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Isabela Valinho Abreu, 1º período 1 CADERNO DE BIOQUÍMICA GERAL – 1º PERÍODO AULA 01 (11/02) – BIOMOLÉCULAS 1. Bioquímica médica Explica como o corpo trabalha como um sistema químico; Explica o mau funcionamento do corpo na doença e orienta como as terapias devem ser planejadas para restaurar o funcionamento normal do organismo; Fornece base para entender mecanismos de ação de vários fármacos; Auxilia a entender como o estilo de vida, especialmente a alimentação, influencia no desempenho e envelhecimento do organismo; Descreve como processos de sinalização celular e sistemas de comunicação estão envolvidos na resposta a estresses endógenos e ambientais, além da ação de novas drogas que agem sobre eles; Ao compreender a genética humana, cria uma base para tratamentos personalizados baseados na composição genética de cada indivíduo; 2. Bioquímica pode ser dividida entre biomoléculas e bioquímica dos organismos vivos Composição e importância das macromoléculas para a saúde dos indivíduos o Os SV são compostos por: CHONPS (DNA e RNA), CHO (carboidratos), CHONS (aminoácidos); Atividades no interior da célula o A complexidade das atividades celulares está submetida à função da célula; Moléculas bioquímicas interagem entre si de acordo com a sua composição; Estrutura química o Pode ser aberta ou fechada; o Pequenas mudanças na molécula causam efeitos biológicos totalmente diferentes no organismo; 3. Corpo humano É um sistema metabólico integrado e controlado, mas é aberto e influenciado por fatores externos, porque se comunica com o ambiente; Completamos o nosso estoque de combustível (alimento) e água e captamos oxigênio do ar; A quantidade e a composição dos alimentos que consumidos possuem impacto significativo na saúde; 4. Obesidade X desnutrição Entender as interações entre a nutrição, o metabolismo e a genética nos estados de saúde e doença; O corpo magro nem sempre é saudável; Um indivíduo obeso não é meramente um sujeito acima do peso, mas um paciente com diagnóstico de obesidade; Existem também pessoas com excesso de peso e desnutridas; 5. Termodinâmica Há processos que precisam de energia e processos que geram energia; Catabolismo quebra; Anabolismo construção; A hidrólise do ATP libera 30,5 kJ de energia por mol essa energia permite a ocorrência de reações que necessitam de energia; ÁGUA É uma substância líquida que parece incolor a olho nu em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial para todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio; Isabela Valinho Abreu, 1º período 2 É o solvente universal o Possibilita reações químicas; o Hidrata as células; o Dissolve compostos inorgânicos e alguns orgânicos; o É o meio necessário para reações metabólicas; Um dos sintomas da desidratação é a confusão mental; o Outros – inanição, desnutrição; A taxa necessária é variável de acordo com a espécie, idade e ação metabólica; Vias de eliminação – pele, pulmões, rins e intestino; 1. Polaridade da água Possui pólos; Não é uma molécula linear, mas sim angular; Isso facilita reações químicas; É muito eletronegativa; 2. Pontes de hidrogênio H-FON; Importante para fármacos, estrutura secundária de proteínas, entre outros; 3. Compostos anfipáticos São compostos que contêm uma região polar carregada e uma apolar; Exemplos: proteínas, vitaminas, corantes, esteróides e fosfolipídeos de membranas; OBS: a tecnologia farmacotécnica na produção de medicamentos; A água forma micelas; 4. Soluções hipo, hiper e isotônicas Osmose; Em meio hipertônico a célula desidrata; Em meio hipotônico a célula absorve água e pode até se romper; 5. Propriedades incomuns da água Possui alto ponto de fusão e alto ponto de ebulição, o que causa a coesão interna; O calor de vaporização é muito mais alto do que outros solventes; AULA 02 (18/02) – ÁGUA/ AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS I pH e alterações Como o pH interfere na absorção de fármacos? o Ácidos são melhor absorvidos em meio ácido e bases são melhor absorvidas em meio básico; o Partir comprimidos é ineficiente: Partir comprimidos ácidos faz com que seu envoltório seja quebrado, e antes de chegar ao órgão correto de absorção, esse fármaco já foi “espalhado”; Partir comprimidos básicos faz com que se tornem moléculas muito grandes (protonadas) que não podem ser totalmente absorvidas; o Existem várias variáveis para a absorção de medicamentos: O melhor lugar é o intestino, visto que ele possui microvilosidades e a anatomia perfeita para a absorção; NÃO CORTE COMPRIMIDOS! o Ácido é melhor excretado em maio básico e base é melhor excretada em meio ácido Exemplo: um paciente chega com intoxicação por ácido um dos manejos é alcalinizar a urina, de forma a aumentar a excreção dessa substância. Uma Isabela Valinho Abreu, 1º período 3 forma de alcalinizar a urina é a administração de bicarbonato de sódio ou outros diuréticos; Se o paciente chega com intoxicação por substância alcalina um dos manejos é acidificar a urina por meio da vitamina C (ácido ascórbico) para promover a excreção; Diabetes X pH o Quando ocorre descompensação insulínica ou descompensação na captação de glicose, o organismo passa a utilizar ácido graxo como combustível principal. Consequências: Com o uso exacerbado de ácidos graxos, ocorre o acúmulo de 2 ácidos: ácido β-hidroxibutírico e ácido acetoacético, que podem se acumular na corrente sanguínea e causar a cetoacidose; Exames clínicos: O diabético chega a dosar 90mg/100mL de plasma e até 5g/24h de excreção urinária; Sintomas: cefaléia, vômito e pode evoluir até a convulsão, além de hálito de acetona; Manejo: aplicação de insulina e/ou glicose para corrigir os níveis da glicemia do paciente; Outras situações que podem afetar o pH sanguíneo o Esforço físico exagerado (intensidade) acúmulo temporário de ácido láctico no sangue; o Deficiências renais incapacidade de regular o equilíbrio do bicarbonato no organismo; o Algumas doenças pulmonares como enfisema, pneumonia, asma, etc; o Jejum e inanição jejum exagerado (dias ou meses); Alterações no equilíbrio ácido-básico o Acidose respiratória Ocorre pelo excesso de CO2 nos pulmões, que, consequentemente, causa o acúmulo de CO2 no sangue, tornando-o ácido; Pode ser causada por apnéia (ex: afogamentos) , DPOCs, capacidade pulmonar prejudicada, etc; o Acidose metabólica Ingestão de ácido (tentativa de suicídio ou criança), cetoacidose; Desbalanço do pH global do organismo acidificação; o Alcalose respiratória Hiperventilação; Aumento do pH; Constatada pela clínica; o Alcalose metabólica Ingestão de produtos alcalinos (ex: diabo verde), vômitos prolongados (ex: início de gestação), desidratação extrema; Constatada por exames de sangue ou urina; Soluções tampão o São soluções que impedem variações bruscas no pH; o Em situações de inflamação, por exemplo, ocorre a acidificação do meio. No entanto, a acidificação brusca do meio poderia causar hemólise, desnaturação protéica e outros problemas. Para que não ocorra essa mudança brusca de pH, as soluções tampão regulam o meio para que ele resista às variações; o Bicarbonato é o tampão principal do organismo; Isabela Valinho Abreu, 1º período 4 o Outras substâncias como, por exemplo, aminoácidos, ajudam na manutenção do pH; AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS I Funções Fontes de proteínas o São obtidas pela alimentação; o A digestão é feita obrigatoriamente no estômago por meio da enzimatripsina presente no HCl; AMINOÁCIDOS 1. Definição São a matéria prima das proteínas; Possuem uma estrutura básica: carbono ligado a um grupo carboxílico, um grupo amina, um hidrogênio e um grupo R, que determina a acidez ou basicidade do aminoácido (OBS: sem o grupo R, é uma molécula neutra); Portanto, o aminoácido é uma solução tampão, já que, de acordo com sua composição, pode suportar variações de pH; O grupo R muda as propriedades do aminoácido; Glicina é o único aminoácido que não é um centro quiral. A alanina não possui carga não é possível protoná-la é neutra. Isabela Valinho Abreu, 1º período 5 São aminoácidos de caráter ácido. 1.1. Estereoquímica Uma molécula quiral possui imagem especular, mas não sobreposta; Enantiômero imagem especular; o OBS: talidomida era um medicamento para enjôo em grávidas, que começou a causar focomielia em crianças que nasciam esse medicamento causava essa doença me crianças, mas existia um isômero tóxico e um isômero eficaz hoje só pode ser utilizada no tratamento de hanseníase; O tipo de interação entre diferentes enantiômeros é diferente; Alguns medicamentos podem ser enantiômeros separados, porém alguns não são eficazes nesse sentido, porque quando são administrados no paciente, misturam-se novamente e podem vir a se tornar o isômero tóxico; Podem ser divididos em isômeros D e L, de acordo com a posição do grupo amina; Nos resíduos de aminoácidos de moléculas protéicas, encontram-se exclusivamente isômeros L naturalmente no organismo; Isômeros D são podem ser encontrados naturalmente em alguns peptídeos, em paredes celulares bacterianas e alguns antibióticos peptídicos; OBS: medicamentos genéricos o Não são ruins. Os genéricos são a cópia exata do original. O importante é conhecer o laboratório de origem do medicamento. 2. Classificação 2.1. Essencial ou não essencial Existem, na natureza, apenas 20 tipos de aminoácidos, que são diferenciados pelo radical R; Isabela Valinho Abreu, 1º período 6 A variação na quantidade e na ordem desses aminoácidos forma uma gama de tipos diferentes de proteínas; São classificados em essenciais ou não essenciais, de acordo com a forma de obtenção o Não essenciais são produzidos pelo corpo humano Alanina; Arginina; Aspartato; Asparagina; Glutamina em jejum com limão (estudos demonstram que tem um mínimo benefício no sistema imunológico); Cisteína; Ácido glutâmico; Glicina; Prolina; Serina; Tirosina; o Essenciais precisam ser ingeridos pela alimentação Lisina; Leucina; Isoleucina; Valina; Metionina; Fenilalanina; Triptofano humor (banana, chocolate); Histidina; Treonina; OBS: Fenilcetonúria É uma doença genética que cursa com a deficiência na produção da enzima fenilalanina- hidroxilase, que converte o aminoácido fenilalanina em tirosina; Quando não há essa enzima para fazer a conversão, ocorre o acúmulo de fenilpiruvato (fenilcetona + fenilacetato + fenilactato), que é tóxico para o SNC; Indivíduos portadores de fenilcetonúria não podem consumir alimentos com fenilalanina. Caso haja a ingestão exacerbada, pode haver sequelas permanentes no SNC; É identificada no teste do pezinho; OBS 2: Nome dos aminoácidos Glutamato veio do glúten (proteína do trigo); Asparagina vem dos arpargos; Glicina doce; Tirosina queijo; 2.2. Classificação de acordo com a estrutura Ácidos, básicos, polares, apolares; OBS: a classificação é em pH próximo de 7; Alguns grupos não se caracterizam perfeitamente; Glicina o É o menor dos aminoácidos; o Possui uma cadeia lateral muito pequena; o Não possui centro quiral, porque possui 2 hidrogênios; o O radical R não contribui muito para as interações hidrofóbicas; Cisteína Isabela Valinho Abreu, 1º período 7 o Possui uma ligação de dissulfeto; o Possui grupo sulfidrila; o Pode fazer ligação de hidrogênio; o Oxigênio e enxofre podem interagir de acordo com a polaridade; Histidina o Possui um grupo inidazol aromático; o Pode ser carregada positivamente ou não (em pH = 7); o Os respiduos de hidtidina podem funcionar como doadores de elétrons (catalisados por enzimas); 2.2.1. Grupos R apolares e alifáticos São apolares e hidrofóbicos; A cadeira R tende a se agrupar no interior das proteínas estabilizam a estrutura protéica por meio das interações hidrofóbicas (deixam a proteína mais “rígida”); o Metionina É um dos dois aminoácidos que possui enxofre, que faz com que ela tenha um grupo ligeiramente apolar na lateral; o Prolina Possui uma cadeia lateral alifática cíclica que reduz sua flexibilidade; o Demais aminoácidos de grupos R apolares e alifáticos: Glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina. 2.2.2. Grupos R aromáticos As cadeias aromáticas fazem com que o aminoácido tenha a característica de ser hidrofóbico; Cadeias laterais aromáticas são relativamente apolares; O grupo OH da tirosina e o anel indol do triptofano os tornam mais apolares do que a fenilalanina; Isabela Valinho Abreu, 1º período 8 2.2.3. Carregados positivamente e negativamente Os carregados positivamente possuem caráter alcalino; Os carregados de forma negativa possuem caráter ácido; OBS: essa classificação ocorre, exclusivamente, de acordo com o grupo R; 2.2.4. Grupos R polares não carregados São mais solúveis em água, porque alguns fazem ligações de hidrogênio; A cisteína possui uma polaridade modesta; 2.3. Nomenclatura Pode ser pelo nome (valina, triptofano, glicina); Pode ser abreviatura de 3 letras (Val, Trp, Gly); Pode ser uma letra, que é o símbolo (V, W, G); Facilita para ler artigos e tabela de suplementos, por exemplo; Isabela Valinho Abreu, 1º período 9 2.4. Aminoácidos incomuns Tiroxina hormônio da glândula tireóide; Hidroxiprolina e hidroxilisina encontradas no colágeno; 2.5. Aminoácidos e neurotransmissores Triptofano o É um aminoácido utilizado em situações de TPM e depressão, por exemplo; o A serotonina é um dos neurotransmissores responsáveis pelo bom humor, inibição da vontade de comer doce,etc; o A baixa de serotonina pode causar alterações de humor, humor deprimido, baixa disposição, cansaço excessivo, vontade de comer doces e outros carboidratos; o Triptofano é precursor para a síntese de serotonina (5-HT); o Triptofano é um adjuvante em tratamentos; o Medicamentos que aumentam a concentração de serotonina (ex: fluoxetina, citalopran) aumentam em quantidade suficiente para tratar uma doença; o Triptofano é encontrado em alguns alimentos e como suplemento alimentar; o Mas, CUIDADO! Serotonina em excesso pode causar enxaqueca; Em alguns casos, é necessário bloquear alguns receptores específicos da serotonina para o tratamento da enxaqueca; O inverno (pela ausência de sol) também tendem a deixar o humor mais deprimido situação na qual uma alimentação rica em triptofano pode auxiliar; Isabela Valinho Abreu, 1º período 10 Fenilalanina o Fenilalanina tirosina dopamina adrenalina (epinefrina); o Há uma via de síntese protéica; o Excesso de dopamina está associado a problemas psicóticos; o Esquizofrenia excesso de atividade dopaminérgica; o Baixa de dopamina mal de Parkinson; o Em paciente com mal de Parkinson, é preciso aumentar a concentração de dopamina (mexer na alimentação de forma adjuvante); 2.6. Outros aminoácidose suas aplicações Aspartame o Adoçante o Dipeptídeo L-aspartil-L-fenilalanina Ácido glutâmico o Monosódio-glutamato ou MSG; o Derivado do ácido glutâmico usado como realçador de sabor; o Em alguns indivíduos, provoca uma reação mental, frio, dor de cabeça e vertigens; Isabela Valinho Abreu, 1º período 11 o “síndrome do restaurante chinês”; Histidina x histamina o Histidina é um aminoácido; o Histamina é um mediador de alergia no organismo É liberada diante de um estímulo secreção no estômago; Causa vermelhidão, vasodilatação; É armazenada ligada no macrófago em forma de histidina. Quando ocorre o estímulo, ela degranula e se torna histamina; AULA 03 (25/02) – AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS (CONTINUAÇÃO) 2.7. Comportamento dos aminoácidos De acordo com as características químicas, os aminoácidos podem agir como ácidos ou como bases; OBS: analisa-se o grupamento R poder de ionização anfotérico ou anfólito; Imagem: o Número de carga final positivo pH básico muito H+ sobrando; o Número de carga final 0 pH neutro o Número de carga final negativo pH ácido 2.7.1. Titulação Adição de uma base para aumentar (alcalinizar) o pH; Exemplo: titulação da glicina o O pH no organismo é importante para a manutenção da homeostase; o Dados do gráfico (geral): pKa: medida de tendência de um grupo em doar um próton. Ponto de inflexão: ponto onde o pH é igual ao pKa; Ponto isoelétrico: ponto no qual a carga elétrica final é zero. Curva de titulação: indica a reação de cada grupo funcional com o íon H. Isabela Valinho Abreu, 1º período 12 Outros exemplos de titulação 2.8. Armazenamento de aminoácidos Não existe reserva considerável de Aas livres nos organismo; Os músculos são compostos por aminoácidos; Em deficiência de aminoácidos o Ocorre por atividade física exagerada, alimentação inadequada; o Ocorre a degradação de massa muscular para suprir as necessidades de aminoácidos; o Nos rins, os aminoácidos não utilizados (em excesso) são eliminados em forma de uréia pela urina (NH3 – amônia) ou pelo suor (sudorese com odor forte de amônia, muito volátil); Os AAs permanecem em estado de reciclagem, e os Aas livres serão utilizados na síntese de novas proteínas ou degradados em amônia no fígado, nos músculos, no cérebro e nos rins; São encontrados em feijão, grão de bico, carne, milho, ovos; Pode levar a lesão muscular, dependendo do tempo sem aminoácidos ou da intensidade de uma atividade física; Excesso de aminoácidos também pode causar lesão renal (atenção; cuidado com o uso de suplementos sem orientação! proteinúria lesão renal) OBS: idosos e pacientes queimados possuem indicação de maior aporte protéico; 3. Ligações peptídicas Ligação específicas que só ocorre nos aminoácidos; Grupo amino de um aminoácido com o grupo carboxila de outro; Isabela Valinho Abreu, 1º período 13 É uma reação de desidratação ocorre liberação de água; OBS: haverá, então uma parte aminoterminal e uma parte carboxiterminal em farmacologia, alguns medicamentos só se ligam em uma dessas extremidades específica; 4. Peptídeo 1 aminoácido aminoácido; São feitas ligações peptídicas; 2 aminoácidos dipeptídeo; 3 aminoácidos tripeptídeo; 4 aminoácidos tetrapeptídeo; 5 aminoácidos ou mais polipeptídeo; 50 aminoácidos ou mais proteína; Aspartame o Ex: zero cal; o Não faz mal; o Necessário para diabéticos! Isabela Valinho Abreu, 1º período 14 Tabela: exemplo de proteínas Cabelos o O formato do cabelo é determinado pelas ligações de enxofre (dissulfeto); O cabelo liso possui essas ligações emparelhadas; O cabelo ondulado, o cacheado e o crespo possuem essas ligações desordenadas; o Alisamento de cabelos Adiciona-se um agente redutor que quebra as ligações; Coloca-se o cabelo na forma desejada com escova e prancha para deixá-lo alinhado; Após, adiciona-se um agente oxidante, que irá refazer essas ligações na forma desejada; Essa ligação, no entanto, é frágil; Com o passar do tempo, o efeito começa a passar: Algumas pontes que não foram refeitas podem se refazer com o tempo: puxam para a curvatura normal do cabelo; Isabela Valinho Abreu, 1º período 15 5. Identificação de proteínas Isabela Valinho Abreu, 1º período 16 A identificação de proteína é feita por cromatografia (vários tipos) Cromatografia de Troca iônica o É utilizada uma enzima de carga conhecida; o Coloca-se a solução; o As proteínas reagem com a enzima de carga oposta “saem” mais rápido devido à pressão da bomba; Cromatografia por Exclusão de tamanho o A resina possui um polímero com poros; o As proteínas de tamanho maior não entram no poro e se movem primeiro; Cromatografia de Proteína de ligante o Cromatografia de afinidade; o Precisa de conhecimento prévio da solução; Eletroforese o Em um polímero de consistência gelatinosa coloca-se a solução e é passada uma corrente elétrica; o O gel é como uma malha, então a proteína maior demora a passar e rapidamente para de passar; o As proteínas menores vão até o fim; Diálise o Procedimento que separa proteína de soluto devido aos tamanhos diferenciados das proteínas; o Exemplo: hemodiálise (visa eliminar os solutos) Uma malha realiza exclusão de poros são grades para os solutos passares, mas pequenos para as proteínas passarem; É possível retirar as impurezas (proteínas) sem desnutrir o sangue (por exemplo: não sai a hemoglobina); PROTEÍNAS 1. Definição São moléculas formadas por vários aminoácidos ligados por ligações peptídicas; 2. Classificação Quantidade de aminoácidos; Tipo de aminoácidos; Sequência de aminoácidos; Composição: simples/homoproteína ou conjugada/ heteroproteína o Exemplos de heteroproteínas Lipoproteínas; Isabela Valinho Abreu, 1º período 17 Glicoproteínas; Hemoproteínas; Metaloproteínas; o Exemplos de homoproteínas Albuminas muito importantes para carreamento de fármacos; 2.1. Quanto à função Enzimas; Transporte; Estocagem; Contráteis/ motoras; Suporte estrutural; Defesa; Reguladoras; Receptoras; Chaperonas; 2.2. Quanto à forma Fibrosas o Formam fibras (longos filamentos ou folhas); o Ex: colágeno, queratina; Globulares o Arredondadas; o Ex: enzimas, proteínas transportadoras, proteínas motoras; 2.3. Quanto à estrutura De acordo com a forma com que elas se arranjam no organismo; Primária o É a estrutura de resíduos de aminoácidos da sequência das estruturas; Isabela Valinho Abreu, 1º período 18 o Estrutura plana e unidimensional; o Ex1: anemia falciforme o Doença genética; o As hemácias ficam em formato de foice, o que dificulta a passagem de oxigênio tende a ficar presa em alguns vasos, diminuindo o transporte de oxigênio para esses locais; o Acontece pela troca (genética) de um único aminoácido: a valina é trocada por ácido glutâmico; o Ex2: insulinas o De acordo com modificações na estrutura primária das proteínas, as insulinas comerciais possuem diferentes valores de início de efeito e duração; As insulinas que não possuem pico diminuem a possibilidade de uma hipoglicemia Isabela Valinho Abreu, 1º período19 Secundária o Interação entre os resíduos de aminoácido; o Alfa hélice ou folha-beta A cadeia lateral é o que determina de qual dessas duas estruturas será formada a proteína; Cada “cachinho” de alfa hélice tem cerca de 3,5 aminoácidos; Geralmente, ¼ dos Aas de uma ptna é encontrado em alfa-hélice; o Fatores que afetam a estabilidade da alfa-hélice Isabela Valinho Abreu, 1º período 20 A tendência intrínseca de um resíduo de aminoácido de formar uma hélice a; As interações entre os grupos R, especialmente aqueles espaçados por três (ou quatro) aminoácidos; Os volumes de grupos R adjacentes; A ocorrência de resíduos Pro e Gly; e Interações entre os resíduos de aminoácidos das extremidades do segmento helicoidal e o dipolo elétrico inerente da hélice a. o Folha beta As pontes de hidrogênio são perpendiculares; Podem ser paralelas ou antiparalelas, de acordo com a cadeia; o Ex: Colágeno x escorbuto Sintomas: manchas escuras, bolor, carne esponjosa nas gengivas, flacidez, sangramento nasal (morte próxima); É uma doença que matou várias pessoas, principalmente na época das navegações; É causada pela falta de vitamina C (ácido ascórbico); Não era possível levar frutas frescas em navios; Não é uma doença contagiosa; Relação O colágeno é composto por uma tripla hélice unida por pontes de hidrogênio e pela ligação covalente entre resíduos de aminoácidos da fita (histidina e lisina); Com o tempo, ocorre o aumento das ligações covalentes entre essas fitas, o que promove o aumento da rigidez das fitas (ex: carne de boi velho); O colágeno é dependente de hidroxiprolina, e quem transforma a prolina em hidroxiprolina é uma enzima dependente da vitamina C não há vitamina não há hidroxiprolina não há colágeno; Tratamento: consumo de vitamina C; Isabela Valinho Abreu, 1º período 21 AULA 04 (04/03) – AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS II Terciária o É como um novelo; o A estrutura secundária se dobra por pontes dissulfeto ou por atração entre cargas elétricas; Quaternária o Várias estruturas terciárias se juntam e se transformam na quaternária; o O número de cadeias terciárias juntas pode ser de 2 a mais de 12; o As estruturas terciárias podem ser iguais ou diferentes, dependendo do tipo de estrutura das proteínas e da função biológica; Considerando as estruturas em novelo, pode-se afirmar que são proteínas fibrosas ou globulares; Ex: queratina o Foi desenvolvida pelo organismo para ter força; o É uma alfa hélice; o Encontrada somente nos mamíferos, faz parte de todo o peso seco dos cabelos, pelos, unhas, garras, penas, chifres, cascos e grande parte da camada mais externa da pele; o Várias alfa-hélices enroladas em cadeia se transformam em um fio de cabelo; Ex: colágeno o Evoluiu para ter resistência; Isabela Valinho Abreu, 1º período 22 o É encontrado nos tecidos conjuntivos (tendões, cartilagens, matriz orgânica dos ossos, córnea); o OBS: tomar colágeno hidrolisado não garante que ele vá para a pele para aumentar sua sustentação os aminoácidos são ingeridos, mas isso não garante qual será o destino deles; 3. Mioglobina x hemoglobina proteínas globulares Mioglobina o É uma proteína globular que tem um grupo prostético heme e é responsável por armazenar oxigênio nos tecidos de mamíferos; o Possui estrutura compacta; o É composta por 8 regiões alfa-hélice; o É uma estrutura terciária; Hemoglobina o É composta por 4 cadeias peptídicas (duas alfa e duas beta); o Sua função é transportar oxigênio; o É uma estrutura quaternária; o Possui 4 resíduos heme; o Faz ligação cooperativa: quando 1 molécula de oxigênio se liga na hemoglobina, as demais moléculas passam a possuir mais afinidade com o oxigênio a ligação a um oxigênio favorece a ligação a outros oxigênios; Isabela Valinho Abreu, 1º período 23 o Mudanças estruturais que acompanham a função da hemoglobina Influencia no efeito Bohr A hemoglobina se liga ao oxigênio e libera o H+; Quanto mais H+ o tecido tem, menos afinidade com o oxigênio a Hb tem; Os tecidos que precisam de mais oxigênio liberam mais H+; Efeito Bohr: os tecidos liberam H+ e diminuem a afinidade da Hb pelo oxigênio. Então a Hb passa perto de tecidos com alta atividade, eles liberam H+, diminuem essa finidade, ela libera o O2 e recebe o CO2; Pulmões Músculo metabolicamente ativo pH mais alto que tecidos metab. Ativos pH mais baixo devido à produção de H+ Hemoglobina se liga ao O2 Hemoglobina libera O2 Hemoglobina libera H+ Hemoglobina liga H+ Isabela Valinho Abreu, 1º período 24 4. Desnaturação Perda da estrutura tridimensional da proteína (secundária, terciária ou quaternária) forte o suficiente para causar a perda da função; Fatores que afetam o Temperatura Por isso febres são preocupantes podem causar desnaturação de proteínas, inclusive células de defesa; o pH Enzimas possuem um pH ótimo de funcionamento (ex: abacaxi no leite); o Radiação Muito utilizada para conservação de frutas e legumes; Inibe brotamento; Mata as bactérias e os fungos que causam a putrefação dos alimentos; o Substâncias químicas Ex: detergente, uréia; Pode ser reversível ou irreversível (perde forma e função); 5. Chaperonas O enovelamento de muitas proteínas precisa de chaperonas para funcionar; São um “guia” para algumas proteínas; Hsp70 e chaperoninas; Hsp70 protege contra a desnaturação pela temperatura Guia o enovelamento da proteína; Isabela Valinho Abreu, 1º período 25 Existem porque quando a proteína não consegue se dobrar corretamente, forma uma estrutura pegajosa forma agregados inativos, que podem perder a função e se tornar emaranhados e deposição o Fibras amilóides: Amiloidoses doenças causadas pelo mau dobramento das proteínas, e dependendo de onde se acumulam, ocorre a deposição, que desencadeia as doenças; Ex: dobramento do peptídeo beta amilóide principal do Alzheimer; 6. Amiloidoses Pode ser sistêmica pode ser vista em todo o corpo; Geralmente aparece por volta dos 65 anos; Isabela Valinho Abreu, 1º período 26 Sintomas: fadiga, rouquidão, inchaço, perda de peso e muitos morrem cerca de um ano após o diagnóstico; Órgãos mais afetados: rins e coração; 6.1. Alzheimer Cérebro retraído e menor; Mau dobramento das proteínas perda progressiva da função dos neurônios; Deposição de fibra amilóide nos neurônios; 6.2. Diabetes tipo II Deposição de peptídeos amilóides destruindo as células beta pancreáticas que liberam insulina; Deficiência da liberação de insulina; ENZIMAS 1. Definição São biocatalisadores, que diminuem a energia de ativação para que alguma reação aconteça; Possuem alta especificidade (específicas para o substrato); Possuem sítio ativo (local onde ocorre a reação com o substrato); Atuam no anabolismo (construção de biomoléculas) e no catabolismo (destruição de macromoléculas); Algumas reações do organismo aconteceriam sozinhas, mas levariam muito mais tempo e gastariam muito mais energia; Isabela Valinho Abreu, 1º período 27 Classificação: enzimas sempre possuem o sufixo “ase”, e pelo nome pode-se supor a função da proteína; É uma proteína globular com um pequeno sítio ativo onde se liga o substrato;2. Cofator e coenzima Algumas enzimas precisam de cofatores ou coenzimas; Ex: vitamina C é um cofator; Cofator pode ser: um metal, uma substância nutricional ou uma substância orgânica; o Se for uma substância orgânica, é chamada de coenzima; 3. Nomenclatura da enzima Isabela Valinho Abreu, 1º período 28 A parte protéica se chama apoenzina; A coenzima ou o cofator é chamado de grupo prostético; O conjunto proteína + cofator (enzima funcional) é chamado de holoenzima; 4. Catálise É a energia livre de ativação diminuição da energia necessária para o acontecimento da reação; 5. Modelo chave-fechadura Não se utiliza mais essa nomenclatura, porque se fosse realmente um modelo tão perfeito, a enzima não conseguiria se dissociar do substrato seria muito estável e gastaria muita anergia; Isabela Valinho Abreu, 1º período 29 O modelo aceito atualmente: encaixe induzido o A enzima é complementar ao estado de transição; o O substrato entra no sítio ativo e é transformado; o Quando ocorre a formação do produto, o substrato se solta da enzima; 6. Ordem global da reação É a velocidade de trabalho de enzima; Algumas possuem velocidade pré-determinada e outras não; Velocidade de ordem zero não depende da concentração dos reagentes; Exemplo clássico: metabolização do álcool o Não significa que quanto mais álcool, mais rápida a metabolização. Existe um limite enzima metaboliza na mesma velocidade. Os efeitos de embriaguez são causados pelo álcool não metabolizado; o Também acontece com alguns medicamentos, como o AAS; Existem alguns meios de “driblar” ingerir álcool e alimentos ao mesmo tempo diminui a absorção do álcool; vômito retira parte do álcool, o que pode ajudar; AULA 05 (11/03) – AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS III 7. Cinética enzimática Michaelis-Menten A enzima assume 3 conformações com o substrato: o Enzima + substrato complexo enzima-substrato enzima + produto; o A enzima, portanto, é regenerada no fim da reação; o O organismo não precisa sintetizar outra enzima para continuar transformando o substrato em produto; Isabela Valinho Abreu, 1º período 30 K1 + K2 é o tempo que leva para que o substrato se transforme em produto (tempo necessário para a enzima se ligar ao substrato, somado ao tempo necessário para o substrato se transformar em produto); Existem xenobióticos que se ligam à enzima ou ao complexo enzima-substrato e permite que a reação ocorra, porém diminui a velocidade; A velocidade da reação depende também da concentração do substrato o Não adianta ter várias enzimas se não houver substrato suficiente; o A velocidade básica da reação depende, então, da presença das enzimas e da concentração do substrato OBS: existe um platô. Pode haver muito substrato, mas se as enzimas estiverem saturadas, não vai ocorrer aproveitamento total; Cinética de saturação enzimática o que influencia a velocidade? o Concentração de substrato; o Tipo de enzima presente (interfere na ordem global da reação); o Temperatura toda enzima possui uma temperatura ótima de funcionamento e pode ser desnaturada em temperaturas mais altas; o pH toda enzima possui um pH ótimo de funcionamento; Isabela Valinho Abreu, 1º período 31 8. Poder catalítico das enzimas As enzimas reagem com os substratos extremamente específicos por meio de interações químicas; o A enzima possui um centro catalítico/ sítio ativo; o O substrato, pelo modelo de encaixe induzido, se agrega ao sítio ativo, se transforma e libera o produto; 8.1. Tipos de inibição enzimática Inibidores podem ser reversíveis ou irreversíveis; Vários medicamentos são inibidores enzimáticos; É necessário conhecer a enzima e o substrato para tentar impedir a reação; Ex: depressão uso de inibidores da MAO (inibidor da metabolização das catecolaminas) aumento da concentração de catecolaminas no organismo; 8.1.1. Irreversível Geralmente é quando acontece uma ligação covalente ligação muito forte e estável; A enzima se liga ao inibidor irreversível até o organismo metabolizar ambos; Também pode ser uma situação na qual a ligação demora muito para ser desfeita; 8.1.2. Reversível Competitivos o Inibidor competitivo (ou falso substrato); o Compete com o substrato pelo sítio ativo da enzima; o Vence quem estiver em maior concentração; Não competitivos o Inibidor que se liga em outro sítio da enzima que não o sítio ativo; o Quando ele se liga à enzima, ele altera a conformação do sítio ativo do substrato, o que impede que o substrato se ligue a ela (ex: se o sítio ativo era uma bolinha, torna-se um quadrado); Incompetititvos o Inibidor que se liga a outro local da enzima depois que o substrato se ligou ao sítio ativo e impede o funcionamento da enzima; o Ele não se solta da enzima ou demora a se soltar demora a produzir os produtos; Misto o Se liga tanto à enzima com substrato quanto à enzima pura; Alostérico o É o inibidor que se liga a outro lugar que não o sítio ativo da enzima; o Pode ser não competitivo, incompetitivo ou misto; o Existe o local específico da enzima ao qual ele se liga; Isabela Valinho Abreu, 1º período 32 8.1.3. Exemplos de inibição Organofosforados x ACHASE (acetilcolinesterase) o Inibição irreversível; o São “venenos”; o Organofosforados são encontrados em agrotóxicos, no chumbinho, etc; o Como pode ocorrer: Em algumas situações pode haver manejo incorreto dos agrotóxicos e contaminação da água; Falta de uso de EPI; Isabela Valinho Abreu, 1º período 33 o A contaminação por organofosforados é comum e geralmente assintomática no início; o ACHASE é a enzima responsável por degradas a acetilcolina (neurotransmissor do sistema nervoso autônomo parassimpático, que é o sistema responsável pela reserva de energia) Quando ocorre liberação de acetilconlina: Miose (pupila contraída); TGI com motilidade aumentada; Sem taquicardia; Resumidamente, a acetilcolina é resultado de um estado “tranquilo”; O papel da ACHASE: degradação de acetilcolina; As consequências do inibidor da ACHASE efeitos da acetilcolina exacerbados: Diarréia; Perda do controle da urina; Bradicardia; Baba (acetilcolina estimula a secreção de glândulas); o Intoxicação por chumbinho: baba, baixa freqüência respiratória, baixa frequência cardíaca, sem controle de urina e fezes Se a ingestão for de alto volume, a pessoa vomita e faz uma “autolavagem” perde o conteúdo do veneno e não morre; Se a ingestão for de baixo volume, a pessoa se intoxica e pode morrer; OBS: paciente intoxicado: Usar atropina; Usar regenerador da ACHASE (pralidoxima) regenera a ACHASE porque inibe o inibidor; Ciclo do HIV o O vírus se liga à célula e libera seu material genético; o A enzima transcriptase reversa transforma o DNA viral; o A enzima integrase faz com que o material genético viral entre no núcleo da célula; o É produzido o RNAm; o O RNAm sofre ação da enzima protease cliva as proteínas virais; o Ocorre a formação do vírion, que sai da célula com várias cópias do HIV; o Tratamento do paciente HIV positivo: Medicamentos inibidores enzimáticos (indinavir e nelinavir); Isabela Valinho Abreu, 1º período 34 O vírus consegue desenvolver outros processos e se tornar resistente aos medicamentos por isso não existe cura; OBS: o caso especial quefoi curado O paciente tinha leucemia; No tratamento de leucemia, ele perdeu todos os leucócitos, e precisou de transplante o doador dele, totalmente compatível, possuía leucócitos que não se ligam ao HIV (condição genética rara); Penicilinas o Antibióticos; o Exemplos: amoxicilina, benzilpenicilina (benzetacil); o Parede celular bacteriana: É formada por “tijolos” de D-Ala agregadas pela enzima transpeptidase no peptideoglicano; o Ação da penicilina: Liga-se à enzima transpeptidase, que se agrega à parede bacteriana formando “tijolos” com “poros”; São antibióticos bactericidas, porque matam a bactéria devido à fragilização da parede bacteriana; Penicilina é um falso substrato da transpeptidase; Isabela Valinho Abreu, 1º período 35 9. Enzimas como alvo farmacológico Exemplos já citados : MAO, ACHASE, HIV, Penicilinas; Para se tornarem alvos farmacológicos, é necessário conhecer a estrutura das enzimas; 10. Enzimas no exame de sangue Auxiliam no diagnóstico de algumas situações clínicas; OBS: o exame de sangue auxilia, mas não serve para diagnosticar ao certo; LDH (lactato desidrogenase) o Possui 2 formas diferentes (isoenzimas), que diferem apenas na composição de aminoácidos; LDH muscular esquelética e LDH cardíaca; o Aumento de LDH no exame de sangue lesão tecidual com liberação de LDH na corrente sanguínea; Avaliar se é a cardíaca ou músculo esquelética; Pode representar IAM; OBS: IAM o Várias enzimas aparecem em momentos diferentes; o Marcadores do infarto: LDH; CK-MB (creatina-cinase) aparece mais rápido e pode estar aumentada: 4 a 19%; Troponina-T; Troponina-I; Mioglobina; Isabela Valinho Abreu, 1º período 36 Exemplo: TGP e TGO (hepatograma) bebidas alcoólicas, medicamentos que alteram (ex: tretinoína = roacutan). Exemplo 2: LDH muscular lesão muscular (por isso alguns jogadores são poupados de alguns jogos). AULA 06 (18/03) – LIPÍDIOS I 1. Definição Compostos pouco solúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos como clorofórmio e acetona; OBS: alguns podem ser UM POUCO solúveis em água; 2. Classificação quanto à natureza química Cadeia aberta o Cabeças polares e longas caudas apolares (ex: ácidos graxos, triacilglicerol, esfingolipídeos, fosfoacilglicerol e glicolipídeos); Cadeia fechada ou cíclica o Esteróides (todos derivados do colesterol; 3. Principais características Armazenam reservas de energia em muitos organismos, seja em forma de ácidos graxos ou não; São constituintes importantes das membranas das células humanas e bacterianas; 4. Funções Reserva de energia; Combustível celular; Isolamento térmico; Proteção dos órgãos (gordura visceral); Isabela Valinho Abreu, 1º período 37 Impermeabilidade (ceras como a do ouvido); Gorduras e óleos principais formas de armazenamento de energia; Fosfolipídeos e esteróis elementos estruturais das membranas biológicas; Cofatores enzimáticos; Transportadores de elétrons; Pigmentos fotossensíveis; Âncoras hidrofóbicas para proteínas; Agentes emulsificantes no trato digestivo; Hormônios; Mensageiros intracelulares; 5. Principais fontes Margarinas; Aveia; Gergelim; Trigo integral; Óleo de canola; Óleo de peixes; Milho; Soja; Cevada; Centeio; Óleo de soja; 6. Classificação quanto à saturação Saturadas o Apenas ligações simples; o Fontes: alimentos de origem animal (carne, ovo, leite e derivados) e alimentos industrializados como biscoito e chocolate; Insaturadas o Possuem insaturações; o Fontes: óleos vegetais, margarina, abacate, castanha, coco e óleo de coco; 7. Importância e outras características Facilitam algumas reações químicas no organismo (cofator enzimático); Possuem densidade específica mais baixa do que a da água (bóiam); Hormônios sexuais são lipídeos; o OBS: esteróides anabolizantes precisam ser injetados no músculo para não causar embolia; Vitaminas lipossolúveis são A, D, E e K pode ocorrer avitaminose; Prostaglandinas são compostos lipídicos (mediadores gástricos); Podem ser complexos (apresentam fósforo e/ou nitrogênio e/ou enxofre): o Fosfolipídeos (membrana plasmática); o Esfingolipídeos (bainha de mielina); 8. Lipídeos de armazenamento Ácidos graxos São derivados de HC em estado de oxidação reduzido que pode se comparar com combustíveis fósseis (como o petróleo); Estrutura: 3 ácidos graxos ligados a 1 glicerol; Isabela Valinho Abreu, 1º período 38 São compostos anfipáticos uma extremidade polar e uma cauda apolar pode haver pequena solubilização em solventes polares; Geralmente, os ácidos graxos encontrados em organismos vivos possuem número par de carbonos e a cadeia não costuma ser ramificada; São ácidos carboxílicos cujas cadeias variam de 4 a 36 carbonos; Alguns possuem cadeia totalmente saturada e sem ramificações, enquanto poucos representantes podem ter alguns radicais metila e algumas insaturações; o A estrutura física permite tecer algumas informações sobre esses compostos (analisa- se à temperatura ambiente de aproximadamente 25ºC): OBS: o que determina o estado em temperatura ambiente é a porcentagem de ácidos graxos saturados e insaturados; 8.1. Saturados Presentes nas gorduras de origem animal (bacon, manteiga); Geralmente são sólidos à temperatura ambiente; Não fazem insaturações; 8.2. Insaturados Presentes nas gorduras de origem vegetal; Mais líquidos à temperatura ambiente; Óleo de soja, azeite, óleo de coco, óleo de girassol; Exceção: margarina passa por hidrogenação o Algumas ligações cis se tornam trans, as quais são fatores de risco para eventos cardiovasculares; Quando há mais de uma insaturação (poliinsaturado), geralmente elas não são adjacentes nem conjugadas pula-se pelo menos 3 carbonos; OBS: o problema da indústria o Geralmente, os ácidos graxos encontrados na natureza estão na configuração CIS; o Quando a indústria faz hidrogenação, acaba ocorrendo a ligação trans; o As ligações trans são riscos para problemas cardíacos; o O ácido graxo trans é encontrado naturalmente como produto da fermentação de animais leiteiros (alguns laticínios, portanto) mas o que faz mal é o EXCESSO! 8.2.1. Poli-insaturados (AGPIs) Exemplo: Omega-3 o Existem falsificações; o É vendido como suplemento alimentar são exigidos menos testes; o Dica: se for colocado no freezer e congelar, as cápsulas são ruins; Ômega é o último carbono da cadeia carbônica (nomenclatura) ômega-3 é o ácido com ligação dupla entre o carbono 3 e o 4; o Só existe até o 6; Isabela Valinho Abreu, 1º período 39 “Dieta do mediterrâneo” diminui a incidência de problemas cardiovasculares o Dieta rica em salada e óleo de peixe (não o próprio óleo, mas o peixe em si); o OBS: são peixes de água fria (salmão selvagem, por exemplo); Pode-se fazer suplementação de ômega-3 (a relação ideal entre o 3 e o 6 é ente 1:1 e 4:1) 8.3. Propriedades físicas dos ácidos graxos Fatores que interferem o Número de insaturações, comprimento e polaridade; A cadeia apolar é responsável pela baixa solubilidade em água; Quanto mais longa e menos insaturada, mais apolar; Isabela Valinho Abreu, 1º período 40 9. Triacilglicerois O glicerol é um composto simples que contém 3 grupamentos OH ligados por ligação de éster formando o triacilglicerol; É o lipídeo mais simples; São armazenados nos adipócitos (podem estar repletos ou com apenas algumas gotículas); Isabela Valinho Abreu, 1º período 41 OBS: explicação de como crianças obesas podem se tornar pessoas obesas teoricamente, os adipócitos, que só se multiplicam na infância, tornam-se aumentados nas crianças obesas, o que aumenta a tendência de armazenar triacilglicerol a lipoaspiração e a lipoenxertia são, respectivamente, a retirada de adipócitos de uma parte de corpo, e o enxerto em outro local; OBS 2: sementes em germinação possuem maior concentração de lípases (enzimas que metabolizam lipídeos) teoricamente, os ”brotos” ingeridos auxiliam na perda de peso, na nutrição e produção de nutrientes; 9.1. Triacilglicerol x polissacarídeos Vantagens de reservar energia em lipídeos e não carboidratos: o Lipídeos são mais calóricos é necessário queimar menos lipídeos para obter mais energia, ou seja, lipídeos são mais eficientes; o Polissacarídeos são muito hidrossolúveis, portanto, armazenam muita água, o que aumentaria o peso corporal demasiadamente; o Não é viável armazenar o glicogênio, porque o estoque dura apenas 1 dia, enquanto os triglicerídeos podem durar meses (em pessoas obesas); Triacilglicerol não é componente de membrana é armazenado no tecido adiposo; 9.2. Reação de saponificação Óleo usado (gordura/triglicerídeo) + base forte (forte agitação) sabão + glicerol; 10. Ácidos graxos trans Alimentos ricos em lipídeos que ficam muito tempo expostos ao oxigênio podem se tornar rançosos isso ocorre pela clivagem oxidativa das insaturações, que produz ácidos carboxílicos de cadeia curta (muito voláteis); Isabela Valinho Abreu, 1º período 42 Para diminuir a rancidez: hidrogenação parcial, que forma gorduras trans; Gorduras trans possuem a capacidade de aumentar o LDL e diminuir o HDL (por isso desencadeiam risco cardiovascular); Alguns países limitam a quantidade de ácidos graxos trans nos alimentos; AULA 07 (08/04) – LIPÍDIOS II 1. Ceras São ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados com cadeia longa; Podem apresentar o grupamento álcool na cadeia (exceto glicerol); Possuem ponto de fusão entre 60 e 100 ºC; 2. Graxas Propriedades impermeabilizantes e consistência firme; Cobertura protetora de plantas e animais; Exemplos: lanolina (lã de cordeiro), cera de abelha, cera de carnaúba (palmeira brasileira), cera de óleo de cachalote utilizados em loções, cosméticos, pomadas e polidores; 3. Lipídeos estruturais em membranas A bicamada lipídica faz com que as membranas sejam seletivas; OBS: importante, inclusive, no manejo de medicamentos; Lipídeos de membrana: o Glicerofosfolipídeos 1 glicerol, 2 ácidos graxos, 1 grupo fosfato e 1 álcool; Principal componente lipídico das membranas biológicas; Podem ter carga, o que interfere nas interações dependendo da carga, possui um nome diferente; o Galactolipídeos o Tetraéter em arqueia o Esfingolipídeos 1 esfingosina, 1 ácido graxo, 1 fosfato e colina; OBS: alguns suplementos energéticos possuem colina em sua composição o princípio é o aumento dos esfingolipídeos, que compõem a bainha de mielina aumenta o estado de atenção porque isola os neurônios (faz com que o impulso nervoso ocorra mais rápido). Não é comprovado; Possuem uma cabeça polar e uma cauda apolar; Existem ceramidas e esfingomielinas: Ceramidas mais simples ácido graxo ligado em amino esfingosina; Isabela Valinho Abreu, 1º período 43 Esfingomielinas anfipáticas e ocorrem nas membranas celulares do SNC; Podem ter sítios de reconhecimento biológico ex: mecanismos para inibir vírus; As porções de carboidrato de esfingolipídeos definem que tipo de sangue os indivíduos podem receber; o Glicoesfingolipídeos Ocorrem amplamente na face externa das membranas plasmáticas; Possuem grupos-cabeça com um ou mais açúcares; Não contêm fosfato; Cerebrosídeos possuem um único açúcar ligado à ceramida. Os que possuem galactose são encontrados nas membranas plasmáticas em tecido neural e os que possuem glicose, nas membranas plasmáticas em tecidos não neurais; o Esteróis o Gangliosídeos Glicerofosfolipídeos 3.1. Colesterol É um lipídeo estrutural presente na maior parte das membranas; A partir de sua estrutura, é possível produzir vários hormônios e sintetizar diversos medicamentos; Isabela Valinho Abreu, 1º período 44 É um núcleo esteróide com 4 anéis fundidos; É precursor da aldosterona, do cortisol, do estradiol e da testosterona; o Sem ingestão suficiente de colesterol, não há a produção de hormônios ex: em anorexia, a mulher pode parar de menstruar pela falta dos hormônios. Já os homens em anorexia, podem inibir a produção de testosterona; o O papel da aldosterona é retenção hídrica (por meio do acúmulo de sódio); o O cortisol atua na modulação do sistema imune e na mobilização das gorduras (pode fazer a redistribuição da gordura corporal); o OBS: indivíduos que fazem uso de testosterona exógena costumam utilizar também inibidores de aromatase (ex: anastrosol), porque a aromatase é a enzima responsável por catalisar a testosterona em estradiol, o que causa efeitos adversos; Precursor de todos os lipídeos esteróides; OBS: TRANSPORTE DE COLESTEROL o É transportado por meio das lipoproteínas transportadoras (LDL, HDL, quilomícrons e VLDL): São moléculas protéicas esféricas que transportam o colesterol internamente. Externamente, são revestidas por proteínas para que possam atravessar a corrente sanguínea e passar por vários órgãos com mais eficiência; o Vitamina D Hormônio derivado do colesterol; É importante o banho de sol pela manhã sem filtro solar; Isabela Valinho Abreu, 1º período 45 Suplementação: pode ser 7-desidrocolesterol (que precisa do sol) ou diretamente o colecalciferol associado ou não ao calcitriol (pode ser usado em indivíduos albinos); Vitamina D é essencial para o sistema imune A baixa de vitamina D enfraquece o sistema imune nesse sentido, a suplementação só é efetiva se os níveis estiverem baixos; A baixa de vitamina D pode, inclusive, aumentar a cólica menstrual; o Ácidos biliares Fazem a emulsificação das gorduras da dieta para torná-las mais acessíveis às gorduras digestivas; São armazenados na vesícula biliar; OBS: em pacientes sem vesícula: os sais biliares são produzidos normalmente, mas não são armazenados. No entanto, principalmente no início, o paciente pode apresentar diarréia gordurosa (esteatorréia); o Lipídios como sinalizadores, cofatores ou pigmentos Exemplo: quando a criança come muito mamão, cenoura, abóbora... aspecto amarelado na pele os pigmentos são lipídicos não faz mal se não for em excesso; Sinalizadores do tráfego metabólico (papel ativo); Hormônios ex: vitD; o Vitaminas Vitaminas A, D, E e K são lipossolúveis; É necessário ingerir junto com refeições grandes (ex: almoço); Só são absorvidas pelo organismo se houver lipídeos suficientes; OBS: medicamento Orlistat (Xenical) inibe a enzima responsável por quebrar a gordura até triacilglicerol para que seja absorvida indivíduo apresenta esteatorréia (diarréia com placas de gordura). É necessário recomendar ao paciente que use fralda ou absorvente na altura do ânus, porque a gordura pode escorrer. O uso desse medicamento implica a avitaminose, portanto, deve-se indicar ao paciente a suplementação vitamínica; VitA fornece o pigmento fotossensívelaos olhos e é regulador da expressão gênica durante o crescimento das células epiteliais; VitE proteção dos lipídeos de membrana e controle do dano oxidativo; VitK coagulação sanguínea; Ubiquinona (Conenzima Q10) transportador lipofílico em reações de oxirredução (disposição); Isabela Valinho Abreu, 1º período 46 AULA 10 (06/05) – SÍNTESE DO COLESTEROL A partir do conhecimento da síntese do colesterol, é possível elaborar fármacos para o tratamento de pacientes com hipercolesterolemia; A maior parte dos ácidos graxos produzidos no organismo possui destinos pré-determinados: o Incorporação de triacilgliceróis para o armazenamento de energia metabólica (a famosa pochete) utilizado em atividades de alta intensidade ou baixa intensidade por tempo prolongado; o Incorporação como componente fosfolipídico das membranas; 1. Colesterol Tem correlação com doenças cardiovasculares em EXCESSO; Molécula essencial em vários animais: o Estrutura das membranas; o Precursor dos hormônios esteróides; o Precursor dos ácidos biliares; OBS: não precisa estar presente em dietas de mamíferos, porque eles próprios podem sintetizá-lo a partir de moléculas mais simples (lipídeos); 1.1. Estrutura 27 átomos de carbono fornecidos por um único precursor: acetato; 2. Síntese do colesterol Condensação das 3 unidades de acetato mevalonato; Conversão do mevalonato isopreno ativado; Polimerização do isopreno ativado esqualeno; Ciclização do esqualeno colesterol; Isabela Valinho Abreu, 1º período 47 2.1. Estágio 1: síntese do mevalonato a partir do acetato Mais importante farmacologicamente; HMG-CoA é a enzima que limita a velocidade de síntese do colesterol; o Se estiver funcionando mais rápido, mais colesterol é produzido; o Se estiver funcionando mais devagar ou inibida, menos colesterol é produzido; o Alimentação reduz a atividade da enzima; o HISTATINAS Possuem horário específico; As que possuem meia-vida longa podem ser administradas em qualquer horário, mas as que possuem meia-vida curta precisam ser administradas durante a noite, porque normalmente é o maior período de jejum do indivíduo; Explicando o funcionamento de histatinas de meia-vida curta como a Sinvastatina: a alimentação inibe a ação da enzima HMG-CoA porque, ao invés de precisar sintetizar colesterol por essa via, o organismo está sintetizando por outra via. Dessa forma, o momento de Jejum é o período de maior atividade da enzima HGM-CoA, que segue em intensa atividade. Como, normalmente, os pacientes tendem a manter mais tempo de jejum durante a noite (porque estão dormindo), é o horário correto para inibir o funcionamento da enzima e, consequentemente, a produção de colesterol. Dessa forma, TOMAR SINVASTATINA DE MANHÃ E NÃO À NOITE É JOGAR DINHEIRO FORA. Atenção ao horário de sono do paciente. 2.2. Estágio 4 Estágio final da síntese do colesterol; O esqualeno se fecha; Nos fungos, se transforma em ergosterol forma a parede celular fúngica o Os medicamentos azois (cetoconazol, miconazol, fluconazol) fungicidas matam o fungo porque impedem a produção do ergosterol. Isabela Valinho Abreu, 1º período 48 3. Destinos do colesterol Uma pequena fração é incorporada na membrana dos hepatócitos; Outra fração se transforma em ésteres de colesterol por meio da enzima ACAT; Outra se torna ácido biliar; Também se transforma em colesterol biliar; É precursor: síntese de membranas, produção de hormônios esteróides, produção de VitD; ACAT o Enzima acil-CoA-colesterol aciltransferase; o Catalisa a transferência de um ácido graxo da coenzima A para um grupo hidroxil do colesterol converte o colesterol em uma forma mais hidrofóbica, o que previne que ele entre nas membranas; 4. Transporte do colesterol O sangue é aquoso e o colesterol é uma molécula extremamente hidrofóbica. Por isso, ele não pode transitar livremente pelo sangue; O transporte de colesterol ocorre por meio das lipoproteínas macromoléculas compostas por proteínas transportadoras que possuem composições diferentes de éster, glicerol e triacilglicerol internamente (por isso existem lipoproteínas de densidades diferentes): o LDL low density protein (lipoproteína de baixa densidade % maior de lipídeos do que de gorduras) o HDL high density lipoprotein (lipoproteína de alta densidade % maior de proteínas do que de lipídeos); o VLDL very low density lipoprotein (lipoproteína de baixíssima densidade % muito maior de lipídeos do que de gorduras) Isabela Valinho Abreu, 1º período 49 Apolipoproteínas ou apo o Combinam proteínas e lipídeos e fazem o transporte do colesterol no organismo; Quilomícrons o Transportam principalmente o colesterol (triacilglicerol) advindo da dieta do intestino até os demais tecidos; o Passeiam através do sistema linfático; o É composto por apoB-48, apo-E e apoC-II; É importante saber quais tipos de APO existem em cada molécula, porque assim, pode-se traçar estratégias que controlem receptores. Se ocorresse o bloqueio dos receptores, não haveria a reação; Isabela Valinho Abreu, 1º período 50 o Ainda não existe medicamento com esse fim; o É uma doença moderna desencadeada pelo desenvolvimento; 4.1. Na corrente sanguínea Todos os transportadores de colesterol andam juntos na corrente sanguínea; Quilomícron, VLDL e LDL são redondos e são os maiores; HDL é o menor de todos e possui forma de disco; O endotélio vascular está em contato direto com a corrente sanguínea, então algumas células endoteliais podem ser lesionadas; o As lipoproteínas, então, conseguem atravessar as células do endotélio e se acumular por trás delas; o OBS: o LDL entra com facilidade, o HDL sai com facilidade; o O LDL fica preso nessas regiões e começa a liberar mediadores inflamatórios, que atraem os monócitos por quimiotaxia, que se transformam em macrófagos e começam a fagocitar esses LDL’s; o Chega a um ponto em que os macrófagos não conseguem maus fagocitar essas lipoproteínas e se tornam células espumosas (ou esponjosas); O HDL, então, que passa livremente, chega ao macrófago (que se tornou célula espumosa) e começa a fazer o transporte reverso do colesterol (retira colesterol para metabolizá-lo no fígado (em trabalho de formiguinha, porque ele é pequeno); Indivíduos com colesterol alto que não mudam o estilo da vida, por mais que usem medicamentos, continuam aumentando o número e o volume de células espumosas, o que diminui a luz do vaso; As células musculares também se diferenciam e se misturam aos macrófagos, apertando a luz do vaso inflamação localizada (então todas as células de defesa se transportam para lá, para tentar combater a inflamação); As células existentes fazem apoptose e são endocitadas por mais macrófagos, o que faz com que continuem a infiltração e o acúmulo de placas gordurosas (placas de ateroma) chega um momento em que tudo se fecha; OBS: o infiltrado (placa de ateroma) é vascularizado por capilares sanguíneos causa pequenos sangramentos, o que atrai plaquetas, que tentam conter o vazamento com redes de fibrina trombose infarto; Tudo isso pode ser “medido” por exames de sangue. Também existem exames para analisar o nível de entupimento dos vasos; Stent “mola” que é implantada no endotélio e força a abertura da luz dos vasos; 4.2. Transporte do colesterol ingerido (que vem do triacilglicerol) via exógena Os quilomícrons são lipoproteínas com alta proporção de triacilglicerol; São os maiores transportadores de colesterol, compostos por apoB-48, apo-E e apoC-II; Fazem o transporte dos triglicerídeos vindos da dieta; Os quilomícrons são produzidos a partir do retículo endoplasmático dos enterócitos (células endoteliais que recobrem o intestino delgado), se movem por meio do sistema linfático e entram na corrente sanguínea através da veia subclávia esquerda; o A apoC-II ativa a lipase lipoproteica presente nos capilares do tecido adiposo do coração, do músculo esquelético e da glândula mamária em lactação; Por que atividade física é bom para diminuir o colesterol? Isabela Valinho Abreu, 1º período 51 o Porque se houver mais tecido muscular na musculatura esquelética, haverá mais quilomícrons se encaminhando para lá, o que diminui os quilomícrons que iriam para o coração musculação diminui o colesterol; Os ácidos graxos da dieta para os tecidos: o No músculo e no coração são consumidos em forma de energia; o No tecido adiposo fica disponível para ser consumido em forma de energia; Após depositar os ácidos graxos nesses tecidos, os quilomícrons se movem da corrente sanguínea até o fígado, que tem receptores de apo-E que o degradam; Então, basicamente, o caminho do quilomícron é: retículo endoplasmático dos enterócitos sistema linfático veia subclávia esquerda corrente sanguínea (ativação da lipase lipoproteica do tecido adiposo, do coração, do músculo esquelético e da glândula mamária em lactação a lipase tira todo o ácido graxo dos quilomícrons e o coloca nos tecidos os ácidos graxos se tornam disponíveis para serem utilizados como fonte de energia) o quilomícron (sem ácido graxo) continua migrando através da corrente sanguínea fígado (no fígado é degradado pelos receptores da apo-E; Isabela Valinho Abreu, 1º período 52 O que acontece quando o colesterol está em quantidade acima da necessária: o No fígado, os ácidos graxos em excesso são esterificados (convertidos em triacilglicerol ou ésteres de colesterol) e empacotados em VLDL (lipoproteínas de densidade muito baixa excesso de gordura e pouca proteína); o O excesso de carboidratos da dieta também pode ser transformado em triacilglicerol e empacotado em VLDL; o O VLDL é composto por apoB-100, apoC-I e CII e apo-E; o Esse VLDL é transportado pelo sangue do fígado até o músculo, o tecido adiposo e as glândulas suprarrenais (por meio do LDL); o Nesses locais, a apo ativa uma enzima (lipase lipoproteica) que começa a diminuir a concentração dos triacilglicerois de dentro do VLDL, captando-os para os tecidos, e o VLDL torna-se IDL e, posteriormente, LDL; No tecido adiposo: os adipócitos captam os triacilglicerois e o armazenam; No tecido muscular esquelético: os miócitos oxidam os ácidos graxos para obter energia e, se houver excesso, também causará acúmulo (serão armazenados); Também há influência dos hormônios. Em período pós-prandial (insulina alta), por exemplo, a VLDL atuará principalmente para transportar os ácidos graxos da dieta para o tecido adiposo. Já no estado de jejum ou em grandes períodos entre as refeições, os ácidos graxos utilizados para produzir VLDL no fígado são originários do tecido adiposo; Nesse sentido, a atividade física possui maior impacto do que a dieta na redução dos níveis de colesterol; 4.3. Transporte do colesterol (a partir do fígado) Fígado (ácidos graxos passam por esterificação e são empacotados em VLDL) corrente sanguínea (transporte do VLDL) tecido muscular, tecido adiposo ou glândulas suprarrenais (ativação da lipase lipoproteica que capta os triacilglicerois e catalisa a transição VLDL IDL LDL) o Tecido adiposo captação dos triacilglicerois pelos adipócitos (ficam armazenados); o Tecido muscular oxidação dos triacilglicerois para obter energia/ acúmulo (excesso); LDL (entrega o colesterol aos) macrófagos às vezes não conseguem dar vazão, fagocitam LDL indiscriminadamente tornam-se células espumosas apoptose placas de ateroma; LDL não captada (cheia de colesterol) (retorna para o) fígado (é incorporada nas) membranas colesterol convertido em ácidos biliares e reesterificado (armazenado em forma de gotículas) por meio da enzima ACAT (causa esteatose hepática: gordura no fígado); o Esteatose pode evoluir para cirrose; o Esteatose pode ser tratada com metformina, mas a atividade física e a boa alimentação são mais recomendados se o paciente tiver possibilidade. o O aumento do colesterol por causas medicamentosas (uso de tretinoína ou interferon, por exemplo) não pode ser tratado por atividade física. A solução é cessar o uso do medicamento; 5. Hipercolesterolemia familiar É diferente de colesterol alto por hábitos alimentares da família! O receptor apoB-100 é endocitado, o LDL é separado do receptor e depois o receptor retorna para repetir o processo com outras moléculas (OBS: o receptor é produzido pelo retículo); Na hipercolesterolemia familiar, o receptor não é produzido ocorre o acúmulo de colesterol mesmo se o paciente fizer dieta, visto que o receptor não será endocitado; o Ocorre desde a infância criança (aproximadamente 3 anos) com colesterol absurdamente alto; Então, hipercolesterolemia FAMILIAR é uma deficiência no receptor de LDL! Isabela Valinho Abreu, 1º período 53 6. Regulação Etapa limitante: HMG-CoA inibida pelas histatinas; Pode ser regulada por insulina e glucagon o Insulina alta e glucagon baixo (pós refeição) VLDL transporta lipídeos da dieta para o tecido adiposo; o Insulina baixa e glucagon alto VLDL transporta lipídeos do tecido adiposo para o metabolismo (vai para o fígado para ser metabolizado e produzir energia); Isabela Valinho Abreu, 1º período 54 OBS: a formação da placa de ateroma não é na luz do vaso, mas abaixo das células endoteliais. HDL é necessário para fazer a “limpeza” do endotélio. Mas o HDL extremamente alto (acima de 90 ou 100) pode causar pancreatite O aumento do HDL é causado pela ingestão de gorduras boas (azeite, abacate, gema); 7. Biossíntese de triacilglicerois Triacilglicerol é o glicerol que preenche as apolipoproteínas; Formação dos triacilglicerois: o 2 moléculas de acil-CoA graxo + glicerol-3-fosfato ácido fosfatídico; o Ácido fosfatídico desfosforilação diacilglicerol; o Diacilglicerol + acil-CoA graxo (acilação) triacilglicerol; o OBS: isso ocorre mesmo durante o jejum prolongado. A síntese e a degradação dos triacilglicerois são controladas por hormônios; 8. Hormônios sintéticos São utilizados como medicamentos; Efeitos “bons”: o Aumentam a capacidade do organismo de incorporar proteína extra em grande quantidade no músculo, o que aumenta o tamanho do músculo e a força muscular; o Aumentam a contagem de células vermelhas no sangue maior concentração de oxigênio nos tecidos melhora no desempenho dopping; o Aumentam o metabolismo basal (metabolismo mínimo dos processos vitais); o Diminuem a quebra e a perda de proteína; o Melhoram a confiança e a autoestima; o Aumentam a tolerância à dor podem causar lesão; Efeitos adversos: o Atrofiam os testículos; o Aumentam o clitóris; o Amarelam a pele e os olhos; o Causam arritmia cardíaca e aumento da P.A.; o Câimbras; Isabela Valinho Abreu, 1º período 55 o Calvície e hirsutismo; o Hálito forte; o Acne; o Manchas na pele; o Dano irreversível ao feto em mulheres grávidas; o Pele oleosa na mulher; o Sangramentos no nariz; o Câncer hepático; o Esterilidade; o Insônia; o Náusea e vômitos freqüentes;o Morte; Podem ser prescritos; A partir dos 25 anos, começa a haver perda hormonal (metabolismo mais lento); Atenção: não se deve fazer uso de anticoncepcional oral e hormônios (testosterona) intramusculares; 9. Classificação dos lipídeos Simples ou ternários Complexos ou compostos Precursores ou derivados 9.1. Simples Possuem apenas CHO; São ésteres de ácidos graxos com algum tipo de álcool; Glicerídeos, cerídeos, óleos, gorduras, ceras; O veneno de cobra tem a enzima fosfolipase A2 (PLA2), que degrada os fosfolipídeos de membrana por isso causa uma quebra tão grande; Membranas biológicas o Formadas por fosfolipídeos; o São barreiras que filtram a entrada e a saída de substâncias da célula; o Possuem proteínas transmembrana, proteínas acopladas, cadeias de oligossacarídeos (sítios de reconhecimento de fármacos e outras substâncias endógenas e exógenas); o Micelas: parte externa hidrofílica e interna hidrofóbica Medicamentos: emulsões SABOR! o Distribuição de lipídeos em membranas as vesículas de transporte precisam ter a mesma estrutura da membrana; o Proteínas de membrana vários medicamentos se ligam a elas. Podem ser transmembrana ou se localizar em apenas uma superfície da membrana; o Dinâmica da membrana: é flexível; o Toxina botulínica (botox) deve ser usada de forma preventiva, porque a toxina botulínica paralisa o músculo para evitar as rugas de expressão impede a fusão da acetilcolina na membrana interna (a acetilcolina faria a transmissão do impulso nervoso para promover a contração do músculo); o Transporte através das membranas: ativo, passivo, difusão simples, difusão facilitada e canais iônicos; Canal iônio de comporta única, canal iônico de canal inativo ou dupla comporta; Bomba de prótons: MDR1(glicoproteína P) atrapalha principalmente o tratamento com fármacos usados na quimioterapia do câncer O medicamento entra e ela joga o medicamento para fora não é possível atingir a concentração adequada de medicamento na célula; Isabela Valinho Abreu, 1º período 56 Ainda não existem inibidores dessa bomba; Algumas bactérias também possuem essa bomba; AULA 11 (27/05) CARBOIDRATOS 1. Considerações gerais São as biomoléculas mais abundantes na terra; Alguns carboidratos são os principais elementos da dieta em muitas partes do mundo, e sua oxidação é a principal via de produção de energia na maioria das células não fotossintéticas; São facilmente encontrados e de baixo custo; Polímeros de carboidratos são a principal via energética nos humanos; Outros polímeros de carboidratos lubrificam as articulações e auxiliam no reconhecimento e na adesão intercelular; Polímeros de carboidratos complexos covalentemente ligados a proteínas ou lipídios atuam como sinalizadores celulares (glicoconjugados); 2. Definição e abundância Nem todos os açúcares (carboidratos) são doces; Diabéticos não podem usar NENHUM tipo de açúcar, inclusive mel, xilitol, etc; Lactose é adocicada; Definição bioquímica: Compostos aldeídicos ou cetônicos com múltiplas hidroxilas fazem muitas pontes de hidrogênio e são muito solúveis em água; Carboidratos: Cn(H2O)n fórmula empírica, mas alguns ainda podem conter fósforo, nitrogênio e enxofre; Valor energético – quantidade de energia liberada pelo alimento; Isabela Valinho Abreu, 1º período 57 3. Classificação geral Monossacarídeos o Função Estrutural (pentoses Ribose e Desoxirribose) Energética (hexoses glicose, frutose, galactose) Oligossacarídeos o Cadeias curtas ou resíduos de monossacarídeos ligados por ligações glicosídicas; o Os mais abundantes são os dissacarídeos; o O mais comum é o açúcar da cana, que associa sacarose a frutose; Polissacarídeos o Cadeias muito longas de monossacarídeos (mais de 20 unidades); o Exemplo: celulose (presente no papel - glicose), glicogênio (glicose) a diferença é apenas a configuração estereoquímica; 4. Considerações gerais O monossacarídeo mais abundante na natureza é a glicose, também chamada de dextrose; A glicose é o principal açúcar do sague. Em pacientes com hipoglicemia, pode-se administrar por via intravenosa; OBS: correlação entre diabetes e Alzheimer o O cérebro utiliza apenas glicose como combustível. Pacientes diabéticos possuem um problema na absorção de glicose. Ao longo dos anos, pode ser que a falta de glicose cause a morte neuronal Alzheimer; Alguns órgãos utilizam glicose como combustível único não possuem ou possuem poucas mitocôndrias obtêm energia pela glicólise. o Cérebro adulto – 120g de glicose por dia o Hemácias Isabela Valinho Abreu, 1º período 58 o Córnea, cristalino e retina; o Medula renal, testículos e fibras musculares brancas; 5. Glicose x sangue A média estimada de glicose no sangue é obtida pelo exame de glicemia capilar o O cortisol (hormônio do estresse) pode aumentar a glicemia mesmo em jejum, por outras vias que não a alimentação; o Esse valor não serve como diagnóstico para diabetes. Pode ser “mascarado”, porque reflete a alimentação do paciente das últimas 24h, no máximo; Já o exame de hemoglobina glicada reflete a concentração de glicose dos últimos 120 dias o Existem transportadores na membrana da hemoglobina que equilibram a concentração de glicose intracelular e a glicose plasmática; o Como a Hb fica exposta diretamente à glicose, ela está sujeita a toda a glicose sanguínea do paciente; o Após a glicação de uma hemoglobina, ela não pode mais ser dissociada da glicose; o A glicação também forma produtos que fazem reações cruzadas com proteínas, as quais geram danos, a longo prazo, aos rins, à retina e ao sistema cardiovascular; Por isso, uma consequência muito comum da diabetes não tratada é a lesão renal o paciente se torna paciente renal crônico; Diabetes não tratada também causa outros sofrimentos hemodiálise, cegueira, AVC (HbG e açúcar em excesso ativam fatores da cascata de coagulação, deixando o sangue mais viscoso) 6. Monossacarídeos Monossacarídeos são os carboitratos mais simples; Glicose é um monossacarídeo; Isabela Valinho Abreu, 1º período 59 o A concentração ideal de glicose é abaixo de 90; São incolores e plenamente solúveis em água, mas insolúveis em solventes apolares; A temperatura influencia no poder de dissolução quanto mais quente, mais fácil o açúcar solubiliza (aumenta o coeficiente de solubilização); A maioria possui sabor adocicado; A quantidade de carbonos de uma molécula determina o nome(ex: tetrose, pentose, hexose,..) o Hexoses são as mais abundantes na natureza; o Ribose e desoxirribose são pentoses; Podem ser aldoses ou cetoses, de acordo com a localização do grupamento OH; o Aldose extremidades (carbono terminal); o Cetose “meio”; 7. Estereoquímica Precisa haver um carbono quiral para que as imagens sejam especulares e não sobrepostas; Desenho Epímeros são açúcares que diferem apenas na configuração de um carbono; o Possuem funções diferentes; Número de centros quirais é representado por 2n (n é o número de estereoisômeros teóricos); A formação de estruturas em anel é resultado de uma reação geral entra alcoóis e aldeídos ou cetonas para formar derivados: hemicetais (de cetonas) ou hemiacetais (de aldeídos); Isabela Valinho Abreu, 1º período 60 O álcool pode ser adicionado de maneiras diferentes, o que muda a conformação (alfa e beta); Os compostos com anéis de 6 membros são piranoses e com 5 membros são furanoses; 8. Derivados
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