Curso_ 20222-E222012 - BIOQUIMICA DOS ALIMENTOS

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08/09/2022 00:46 Bioquímica dos Alimentos
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BIOQUÍMICA	DOS	ALIMENTOS
CAPI�TULO 1 - INTRODUÇA� O A BIOQUI�MICA E
METABOLISMO DOS COMPOSTOS BIOATIVOS
DOS ALIMENTOS
Kally Janaina Berleze
08/09/2022 00:46 Bioquímica dos Alimentos
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Introdução
Vamos começar esta primeira unidade compreendendo os conceitos básicos do metabolismo intermediário e
a sua relação com a bioquı́mica dos alimentos. Para isso, é interessante re�letirmos sobre alguns pontos: qual
o papel da água na homeostase metabólica? Qual a importância das vitaminas e dos minerais para o
metabolismo? Como as enzimas interferem no equilı́brio metabólico das funções dos tecidos, órgãos e
sistemas? O que são os compostos bioativos dos alimentos (CBA) e qual a sua relação na prevenção de
doenças crônicas não transmissı́veis?
Seguindo estes questionamentos, trabalharemos inicialmente com o entendimento do papel da água na
composição corporal do ser humano e a sua relação no equilı́brio hidroeletrolı́tico, não esquecendo de
compreender o princı́pio que rege a necessidade hı́drica. Na sequência, descreveremos as principais funções
das vitaminas e dos minerais, conhecendo as suas principais fontes alimentares e o que interfere na sua
biodisponibilidade. Conceituaremos enzimas e discutiremos como elas interferem na velocidade das reações
bioquı́micas e no metabolismo e, também, conhecer a sua aplicabilidade nas ciências médicas. Por último,
conceituaremos os CBA, citaremos as suas principais fontes alimentares e funções, compreendendo a sua
relação na manutenção da saúde e prevenção de algumas doenças.
Ao �inal, teremos o entendimento sobre conceitos, funções, importância metabólica e aplicação prática da
água, ácidos, bases, vitaminas, minerais e dos CBA.
Vamos lá? Acompanhe esta unidade com atenção!
1.1 Água, ácidos, bases, vitaminas e minerais
Quando pensamos em nutrição, logo vem à cabeça os alimentos que têm carboidrato (pão, massa, batata),
proteı́na (leite, carnes, ovos) e lipı́dios (óleos, manteiga, gordura das carnes, pele do frango) e suas relações
com a manutenção do peso e da saúde, mas di�icilmente lembramos da importância da água e dos
micronutrientes (vitaminas e minerais) para o equilı́brio hidroeletrolı́tico e, consequentemente, para a saúde.
Mas lembre-se que, quando internamos num hospital, o primeiro procedimento é instalar o soro �isiológico
no braço do paciente. E você sabe o porquê?
Você sabia que o maior componente do organismo de um indivı́duo é a água, e isto se deve principalmente
porque a água e os eletrólitos são essenciais para o equilı́brio hidroeletrolı́tico do organismo, ou seja, para a
nossa sobrevivência. E você sabe qual o percentual de água corporal do recém-nascido, do homem, da mulher
e do idoso? Qual a quantidade de água que devemos ingerir?
Ao estudar os conteúdos apresentados a seguir, você poderá responder a essas e outras perguntas sobre a
água, as vitaminas e os minerais e a suas relações com o perfeito funcionamento do nosso organismo.
1.1.1 Água, ácidos e bases
A água é uma das moléculas mais importantes para o perfeito funcionamento do organismo, sendo conhecida
como o solvente da vida e correspondendo a aproximadamente 60% do peso corporal de um indivı́duo adulto.
Estes percentuais variam de acordo com a idade e também com o gênero: é cerca de 75% do recém-nascido e
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de 50% nos idosos. A variação dos percentuais de água corporal entre os gêneros está relacionada à
quantidade de tecido muscular esquelético: geralmente os homens possuem percentuais maiores do que as
mulheres por possuı́rem mais músculo e, assim, mais água.
A água (H O), por ter natureza dipolar, ou seja, apresentar dois polos quando dissociada, um negativo ou
ânion (OH ) e um positivo ou cátion (H ), é conhecida como solvente, dissolvendo e transportando
compostos na circulação, possibilitando o movimento dos ı́ons e das moléculas para dentro e para fora dos
compartimentos celulares, separando moléculas carregadas, dissipando o calor e participando das reações
quı́micas. Desta forma, tanto a de�iciência quanto o excesso de água no organismo alteram o funcionamento
dos tecidos, dos órgãos e dos sistemas.
O nosso corpo, durante o metabolismo diário, é capaz de produzir 22.000 miliequivalentes (mEq) de ácido,
diminuindo o pH a concentrações incompatı́veis com a vida. Entre os ácidos mais comuns, temos: ácido
carbônico sintetizado no ciclo do ácido tricarboxı́lico a partir da oxidação dos substratos energéticos (glicose,
ácido graxo); ácido láctico, produto �inal da glicólise anaeróbica; ácido pirúvico, produto �inal da glicólise;
entre outros. Mas o que são ácidos, bases e tampões? A� cidos são compostos que doam um ı́on hidrogênio
(H ) para uma solução e bases (tais como o ı́on OH ) são compostos que aceitam o H . Os tampões consistem
em um ácido fraco e sua base conjugada, que são capazes de tornar uma solução resistente a alterações de pH
quando adicionados ı́ons H ou OH . Desta forma, percebemos a importância de um organismo bem hidratado
para a manutenção do pH do sangue em concentrações �isiológicas (7,35 – 7,45) (D’INCAO et al. 2008).
1.1.2 Compartimentos hídricos do corpo
Cerca de 60% do conteúdo de água no organismo encontra-se nos lı́quidos intracelulares (LIC), enquanto 40%
apresenta-se nos lı́quidos extracelulares, conforme demonstrado na Figura 1. O LEC consiste no lı́quido
intersticial (�luido nos espaços teciduais, situado entre as células) e na linfa (15% do peso corporal), plasma
(3% do peso corporal) e lı́quidos transcelulares, que incluem as secreções gastrointestinais, urina e suor e
também o liquido cefalorraquidiano (LCR).
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Figura 1 - Distribuição da água corporal baseado em um homem de aproximadamente de 70,0Kg
Fonte: Elaborada pela autora, baseada em BAYNE; DOMINICZAK, 2015.
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Nestes compartimentos há uma distribuição equilibrada de ı́ons (Tabela 1), sendo o sódio o principal
contribuinte para a osmolalidade do LEC e um determinante da distribuição de água entre o LEC e o LIC, Por
isso, que o primeiro procedimento no hospital é instalar o soro �isiológico no braço do paciente, pois sua
composição quı́mica é formada de água e de cloreto de sódio (NaCl). A distribuição de água entre o plasma e o
lı́quido intersticial é determinada pela pressão osmótica (oncótica) exercida pelas proteı́nas plasmáticas.
Segue a legenda da tabela: LEC, lı́quido extracelular; LIC, lı́quido intracelular; Na , sódio; K , potássio; Cl ,
cloro; e HCO , bicarbonato. O conteúdo de ı́ons inorgânicos é muito semelhante no plasma e no lı́quido
intersticial, ambos componentes do lı́quido extracelular.
1.1.3 Osmolalidade
A osmolalidade é a distribuição de água entre os compartimentos lı́quidos do corpo (LIC e LEC) de acordo
com a concentração de solutos de cada compartimento. A osmolalidade de um �luı́do é proporcional à
concentração total de todos os solutos diluı́dos (ı́ons, metabólitos orgânicos, proteı́nas), sendo expresso em
miliosmoles (mOsm) por kg de água (mOsm/kg água). Sendo assim, a água �lui do meio menos concentrado
para o mais concentrado (osmose) para atingir o equilı́brio hidroeletrolı́tico (Figura 2). Um exemplo claro
deste conceito é a sensação de sede após a ingestão de uma grande quantidade de carne de churrasco salgada.
O sal da carne aumenta a quantidade de soluto no LEC, tornando-o hiperosmolar, então a água sai do LIC para o
LEC e também sentimos sede para estimular a ingestão de água (solvente) e, assim, equilibrar a osmolalidade
do LEC.
Tabela 1 - Distribuição de ı́ons noslı́quidos corporais
Fonte: Elaborada pela autora, baseada em SMITH; MARKS; LIEBERMAN, 2012.
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A partir do conceito e do exemplo exposto acima, a demonstra o movimento da água (solvente) do meio
menos concentrado (soluto) para o meio mais concentrado (soluto) através das membranas semipermeáveis
até atingir o equilı́brio osmolar.
1.1.4 Necessidade hídrica
Quando pensamos em necessidade hı́drica, a ingestão de água deve ser equivalente à sua perda. As principais
fontes de água são a água dietética (bebidas, alimentos) e a proveniente do nosso metabolismo, totalizando 2
L por dia, utilizando como exemplo um individuo adulto. Dentre as principais fontes de perda de água do
corpo, existem as sensı́veis, ou seja, as que podem ser mensuradas facilmente – como por exemplo a água da
urina –, e as insensı́veis, que não são facilmente mensuradas – a água do ar expirado, das lágrimas, do suor e
das fezes, também totalizando 2 L por dia. A perda insensı́vel de água é de aproximadamente de 500 mL por
dia. Em situações de temperatura ambiente muito alta, de diarreia e vômito, a perda de água insensı́vel se
tornará maior e, por isso, a necessidade hı́drica também será maior, de modo a evitar a desidratação, gerando
um desequilı́brio hidroeletrolı́tico.
Vamos assistir a um vı́deo para entender melhor sobre a importância de algumas substâncias em nosso
organismo? Vejamos!
1.1.5 Vitaminas
Vitaminas são compostos orgânicos que não podem ser sintetizados em quantidades adequadas pelo ser
humano. As vitaminas podem ser divididas quanto a sua solubilidade em lipı́dios e água, respectivamente em
lipossolúveis – A (retinol) e Carotenoides, D (calciferol), E (tocoferol) e K – e hidrossolúveis – ácido fólico,
Figura 2 - Conceito de osmose
Fonte: Shutterstock, 2020.
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cobalamina (vitamina B ), ácido ascórbico (vitamina C), piridoxina (vitamina B ), tiamina (vitamina B ),
niacina, ribo�lavina (vitamina B ), biotina e ácido pantotênico.
Uma das principais funções da vitamina A está relacionada com a visão, mas ela também contribui para os
processos de regulação da proliferação e diferenciação celular, de reprodução, de desenvolvimento fetal e do
sistema imunológico (CONAWAY et	al., 2013).
A vitamina D age diretamente no metabolismo ósseo, sendo essencial para manter as concentrações
adequadas de cálcio e fosfato no sangue, que são, por sua vez, necessários para a mineralização normal dos
ossos, contração muscular e condução neural. Ela pode ser produzida pelo organismo por meio de uma reação
fotossintética ao expor a pele aos raios ultravioletas ou ser ingerida diretamente pela alimentação, na forma de
ergocalciferol (vitamina D ) ou colecalciferol (vitamina D ), de origem vegetal e animal, respectivamente
(DEL VALLE et	al., 2011).
A vitamina C possui capacidade redutora e ação antioxidante, além de estar relacionada à hidroxilação do
colágeno, à sı́ntese de carnitina, à biossı́ntese de noraepinefrina e dopamina, à adição de grupos amida a
hormônios peptı́dicos e à modulação do metabolismo da tirosina (IOM, 2006).
A ribo�lavina (vitamina B ) recebe essa denominação em virtude da cor amarela do grupo �lavı́nico e da
presença de ribose em sua estrutura. A ribo�lavina possui duas formas biologicamente ativas, a �lavina
mononucleotı́deo (FMN) e a �lavina dinucleotı́deo (FAD), que atuam, principalmente, no metabolismo como
coenzimas nas reações de oxidação e redução para produção de energia como adenosina trifosfato (ATP)
(VANNUCCHI et	al., 2009).
A tiamina (vitamina B ) pode ser encontrada em três diferentes formas: tiamina trifosfato (TPP), difosfato ou
pirofosfato (TDP) e monofosfato (TMP). A TPP atua, principalmente, em reações de descarboxilação oxidativa
de alfa-cetoácidos, transcetolase na via da pentose fosfato e sı́ntese de ácidos graxos (IOM, 2006).
A forma ativa do ácido fólico é o tetra-hidrofolato, sendo formado no fı́gado a partir de uma reação de redução
do ácido pteroilglutâmico. E� a principal forma presente no plasma humano e, nos alimentos, está presente
principalmente como L-5-metiltetra-hidrofolato (L-5-metil-THF). O termo genérico folato é utilizado para
compostos com atividade semelhante ao ácido pteroilglutâmico ou do ácido fólico, cujas principais funções
são: atuação como coenzima na sı́ntese de purina, de DNA e RNA, importantes para o desenvolvimento normal
das células do sistema nervoso e prevenção de má formação do tubo neural; e sı́ntese de metionina a partir de
homocisteı́na (IOM, 2006; VANNUCCHI et	al., 2009). A de�iciência de ácido fólico, vitamina B e piridoxina
(vitamina B ) está relacionada ao aumento de homocisteı́na, importante marcador de risco cardiovascular.
A cobalamina (vitamina B ) é sintetizada endogenamente apenas por microorganismos e pode ser convertida
em duas coenzimas ativas em nosso metabolismo, a metilcobalamina e a 5-deoxiadenosilcobalamina, e nas
formas de hidroxicobalamina e cianocobalamina. Suas principais funções estão relacionadas ao seu papel
como cofator da enzima metionina sintetase, que atua tanto na remetilação da homocisteı́na para metionina
como na reparação e sı́ntese de mielina; e da enzima L-metilmalonil-CoA mutase, que exerce papel importante
no metabolismo dos aminoácidos, do colesterol e dos ácidos graxos (IOM, 2006; PAWLAK et	 al., 2013;
VANNUCCHI et	al., 2009).
A niacina pode estar presente na forma amida como nicotinamida, ou de ácido, como ácido nicotı́nico. A
niacina está relacionada às reações redox (reações de oxidação-redução), atuando como precursora de
coenzimas ou carreadora de nicotinamida-adenina-dinucleotı́deo (NAD – coenzima I) e nicotinamida-adenina-
dinucleotı́deo fosfato (NADP – coenzima II), envolvidas na sı́ntese de energia como ATP (IOM, 2006).
1.1.6 Minerais
O zinco é um dos elementos-traço mais abundantes no corpo humano, exercendo papel fundamental no
processo de sı́ntese proteica, divisão, crescimento e imunidade celular, principalmente por participar da
estrutura, dos sı́tios catalı́ticos ou das funções regulatórias de diversas enzimas (BROW et	al., 2001).
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O ferro desempenha um importante papel no metabolismo, sobrevivência e proliferação celular, atuando em
diversos processos biológicos fundamentais, como transporte de oxigênio, biossı́ntese de DNA, cofator de
enzimas da cadeia de transporte de elétrons, entre outros (GROTTO, 2008).
O selênio exerce as suas funções biológicas na forma do aminoácido selenocisteı́na por meio de
selenoproteı́nas, principalmente as glutationas peroxidases (GPx), as tiorredoxinas redutase (TR), as
iodotironina deiodinases (IDI), a selenofosfato sintetase 2 (SPS 2), as selenoproteı́nas P, S, K, W, entre outras,
cujas principais funções são a capacidade antioxidante, o aumento da resistência do sistema imunológico, o
papel na fertilidade e no sistema de reprodução, a participação na conversão de tiroxina (T ) em triiotironina
(T ), a proteção contra a ação nociva de metais pesados e xenobióticos, a redução do risco de DCNT, a ação
neuroprotetora e a estabilidade genômica (ROMAN et	al., 2014; PAPP et	al., 2007).
O cobre faz parte de enzimas com atividade de oxidação e redução, como a superóxido dismutase (SOD),
citocromo C oxidase, curoplasmina, lisiloxidase e metalotioneı́nas. Seu papel como cofator para atividades de
cuproenzimas é essencial, principalmente, na defesa antioxidante, crescimento e respiração celular e
coagulação sanguı́nea (CABALLERO et	al., 2012; ARREDONDO et	al., 2005).
O magnésio está envolvido em reações bioquı́micas relacionadas à sı́ntese de DNA, RNA e proteı́nas,sendo
fator importante no controle da proliferação celular. Desempenha, também, papel importante no
desenvolvimento e manutenção de ossos e na manutenção das concentrações intracelulares de cálcio e
potássio (IOM, 2006; ROMERO et	al., 2017).
O cálcio é o mineral mais abundante no corpo humano, envolvido no metabolismo ósseo, função vascular,
muscular, transmissão nervosa, sinalização intracelular e secreção hormonal (DEL VALLE et	al., 2011).
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VOCÊ O CONHECE?
O nutricionista Dennys Esper Côrrea Cintra ajudou a escrever os 10 passos para uma
alimentação adequada e saudável presente no Guia Alimentar para a População
Brasileira do Ministério da Saúde. Ele é Mestre em Ciência da Nutrição pela UFV e
Doutor e Pós Doutor em Clıńica Médica pela UNICAMP. Na UNICAMP coordena o
Laboratório de Genômica Nutricional (LabGeN) e o Centro de Estudos em Lipıd́ios e
Nutrigenômica (CELN). E� Pesquisador Associado ao CEPID-FAPESP "Obesity and
Commorbidities Research Center". Para saber mais sobre este importante pro�issional,
acesse: http://lattes.cnpq.br/2329875440704117
(http://lattes.cnpq.br/2329875440704117).
http://lattes.cnpq.br/2329875440704117
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O fósforo se apresenta na forma de fosfato no corpo humano, porém a maior parte está armazenado na forma
de hidroxiapatita nos ossos e nos dentes, participando de suas estruturas. Dentre as principais funções estão o
seu papel na agregação plaquetária e ativação de fatores (X e V) na cascata de coagulação sanguı́nea, na
estrutura dos ácidos nucleicos e nucleotı́deos, fosfolipı́dios, entre outros (CALVO et	al., 2014).
1.2 Enzimas, coenzimas e atividade das enzimas
polifenoloxidase
O corpo humano parece a parte interna de um relógio, ou seja, com muitas engrenagens que precisam ser
orientadas para o perfeito funcionamento. As enzimas e as coenzimas são as responsáveis pela orientação e
regulação das milhares de reações que acontecem em nosso organismo todos os dias. Junto com os
hormônios e outras substâncias, elas regulam o nosso metabolismo para encontrar e manter o equilı́brio.
Desta forma, algumas reações são estimuladas enquanto que outras são inibidas de acordo com o estado
metabólico em que nos encontramos (jejum ou alimentado); com a quantidade e a qualidade de nutrientes que
ingerimos; com o número de horas que dormimos; se estamos passando por um momento de estresse, entre
outros exemplos.
Outra curiosidade é que as enzimas são utilizadas para auxiliar nos diagnósticos clı́nicos e também na
prescrição dietoterápica. E você sabe o que são as enzimas? Como as enzimas auxiliam no diagnóstico
clı́nico? Qual a relação das enzimas e o mecanismo de ação de alguns medicamentos? Qual o papel das
vitaminas nas reações enzimáticas? Ao estudar os conteúdos apresentados a seguir, você poderá responder a
essas e outras perguntas sobre as diversas funções e utilidades das enzimas e coenzimas.
1.2.1 Enzimas e reações bioquímicas
As enzimas são uma classe de proteı́nas conhecidas como catalisadores biológicos, responsáveis por acelerar
a velocidade da reação pela diminuição da energia de ativação sem alterar o equilı́brio. Resumidamente, as
enzimas se ligam ao reagente (substrato) transformando-o em produto, de acordo com a equação geral da
reação enzimática, na qual há a ligação da enzima ao substrato, formando o complexo enzima-substrato.
Ocorre então a reação enzimática, convertendo o substrato em produto e formando o complexo enzima-
produto. Por �im, a enzima libera o produto e a reação se repete com outro substrato, conforme a equação: E +
S « ES « EP « E + P, (SMITH et	al., 2012) Desta forma, na ausência de enzimas, as reações bioquı́micas não
aconteceriam em uma velocidade compatı́vel com a vida.
Para as reações bioquı́micas acontecerem, é necessário um ambiente apropriado para a atividade das enzimas,
ou seja, temperatura e pH ótimos; Isto irá depender da função de cada enzima, que está relacionada à sua
localização, mas normalmente as elas funcionam sob condições �isiológicas, a 37°C (temperatura constante) e
pH neutro. Alguns exemplos de atividade enzimática quanto ao pH ótimo: enzimas citosólicas necessitam de
pH na faixa de 7 a 8; pepsina precisa de pH entre 1,5 e 2 e tem a sua ação no suco gástrico; tripsina e
quimotripsina têm um pH ótimo alcalino e têm suas ações no lúmen do duodeno.
Uma curiosidade sobre as enzimas é a sua especi�icidade para as reações bioquı́micas, ou seja, sua capacidade
de identi�icar e selecionar apenas um substrato e distingui-lo de compostos com estrutura semelhante. A
especi�icidade, bem como a velocidade, resulta da sequência única de aminoácidos especı́�icos que formam a
estrutura tridimensional da enzima, principalmente pelos resı́duos de aminoácidos presentes no seu centro
catalı́tico. Desta forma, a concentração plasmática de algumas enzimas de tecido especi�icas e isozimas são
utilizadas como coadjuvantes nos diagnósticos e prognósticos clı́nicos e na evolução das doenças. As
isozimas são enzimas que catalisam a mesma reação, diferindo na sua estrutura primária e/ou na composição
de suas subunidades.
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Segue a legenda: AST – aspartato aminotransferase; TGP – transaminase glutâmico oxalacética; ALT – alanina
aminotransferase; TGP – transaminase glutâmico pirúvica; CK – creatina fosfoquinase; CK-MB - creatina
fosfoquinase isoforma MB; IAM – infarto agudo do miocárdio; GGT – glutamiltransferase; LDH – lactato
desidrogenase.
1.2.2 Grupos funcionais na catálise
A velocidade das reações bioquı́micas depende da enzima, mas também de grupos funcionais que participam
diretamente na reação, auxiliando na atividade enzimática. Os grupos funcionais estão presentes no sı́tio ativo
da enzima e são doados pela cadeia polipeptı́dica de aminoácidos, geralmente de natureza polar ou por
cofatores ligados (ı́ons inorgânicos, chamados de cofatores, ou moléculas orgânicas, denominadas
coenzimas).
As coenzimas são moléculas orgânicas não proteicas complexas, geralmente sintetizadas a partir das
vitaminas. Um exemplo é a niacina, que está relacionada A� s reações redox (reações de oxidação-redução),
atuando como precursora de coenzimas ou carreadora de nicotinamida-adenina-dinucleotı́deo (NAD –
coenzima I) e nicotinamida-adenina-dinucleotı́deo fosfato (NADP – coenzima II), envolvidas na sı́ntese de
energia como adenosina trifosfato (ATP) (IOM, 2006)
Os ı́ons inorgânicos contribuem para o processo catalı́tico, atuando como receptores (Mg ) ou doadores de
elétrons, como nas reações redox. 
1.2.3 Inibição enzimática
Inibidores são compostos que diminuem a velocidade de uma reação bioquı́mica, mimetizando ou
participando de um passo intermediário da reação catalı́tica, impedindo a formação do produto. Os inibidores
agem, geralmente, na enzima e de forma reversı́vel, por isso são chamados de inibidores enzimáticos.
Quadro 1 - Exemplo de algumas enzimas utilizadas como coadjuvantes nos diagnósticos e prognósticos
clı́nicos e na evolução das doenças
Fonte: Elaborado pela autora, baseado em BAYNE; DOMINICZAK, 2015.
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Existem os inibidores covalentes, análogos ao estado de transição (compostos que se assemelham ao passo
intermediário da reação catalı́tica), e os metais pesados. Os inibidores covalentes formam ligações covalentes
ou extremamente fortes com os grupos funcionais no sı́tio catalı́tico ativo da enzima. Este tipo de inibição é
utilizado, por exemplo, pelo ácido acetilsalicı́lico (Aspirinaâ) que acetila de forma covalente (forte) um
resı́duo de serina no sı́tio ativo da enzima ciclo-oxigenase, evitando a formação de prostaglandinas,
precursorespró-in�lamatórios. Já os inibidores análogos ao estado de transição são inibidores especı́�icos e
extremamente potentes, porque são capazes de se ligar muito mais fortemente à enzima do que o próprio
substrato. 
Exemplos deste tipo de inibição são a penicilina, primeiro antibiótico descoberto pelas ciências médicas, e as
estatinas, droga utilizada no tratamento das dislipidemias, cujo principal mecanismo de ação é a inibição da
enzima 3-hidroxi-3-metilglutaril (HMG) coenzima A (CoA) redutase, reduzindo a sı́ntese da lipoproteı́na de
baixa densidade (LDL), também conhecida como colesterol ruim. Por último. há a inibição exercida pelos
metais pesados, como o mercúrio (Hg), o chumbo (Pb), o alumı́nio (Al) e o ferro (Fe). A sua toxicidade se dá
pela ligação forte a um grupo funcional no sı́tio ativo catalı́tico da enzima.
1.2.4 Regulação da atividade enzimática
Em rotas metabólicas de múltiplas etapas, como a glicólise no metabolismo dos carboidratos e a sı́ntese de
ácidos graxos e de colesterol no metabolismo dos lipı́dios, a etapa mais lenta limita a velocidade da reação.
Desta forma, a regulação das rotas metabólicas se torna mais e�iciente pelo controle de enzimas-chave,
também chamadas de marca passo, por estarem envolvidas na etapa limitante de velocidade da via
metabólica. Em geral, cinco mecanismos independentes estão envolvidos na regulação da atividade
enzimática, destacando-se: expressão da enzima; ativação ou inibição proteolı́tica; ativação e inibição por
VOCÊ QUER LER?
Geralmente, os indivıd́uos se preocupam apenas com a de�iciência de ferro e suas
consequências, como, por exemplo, a anemia ferropriva. Mas tanto a de�iciência quanto
o excesso de ferro geram desequilıb́rios metabólicos, prejuıźos nas funções que este
mineral é responsável e até doenças. A Hemocromatose é um exemplo de doença que
temos o excesso de ferro como fator principal. Para saber mais, acesse o link:
http://�iles.bvs.br/upload/S/0047-2077/2013/v101n6/a4017.pdf
(http://�iles.bvs.br/upload/S/0047-2077/2013/v101n6/a4017.pdf ). 
http://files.bvs.br/upload/S/0047-2077/2013/v101n6/a4017.pdf
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fosforilação (modi�icação covalente); regulação alostérica; e degradação enzimática. (BAYNE; DOMINICZAK
(https://www.amazon.com.br/s/ref=dp_byline_sr_book_1?ie=UTF8&�ield-
author=John+W.%5EDominiczak%2C+Marek+H.+Baynes&search-alias=books), 2015)
1.2.5 Atividade das Enzimas Polifenoloxidase (PFO)
As enzimas polifenoloxidases (PFO) pertencem à classe das enzimas oxidases, ou seja, enzimas que
participam em reações com oxigênio (O ). As PFO catalisam a reação de oxidação de compostos fenólicos. Os
compostos fenólicos são um tipo de composto bioativo dos alimentos (CBA), encontrados em alimentos de
origem vegetal (frutas e vegetais).
As PFO são amplamente distribuı́das na natureza, sendo relacionadas ao escurecimento enzimático das frutas
e dos vegetais in	natura, e também processados, alterando suas caracterı́sticas organolépticas, ou seja, cor,
textura, aroma e sabor, resultando na maioria dos casos em produtos com aparência desagradável. Também
são responsáveis por diminuir o valor nutricional desses alimentos (LIMA et al., 2001).
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VOCÊ QUER VER?
O vıd́eo Escurecimento	 enzimático	 das	 frutas retrata este processo por meio da
oxidação dos compostos fenólicos das frutas pela ação das enzimas polifenoloxidases
(PFO), que deterioram as caracterıśticas organolépticas e diminuem o valor nutricional
destes alimentos. O vıd́eo demonstra, passo a passo, como aumentar a vida útil de
frutas processadas utilizando limão. Vamos assistir? Veja no link:
https://www.youtube.com/watch?v=XM_h0-RAqDs
(https://www.youtube.com/watch?v=XM_h0-RAqDs).
1.3 Biodisponibilidade de vitaminas e minerais
As vitaminas e os minerais são micronutrientes conhecidos como reguladores, exercendo várias funções em
nosso organismo. Estes são encontrados em pequenas quantidades, principalmente em alimentos de origem
vegetal. A sua absorção sofre in�luência de outros compostos presentes nos próprios ou outros alimentos da
mesma refeição. Por isso, a combinação e a distribuição dos alimentos entre as refeições são muito
importantes.
https://www.amazon.com.br/s/ref=dp_byline_sr_book_1?ie=UTF8&field-author=John+W.%5EDominiczak%2C+Marek+H.+Baynes&search-alias=books
https://www.youtube.com/watch?v=XM_h0-RAqDs
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Pensando assim, podemos dizer que nem tudo o que é ingerido é absorvido e nem tudo que é absorvido tem
ação direta sobre a célula. Desta forma, é de suma relevância que a frequência do consumo dos alimentos
fontes destes nutrientes seja regular para garantir as necessidades nutricionais, a prevenção de doenças e a
manutenção da saúde. E você sabe por que não devemos ingerir alimentos fontes de cálcio junto com os
alimentos fontes de ferro? Por que há a recomendação de ingerir frutas cı́tricas (laranja, limão) quando
comemos alimentos fontes de ferro de origem vegetal, como ingerir uma laranja quando comemos feijão? Por
que de deixar o feijão de molho?
Ao estudar os conteúdos apresentados a seguir, você poderá responder a essas e outras perguntas sobre a
biodisponibilidade dos micronutrientes dos alimentos.
1.3.1 Biodisponibilidade
A de�inição de biodisponibilidade de micronutrientes é bastante complexa, devido à grande variação das
concentrações endógenas destes nutrientes e pela potencialidade dos numerosos metabólitos bioativos,
tornando as necessidades e a prescrição dos micronutrientes bastante individualizada. Existem várias
de�inições de biodisponibilidade. Segundo Bender (1989), é a proporção do nutriente que é digerido,
absorvido e metabolizado pelo organismo, capaz de estar disponı́vel para uso de armazenamento.
1.3.2 Vitaminas
A vitamina A pré-formada (retinol) é encontrada, quase que exclusivamente, em produtos de origem animal,
como fı́gado, óleos de peixes, gema de ovo, leite integral e produtos lácteos (leite, queijo e iogurte). Os
carotenoides com atividade provitamina A (beta-caroteno, alfa-caroteno, gama-caroteno e beta-criptoxantina)
são encontrados em vegetais de folhas verde-escuras (como espinafre e couve-manteiga), vegetais alaranjados
(como abóbora e cenoura) e frutas não cı́tricas amarelo-alaranjadas (como mamão e manga) (IOM, 2006). A
biodisponibilidade da vitamina A é alta (70 a 90%) referente ao retinol e baixa (9 a 22%) pelos carotenoides
provitamina A (RODRIGUEZ-AMAYA, 1997).
As principais fontes alimentares de vitamina D são os óleos de fı́gado de peixes, derivados de leite (manteiga e
queijos gordos) e ovos (DEL VALLE et al, 2011). A biodisponibilidade da vitamina D ingerida (vitamina D3 –
colecaciferol) é de aproximadamente 80% (BOREL et al, 2015).
As principais fontes alimentares de vitamina C são as frutas cı́tricas e os vegetais, incluindo bergamota,
laranja, acerola, manga, mamão, morango, kiwi, melancia, brócolis, repolho, batata, couve-�lor, entre outros. A
biodisponibilidade da vitamina C está relacionada ao quanto ingerimos dela, ou seja, quando consumimos
pouca quantidade de vitamina C a sua absorção é rápida e e�iciente, diminuindo proporcionalmente a
absorção em consumos elevados da vitamina (BALL, 2005; SILVA et al, 2016).
As principais fontes alimentares de ribo�lavina (vitamina B ) são produtos lácteos (leite, queijo e iogurte) e
ovos. Apesar de apresentar-se na sua forma livre e com boa digestibilidade, está presente em baixas
concentrações (POWERS, 2003).
Mesmo com baixas concentrações de tiamina (vitamina B ) nos alimentos, as principais fontes são os cereais
integrais, o farelo de trigo, as leveduras e as castanhas. Porém, é uma vitamina muito instável, e pode ser
perdida, principalmente, durante a cocção (VANNUCCHI et al, 2009).
As principaisfontes alimentares de ácido fólico são vegetais folhosos verde-escuros (espinafre), brócolis,
ervilhas, leguminosas (feijão e lentilha), gema de ovo, fı́gado bovino, amendoim, laranja e grãos integrais
(VANNUCCHI, et al, 2009). Não é conhecida a biodisponibilidade dos poliglutamatos conjugados (80%) e dos
derivados de folato da dieta, apenas do pteroilmonoglutamato, que pode variar entre 40 a 70% (SILVA, et al,
2016).
As principais fontes alimentares de cobalamina (vitamina B ) são os alimentos de origem animal (carnes,
ovos e produtos lácteos) (IOM, 2006). A principal via de absorção da vitamina B que ocorre no ı́leo na
porção terminal é associada ao fator intrı́nseco, porém este processo depende do pleno funcionamento do
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estêmago, do pâncreas exócrino e do ı́leo (SILVA et al, 2016).
Em humanos, a niacina é sintetizada a partir do triptofano e também obtida da dieta, cujas principais fontes
são encontradas tanto em alimentos de origem animal (nicotinamida livre) quanto vegetal (ácido nicotı́nico),
como na carne (especialmente na carne vermelha), fı́gado, ovos, leite, grãos de cereais, milho, tomate,
brócolis, batata-doce, cenoura, entre outros. A biodisponibilidade da niacina nos alimentos de origem animal
é maior porque a niacina se apresenta na forma de nicotinamida, que é a forma predominantemente absorvida
(IOM, 2006; SILVA et al, 2016).
1.3.3 Minerais
As principais fontes alimentares de zinco são carne vermelha, alguns frutos do mar e grãos integrais (IOM,
2006). Muitos fatores dietéticos in�luenciam na absorção de zinco tanto positivamente quanto negativamente.
Alimentos ricos em �ibras e �itatos diminuem a absorção de zinco, enquanto que a proteı́na de origem animal
favorece a sua absorção (SILVA, 2016).
As principais fontes alimentares de ferro são carne vermelha, principalmente o fı́gado, frango e peixes. Entre
os alimentos de origem vegetal, destacam-se os folhosos verde-escuros (exceto o espinafre), leguminosas
(feijão, lentilha, grão de bico e ervilha), grãos integrais, nozes e castanhas (IOM, 2006). O ferro da dieta
apresenta-se nas formas heme e não heme, em alimentos de origem animal e vegetal, respectivamente. A
forma heme é a melhor forma de absorção de ferro – por isso que os alimentos de origem animal são as
principais fontes. Quando ingerimos, na mesma refeição, alimentos ricos em vitamina C (frutas cı́tricas) com
alimentos fontes de ferro de origem vegetal, transformamos o ferro não heme em ferro heme, melhorando a
absorção de ferro destes alimentos, daı́ a origem do ditado comum de consumir laranja com feijão ou feijoada.
Porém, os compostos como �itatos, polifenóis, taninos e cálcio, presentes em café, chimarrão, cereais
integrais, leite e seus derivados podem reduzir e até inibir a absorção do ferro, quando consumidos na mesma
refeição. Por isso, a importância de separarmos as refeições ricos ferro (almoço e jantar) das refeições ricas
CASO
CSB, mulher de 45 anos, resolveu se submeter a cirurgia bariátrica porque desde a
sua infância foi obesa e aos 30 anos chegou à obesidade mórbida, desenvolvendo
hipertensão, diabetes do tipo II e esteatose hepática, sendo indicado pela equipe
média o procedimento By Pass Gástrico com desvio intestinal em “Y de Roux”,
considerado restritivo e disabsortivo. CSB iniciou suplementação intramuscular de
vitamina B12 em consequência da retirada do estômago e o seu papel na absorção
desta vitamina.
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em cálcio (desjejum e lanche da tarde) (WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2004). Apesar do feijão ser uma
boa fonte de ferro não heme, ele tem quantidades signi�icativas de �itato, por isso é importante deixar o feijão
de molho, trocando a água, para diminuir a concentração deste composto, com o objetivo de melhorar a
absorção de ferro.
A concentração do selênio nos alimentos depende, principalmente, da quantidade de selênio no solo, por isso
a quantidade deste mineral pode variar muito em suas fontes alimentares, sendo a castanha-do-brasil (entre 8
e 83 mg/g) a principal fonte, apresentando alta biodisponibilidade desse mineral (FERREIRA et al., 2002).
Como o selênio, a quantidade de cobre nos alimentos depende da qualidade do solo, mas também da estação
do ano e da localidade de origem dos alimentos. As principais fontes alimentares de cobre são as oleaginosas,
como a castanha-do-caju, os crustáceos, como ostras e mexilhões, os cereais integrais, o cacau e as
leguminosas (COZZOLINO et al, 2013). A principal forma de absorção do cobre é na forma de sais de cobre
(carbonato, acetato, sulfato e cloreto). Em relação às condições do ambiente, destaca-se o meio ácido.
Semelhante ao ferro, a absorção do cobre é favorecida quando ingerimos alimentos com ácido cı́trico (laranja
e limão) na mesma refeição e, semelhante à vitamina C, também sobre in�luência da quantidade deste mineral
na dieta, ou seja, quando consumimos pouca quantidade de cobre, a sua absorção é rápida e e�iciente,
diminuindo proporcionalmente a absorção em consumos elevados do mineral (BERTINATO et al, 2004; IOM,
2001; COZZOLINO et al, 2013).
As principais fontes alimentares de magnésio são grãos integrais, vegetais folhosos verde-escuros, como o
espinafre, nozes, alguns legumes e batatas. A biodisponibilidade deste mineral pode variar entre 30 a 50% ou
menos quando alimentos ricos em �ibras e �itato forem consumidos na mesma refeição (IOM, 2006).
As principais fontes alimentares de cálcio são os produtos lácteos (leite, queijo e iogurte) e vegetais folhosos
verde-escuros, como a couve. A biodisponibilidade de cálcio depende principalmente do status adequado de
vitamina D, mas os alimentos ricos em �itato e ácido oxálico (espinafre) diminuem a absorção de cálcio se
forem consumidos na mesma refeição (DEL VALLE, et al, 2011; BUZINARO, et al, 2006).
O fósforo encontrado nos alimentos in	natura	está sob a forma orgânica (éster de fosfato), principalmente nas
carnes, produtos lácteos, leguminosas e cereais. As fontes de origem animal exibem melhor
biodisponibilidade de fósforo que os alimentos de origem vegetal porque não possuem �itato, que pode
reduzir a sua absorção (SILVA, 2016).
1.4 Compostos Bioativos dos Alimentos (CBA)
Os compostos bioativos dos alimentos (CBA) são de�inidos como compostos extranutricionais encontrados
apenas em alimentos de origem vegetal, especialmente nas frutas e nas hortaliças. Apesar deste nome
estranho, ingerimos os CBA diariamente em nossa alimentação. Mas você sabe por que são chamados de
bioativos e são considerados nutrientes extranutricionais?
Atualmente, estes compostos são muito estudados por sua relação com a prevenção das doenças crônicas não
transmissı́veis (DCNT), como o câncer e as doenças cardiovasculares. Entres as diversas funções dos CBA,
podemos destacar a sua ação antioxidante.
Diariamente e naturalmente, em nosso metabolismo, produzimos as espécies reativas de oxigênio,
substâncias conhecidas como radicais livres, capazes de causar danos ao DNA e às estruturas das células,
reagindo com os lipı́dios de membrana. Mas nosso organismo tem a capacidade de neutralizar estes radicais
livres por meio de compostos antioxidantes, como os CBA, e por enzimas com ação antioxidante. As pessoas,
hoje, estão trabalhando maior número de horas diárias, estão mais sedentárias e comendo muitos lanches tipo
fast	food e, por consequência, entrando em estresse oxidativo, quando a sı́ntese de radicais livres é superior à
capacidade antioxidante do organismo. Mas o que é ter uma ação antioxidante? Porque os indivı́duos com
estilo de vida Vegano possuem os menores percentuais de morte por doenças cardiovasculares?
1.4.1 Compostos Bioativos dos Alimentos (CBA)
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Como descrevemos acima, os CBA são de�inidos como compostos extranutricionais porque se encontram em
pequenas quantidades nos alimentos, não havendo uma recomendação de ingestão diária (DRIs), mas não são
indispensáveis e nem sintetizados pelo organismo humano. Eles são substâncias orgânicas e geralmente de
baixo peso molecular, considerados bioativos por desempenharem benefı́cios à saúde quando ingeridos
regularmente em quantidades signi�icativas. Porém, os CBA podem apresentar certa atividade biológica in
vitro	 e in	 vivo, não ser biodisponı́vel, ou ser rapidamente metabolizado e excretado, tornando-se ine�icaz
(CARRATU et al, 2005).
A atividade biológica dos CBA está relacionada à sua estrutura molecular, que varia em suas estruturas
quı́micas e, desta forma, em suas funções biológicas. Segundo Carratu et al (2005) destacam-se as funções de
atividade antioxidante, antibacteriana e antiviral, modulação de enzimas de destoxi�icação e do sistema
imune, controle do metabolismo hormonal e redução da agregação plaquetária e da pressão arterial. Entre as
principais funções exercidas pelos CBA, a capacidade antioxidante é unânime, sendo capaz neutralizar as
espécies reativas de oxigênio, principalmente radicais livres, protegendo as células do dano e morte.
Os CBA podem ser classi�icados de forma esquemática na �igura a seguir.
Compostos fenólicos ou polifenóis são caracterizados por apresentarem em sua estrutura quı́mica ao menos
um anel aromático com um ou mais grupos hidroxila ligados a ele. Já os derivados polifenólicos são
comumente encontrados em alimentos processados e bebidas como chás, vinhos, café e chocolate, e podem
conter produtos oriundos do metabolismo de polifenóis.
Dentre os �lavonoides, destacam-se as iso�lavonas (genisteı́na e daidzeı́nas), encontradas em leguminosas,
sendo a soja a sua maior fonte dietética, e as antocianinas. Elas possuem similaridade estrutural com o
estrogênio (17-beta-estradiol), sendo inclusive designados como �itoestrógenos, ou estrogênios não
esteroidais, sendo relacionadas ao estudo do câncer de mama.
Os principais estilbenos presentes na alimentação humana são o cis-resveratrol e o trans-resveratrol, que são
�itoalexinas (substâncias antimicrobianas) estilbenóides produzidos em resposta ao estresse fı́sico e
infeccioso sofridos pelas plantas durante sua vida (CHATTERJEE et al, 2018). A uva é uma das frutas que
apresentam maiores quantidades de compostos fenólicos (MALACRIDA; MOTTA, 2005). Estes compostos
estão distribuı́dos principalmente na casca, caule, folha e semente da fruta. O teor de polifenóis varia de
Figura 3 - Classi�icação geral dos CBA de origem vegetal
Fonte: Elaborada pela autora, baseada em SILVA; ANTUNES; COZZOLINO, 2016.
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cultivo, composição do solo, clima, origem geográ�ica, práticas de cultivo e exposição a doenças fúngicas (XIA
et al, 2010). Na videira, em especı́�ico, o resveratrol é formado em resposta aos ataques fúngicos, aos danos
mecânicos ou à irradiação de luz ultravioleta sofridos pela planta (SAUTTER et al., 2005). Diversos estudos
demonstram os benefı́cios do resveratrol. Entre eles, destacam-se a proteção contra doenças cardiovasculares
(DCV), a redução da glicemia, a prevenção contra o câncer e o aumento da longevidade (LEAL et al, 2017).
Os glicosinolatos são tioglicosı́deos (compostos com enxofre – grupamento funcional – SH ligado a um
açúcar) biologicamente inativos, que devem ser hidrolisados a isotiocianatos (ITC), nitrilas ou tiocinatos para
exercer atividade biológica. São encontrados principalmente em hortaliças da famı́lia Cruciferae, gênero
Brássica, espécie oleracea, como a couve, o repolho, o brócolis, a couve �lor e a couve de bruxelas.
O termo carotenoides refere-se a uma classe de pigmentos, sintetizados em plantas, algas e bactérias
fotossintetizantes, mas não em animais, sendo responsáveis pelas cores amarela, alaranjada, vermelha e verde
nas plantas. Existem aproximadamente 600 carotenoides na natureza; entretanto, apenas 30 a 40 deles estão
presentes na alimentação. Entre os carotenoides, destaca-se o licopeno que, de acordo com a Agência de
Vigilância Sanitária (ANVISA), possui propriedade funcional cuja alegação é possuir ação antioxidante, que
protege as células contra os radicais livres. As maiores fontes alimentares de licopeno são o tomate e seus
subprodutos, melancia, mamão papaia, goiaba rosa e toranja rosa (XIANQUAN et al, 2005). 
VOCÊ SABIA?
Qual o volume mıńimo, médio e máximo que um individuo consegue urinar por
dia? Qual o volume mıńimo de urina necessário para remover os produtos do
metabolismo, principalmente os compostos nitrogenados (ıón amônio, ureia,
creatinina e ácido úrico)? Por que uma baixa concentração de albumina no
plasma leva ao edema?
Respondendo aos questionamentos: os rins excretam de 0,5 L a mais de 10 L de
urina por dia, sendo o valor médio de 1 a 2 L. Temos, ainda, que o volume mıńimo
é de 0,5L de urina por dia. Por �im, uma das principais funções da albumina é
manter a pressão osmótica. Desta forma, tem-se a concentração de água
adequada entre o LIC e o LEC, mas, quando há diminuição da albumina, há
também diminuição da pressão osmótica, aumentando a concentração de água no
espaço intersticial, causando o edema.
Conclusão
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Concluı́mos a unidade introdutória relativa aos conceitos básicos do metabolismo intermediário e a sua
relação com a bioquı́mica dos alimentos. Agora, você já conhece conceitos, funções, importância metabólica e
aplicação prática sobre a água, ácidos, bases, vitaminas, minerais e os compostos bioativos dos alimentos
(CBA).
Nesta unidade, você teve a oportunidade de:
compreender a importância metabólica da água e suas fontes;
aprender sobre as principais funções das vitaminas e dos
minerais;
conhecer as principais fontes alimentares das vitaminas e dos
minerais e os fatores que interferem na sua biodisponibilidade;
compreender o papel das enzimas no metabolismo intermediário;
identificar a aplicação prática das enzimas nas ciências médicas;
conhecer quem são os CBA e a sua aplicação prática.
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