Foi falado também que a resistência de muitas células contra o estresse oxidativo está associada com elevados níveis intracelulares de glutationa em sua forma reduzida. A irritação oxidativa é capaz de causar alterações no estado redox da glutationa aumentando a liberação de glutationa oxidada (dissulfeto) no organismo.
4 DESENVOLVIMENTO
4.1 Produção de espécies reativas do oxigênio no exercício aeróbio e anaeróbio
A prática de atividades físicas predominantemente aeróbios está relacionada com os danos celulares ocasionados pela produção intensa de radicais livres, diante disto se destaca a lesão da membrana celular, caracterizada pelo aumento na disseminação da enzima citosólica creatina quinase (CK) para o plasma durante o esforço.
Estudos envolvendo esforços físicos até exaustão têm relatado aumento significativo nas concentrações de CK plasmática imediatamente após exercício em esteira (~137%) em ratos, e três (~74%), 24 (~219%) e 48 h (~129%) após teste incremental até a exaustão, seguido por 15 min de corrida a 110% do limiar anaeróbio individual, previamente determinado, em humanos o estresse celular, indicado pelas concentrações plasmáticas de CK, pode provocar danos, atraindo células inflamatórias. Nesse sentido, pesquisas têm verificado aumento plasmático de neutrófilos imediatamente após teste em esteira até a exaustão, bem como após corrida de maratona (~360%). 
Entretanto, as quantidades de H2O2 produzidas por células inflamatórias são insuficientes para induzirem uma destruição adequada. Contudo, os neutrófilos contêm em seus grânulos azurófilos a enzima mieloperoxidase (MPO) que, na presença de íon cloreto (Cl–), converte H2O2 em ácido hipocloroso (HOCl), que também induz lesão oxidativa, facilitando assim a destruição. Porém, poucos estudos têm investigado a resposta dessa enzima ao exercício físico predominantemente aeróbio.
O aumento das concentrações plasmáticas de CK podem ser utilizadas, bem como indicador de estresse durante protocolos de esforços predominantemente anaeróbios. Porém, esse aumento assemelha uma cinética dependente das características do esforço preliminar, tornando-se mais evidente de dois a quatro dias após exercício excêntrico. Destaca-se que estudos que empregaram medidas, imediatas ou tardias, de CK apresentam resultados conflitantes. Um dos motivos que podem conduzir a ruptura da membrana é o processo de peroxidação lipídica. 
Nesse sentido, McBride et al. encontraram aumento de MDA plasmático seis e 24h após a execução de três séries de 10 repetições, em oito exercícios contra-resistência executados em forma de circuito, com intervalos de 2 minutos na 1ª série, 1 min e 30 segundos na 2ª e 1 min na 3ª, caracterizando o protocolo como de alta intensidade. Ainda assim houve um aumento de MDA, logo após a finalização dos exercícios, foi analisado no grupo que recebeu suplementação com 1.200 UI de vitamina E, durante duas semanas, com os valores, depois de 24 e 48h, sendo considerados semelhantes àqueles encontrados no período pré-exercício.
Por outro lado, Saxton et al. não verificaram modificações significativas nas concentrações plasmáticas de MDA, de um a 10 dias após a execução de 70 séries do exercício rosca direta de bíceps, realizado em uma máquina. O mesmo foi identificado para concentrações musculares de MDA, de imediato e dois dias após a realização de 80 séries do exercício de extensão de joelhos na máquina. Contudo, a intensidade gerada pelo protocolo empregado nesse estudo pode não ter sido suficiente para aumentar significativamente o estresse oxidativo, uma vez que a maioria dos estudos, nos quais foramencontradas modificações, tem utilizado protocolos de alta intensidade.
4.2 Defesa antioxidante celular
O conjunto de antioxidantes faz parte do sistema de defesa, auxiliando na manutenção da homeostasia oxidativa. São substâncias que estão presentes em pequenas concentrações quando comparada a do substrato oxidável, porém possuem a capacidade de atrasar ou inibir a oxidação, deste de maneira eficaz, reduzindo as lesões causadas pelas espécies reativas nas células, podendo ser produzidos pela própria célula ou obtidos através da alimentação. 
O sistema de defesa antioxidante é constituído por compostos enzimáticos (superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase) e não-enzimáticos, estando presente tanto no organismo (localizados dentro das células ou na circulação sanguínea), como nos alimentos ingeridos. No sistema enzimático estão presentes as enzimas superóxido-dismutase, glutationa- peroxidase e catalases, no último caso, ele é constituído por grande variedade de substâncias antioxidantes, que podem ter origem endógena ou dietética. O sistema de defesa enzimático inclui as enzimas Superóxido Dismutase (SOD), Glutationa Peroxidase (GPx) e Catalase (CAT). Essas enzimas agem por intermédio de mecanismos de prevenção, impedindo e/ou controlando a formação de radicais livres e espécies não-radicais, envoltos com a introdução das reações em cadeia que encerram com a disseminação e ampliação do processo e, em consequência, com a ocorrência de danos oxidativos.
Em relação aos componentes não-enzimáticos da defesa antioxidante destacam-se alguns minerais, como o cobre, manganês, zinco, selênio e ferro; vitaminas, tais como ácido ascórbico, vitamina E, vitamina A; carotenoides, como o beta- caroteno, licopeno e a luteína; bioflavonoides, como a genisteína e a quercetina; e os taninos, como as catequinas. O sistema de defesa não-enzimático inclui, especialmente, os compostos antioxidantes de origem dietética, entre os quais se destacam: vitaminas, minerais e compostos fenólicos. O ácido ascórbico (vitamina C), o α-tocoferol e β-caroteno, precursores das vitaminas E e A, respectivamente, são compostos vitamínicos potencialmente antioxidantes. Outros carote-nóides fora de atividade de vitamina A, como licopeno, luteína e zeaxan-tina, também o são. No meio dos minerais destacam-se o zinco, cobre, selênio e magnésio.
4.3 Glutationa
A glutationa (GSH) possui papel Central na biotransformação e eliminação de xenobióticos e na defesa das células contra o estresse oxidativo e na defesa das células contra o estresse oxidativo. Este tripeptídeo é encontrado no intracelular em altas concentrações, basicamente em todos os organismos aeróbicos. Nota-se a ligação y-glutamil e do grupo a-carxilato livre prevenindo a hidrólise da GSH pelas peptidases celulares que degradam outros peptídios pequenos. 
4.4 Enzima Catalase
A enzima catalase (CAT, EC 1.11.1.6), é um componente de defesa antioxidante primário, exerce duas funções importantes: a decomposição de peróxido de hidrogênio (H2 O2) a água e oxigênio (H2 O + O2) e a oxidação de compostos hidrogenados, como metanol, etanol, ácido fórmico, fenóis, com o consumo de um mol de peróxido (Aebi, 1984).
A catalase e produzida por quase todos os organismos vivos, ela e encontrada na organela peroxissomos, presentes em células animais e vegetais. E uma das enzimas mais eficazes encontradas nas células, sua função é importante para a atividade dos rins e fígado. Nesses órgãos têm inumeros peroxissomos responsáveis pela desintoxicação do organismo. No fígado, os peroxissomos e a ação da catalase auxiliam a produção de sais biliares e a neutralização de substâncias tóxicas.
4.5 Superóxido Dismutase
A enzima superóxido dismutase (SOD) catalisa a dismutação do superóxido em oxigénio e peróxido de hidrogénio. Em razão disto, é uma defesa significativa e antioxidante na maioria das células expostas ao oxigénio.
A SOD é uma metaloenzima essencial para proteger as células dos produtos tóxicos do metabolismo aeróbico, que reduz a toxicidade das EROS, convertendo uma espécie altamente reativo, o O2-? Em uma forma menos danosa ás células, o H2O275. 
Figura 1 https://pt.wikipedia.org/wiki/Super%C3%B3xido_dismutase
4.6 Alterações nas Enzimas Antioxidantes durante o Exercício
O exercício físico gera benefícios à saúde em geral e na prevenção de doenças bastante conhecidas. No entanto, o exercício crônico caracteriza uma forma de estresse oxidativo para o organismo podendo provocar alterações no balanço entre oxidantes e antioxidantes (Vasques & Fonseca, 2018).
As pesquisas realizadas têm confirmado resultados controversos sobre o efeito do exercício na atividade das enzimas Cu/Zn superóxido glutationa peroxidase e dismutase. Dessa forma, diversos estudos comprovaram elevada atividade dessas enzimas após exercício em atletas submetidos à atividade de alta intensidade quando correlacionada à atividade dessas enzimas em indivíduos sedentários. De forma parecida, em atletas de atividade de longa distância, como, por exemplo, o futebol, também têm sido evidenciados valores elevados da atividade das enzimas quando comparados aos valores do grupo-controle.
Recentemente, Oliveira et al. realizaram um estudo com adolescentes corredores e não verificaram diferença significativa na concentração da Cu/Zn superóxido dismutase nesses atletas quando comparados ao grupo-controle, mas encontraram correlação positiva entre as concentrações da enzima Cu/Zn superóxido dismutase e o zinco eritrocitário nos atletas corredores. De acordo com os pesquisadores, ocorre uma demanda de zinco para a proteção das membranas de eritrócitos, originada pelo estresse oxidativo na prática esportiva.
Koury et al. avaliaram a atividade da enzima Cu/Zn superóxido dismutase, a concentração da metalotioneína e o zinco eritrocitário de um nadador de elite e verificaram aumento significativo desses parâmetros após a suplementação com 22mg de gluconato de zinco durante 7 meses. Os resultados de outros estudos têm sugerido também a necessidade de maior quantidade de zinco na alimentação de atletas que praticam atividade de alto impacto, como, por exemplo, a corrida e o triatlo.
Então é muito interessante observar, que nós temos condições específicas para utilização do antioxidante. O organismo metaboliza bem esses nutrientes e tem função antioxidante, entretanto o próprio organismo já tem as defesas antioxidantes, então é como se você estivesse sobrepondo esse mecanismo de defesa. É claro que sem utilização e doses exageradas, os antioxidantes. Nós não podemos utilizar em doses absurdas, pois assim o organismo entende que já está muito bem antioxidado, significa que ele está com uma defesa muito bem realizada. E aí pode causar o efeito oposto, que a gente chama de estresse redutivo, sendo assim, é importante observar que não pode fazer uso exagerado de antioxidante, principalmente via suplementação. Esse é um detalhe muito importante.
5 cONSIDERAÇÕES FINAIS
Os resultados mostram que a prática regular de exercícios físicos associada a bons hábitos alimentares influencia na redução da prevalência de síndrome metabólica e aumento da concentração de glutationa e a proteção antioxidante total. É possível observar que os exercícios físicos intensos e de longa duração ou exaustivos promovem um desequilíbrio entre agentes oxidantes e antioxidantes e são os fatores mais importantes na formação do estresse oxidativo, e consequentemente na exposição a um maior fluxo de oxigênio. 
No entanto, a prática regular de exercícios físicos se torna essencial sendo considerada um fator de grande relevância na modulação do estresse oxidativo. Ainda é destituído de informações com base científica a respeito da utilização de alguns suplementos alimentares com o intuito de atenuar o estresse oxidativo, a respeito de seus reais efeitos, posologia e doses adequadas. A maioria dos trabalhos ainda apresentam que a forma mais eficaz de elevar as defesas antioxidantes do organismo é a partir da indução do aumento da síntese de espéciesreativas mediante adequada periodização do treinamento e alimentação.
Foi compreendido que essa geração de radicais livres acontece em de forma natural nas nossas células, nas membranas, no citoplasma e especialmente nas mitocôndrias, que ficam dentro das nossas células. Desta forma vimos que, a geração dessas espécies reativas é uma consequência do ser humano estar vivo, e é algo inevitável, inclusive esses radicais livres são muito importantes para algumas funções do nosso organismo, os processos metabólicos. E essa produção em proporções adequadas, são importantes para a geração de energia, para fertilização, para ativação de Genes e também para o nosso sistema imunológico. O grande problema é quando há uma produção exagerada desses radicais, isso faz com que haja um dano oxidativo no nosso organismo. Podendo ter a perda de material genético das células, mutações e levando inclusive a degeneração, e esse processo essa produção excessiva de radicais livres está inclusive associada a várias doenças.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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