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Macromoléculas Objetivos • Estudar a estrutura das macromoléculas — proteínas, carboidratos e lipídios. • Conhecer a função das macromoléculas e sua classificação. • Compreender a ingestão e absorção das macromoléculas. • Entender a anatomia e histologia dos órgãos acessórios. Biomoléculas Muitas moléculas presentes nas células são grandes, ou seja, macromoléculas. As macromoléculas são polímeros: moléculas grandes, complexas, formadas pela repetição de moléculas simples e pequenas, que são denominadas de unidades fundamentais. • As macromoléculas são ligadas entre si covalentemente (átomos compartilham os elétrons entre si e se tornam mais estáveis), de forma sequencial e ordenada. As ligações covalentes entre as unidades fundamentais são formadas a partir de uma reação de condensação (eliminação de uma molécula de água), ou seja, acompanhada de uma reação de desidratação. Dessa forma, as unidades fundamentais ligadas covalentemente no polímero não estão mais íntegras, e passam a ser denominadas resíduos. O processo inverso, ou seja, a quebra da ligação covalente entre as unidades fundamentais de um polímero é denominada hidrólise. Essa reação é importante para os organismos vivos, pois é a base do processo da digestão. • O polímero apresenta polaridade. Proteínas São macromoléculas muito versáteis. Apresentam uma grande variedade em termos de arquitetura molecular. Podem ser: 1. Hidrofílicas — globulares: exercem funções mais dinâmicas, por conta da estrutura mais compacta e globular. • Hemoglobina (transporte de gases) e imunoglobulinas (anticorpos). 2. Hidrofóbicas — fibrosas: exercem funções de natureza estrutural, por serem insolúveis em água e muito resistentes, com estrutura fibrilar, na forma de um cordão. • Colágeno (formação de tecidos) e queratina. As proteínas são formadas por aminoácidos, que são formados por um grupo amina e um grupo carboxila, ambos ligados ao mesmo carbono alfa + um átomo de hidrogênio. • Um polímero de aminoácidos = uma proteína. Possui níveis de organização: visitar em “estruturas proteicas”. Substância mais abundante em uma célula. • Estruturais: que formam o citoesqueleto. Ex: filamentos intermediários, microtúbulos e microfilamentos. • Funcionais: catalisam reações químicas intracelulares específicas (metabolismo celular). As proteínas podem estar associadas à bicamada lipídica como: 1. Proteínas periféricas: na superfície da membrana celular. 2. Proteínas integrais: inseridas dentro da bicamada. LARA MELO – ITPAC Palmas Lipídios São moléculas de reserva, como constituintes das membranas celulares (formam membranas) ****e vitaminas lipossolúveis. Além de exercerem o papel dos hormônios. É caracterizado pela baixa solubilidade em água. São moléculas hidrofóbicas ou apolares, mas apresentam solubilidade em solventes orgânicos, como o clorofórmio e o benzeno. • O conceito de polímeros não se aplicam a lipídios, pois eles não são constituídos por repetições de unidade fundamentais comuns. A maioria dos lipídios apresenta um ou mais ácidos graxos em sua estrutura. Podem ocorrer combinados com outras biomoléculas: 1. Glicolipídios: carboidratos e lipídeos. 2. Lipoproteínas: lipídios e proteínas. Ácidos graxos A forma mais simples de lipídios, encontrada principalmente no plasma. • Liberam energia para as células, após passar por uma série de reações Contribuem para o comportamento apolar dos lipídios. Podem ser: 1. Saturados: apresentam somente ligações simples. 2. Insaturados: apresentam uma ou mais ligações duplas. 3. Polisaturados: apresentam mais de uma ligação dupla. Principais classes de lipídios Os ácidos graxos são raramente livres na natureza, mas se apresentam combinados com outras moléculas, que determinam as diferentes classes de lipídios presentes. Triglicerídios — TAGs A forma de armazenamento dos lipídios, encontrada no tecido adiposo. São os lipídeos denominados de óleos e gorduras neutras. • São formados da esterificação de 3 ácidos graxos ao álcool glicerol. A gordura armazenada nos adipócitos representa a principal reserva de nutrientes energéticos do corpo, que pode ser usada para fornecer energia, conforme necessário. São lipídios não polares neutros — que não apresentam carga no pH fisiológico, isto é, pH 7,0. Ceras Armazena energia nos organismos do plânctons e serve como uma camada impermeabilizante nas penas da avez. Fosfoacilgliceróis — FAGs Classe dos lipídios das membranas em todas as células. Apresentam um grupo fosfato na sua estrutura, ou seja, são fosfolipídios. São os principais componentes das membranas celulares e formam a bicamada lipídica. Esfingolipídios São componentes das membranas celulares, sendo particularmente abundantes nas membranas do sistema nervoso. • São importantes como determinantes dos diferentes grupos sanguíneos do sistema ABO. Esteroides Possuem três anéis esteroide com seis átomos de carbono e um anel com cinco átomos de carbono. Exemplo: colesterol. É altamente hidrofóbico e, junto com os fosfolipídios, é usado como LARA MELO – ITPAC Palmas barreira que separa os diferentes compartimentos da célula e ajuda a regular fluidez da membrana. • É um precursor de hormônios esteroides sexuais, do córtex da adrenal, dos ácidos biliares, da vitamina lipossolúvel (D), importante para o metabolismo ósseo. Lipídeos e prostaglandinas Derivado dos ácidos graxos. Participa no controle da pressão sanguínea, da estimulação da contração do músculo liso e na indução da resposta inflamatória. Carboidratos Também chamados de hidratos de carbono. Possui a principal função de nutrição da célula e fonte de energia química para geração do ATP necessário para a realização das reações metabólicas. Poucos carboidratos são utilizados para a formação de unidades estruturais. Como a desoxirribose, um tipo de açúcar que é a unidade formadora do ácido desoxirribonucleico (DNA), a molécula que carrega a informação genética hereditária. Os carbonos estão ligados a uma hidroxila (um átomo de hidrogênio e um de oxigênio). • Contêm uma molécula de água para cada átomo de carbono. • Tendem a ser hidrofílicos, a não ser quando polimerizados. Incluem os açúcares, o glicogênio, os amidos e a celulose. Apresentam 2 a 3% da massa corporal total. A glicose, o principal carboidrato do corpo, constitui a base do metabolismo energético. Classificação dos carboidratos Monossacarídio Contém de 3 a 7 átomos de carbono. • Os carboidratos com 3 carbonos são chamados de trioses, e com 4, tetroses; e pentoses com 5 carbonos. As células do corpo clivam a hexose glicose para produzir ATP. • São os monômeros utilizados para a formação dos carboidratos. Dissacarídio É uma molécula formada pela combinação de dois monossacarídios por intermédio de uma síntese por desidratação. Por exemplo, moléculas dos monossacarídios glicose e frutose se combinam para formar uma molécula do dissacarídio sacarose (açúcar comum). Glicose e frutose são isômeros (isômeros têm a mesma fórmula molecular, porém as posições relativas dos átomos de carbono e de oxigênio são diferentes, fazendo com que os açúcares tenham propriedades químicas diferentes). Repare que a fórmula da sacarose é C12H22O11, não C12H24O12, porque uma molécula de água foi removida quando os dois monossacarídios se uniram. Os dissacarídios também podem se dividir em moléculas menores e mais simples por hidrólise. Uma molécula de sacarose pode ser hidrolisada em seus componentes glicose e frutose pela adição de água. Polissacarídeos Cada molécula de polissacarídio contém dezenas ou centenas de monossacarídiosunidos através de reações de síntese por desidratação. • Os polissacarídios em geral são insolúveis em água e não têm gosto doce. • O principal polissacarídio do corpo humano é o glicogênio, que é composto inteiramente por monômeros de glicose ligados em cadeias ramificadas. Um percentual limitado de carboidratos é armazenado como glicogênio no fígado e nos músculos esqueléticos. LARA MELO – ITPAC Palmas Os amidos são polissacarídios formados pelas plantas a partir da glicose. Eles são encontrados em alimentos como macarrão e batata e são os principais carboidratos da dieta. • Os dissacarídios, polissacarídios como glicogênio e amido podem ser decompostos em monossacarídios por intermédio de reações de hidrólise. Por exemplo, quando o nível de glicose sanguínea diminui, as células do fígado decompõem o glicogênio em glicose e a liberam para o sangue, tornando-a disponível para as células corporais, onde será degradada para sintetizar ATP. A celulose é um polissacarídio formado pelas plantas a partir da glicose que não é digerido pelos seres humanos, mas fornece massa para ajudar a eliminar as fezes. Digestão e absorção de macromoléculas Os macronutrientes não podem ser absorvidos pelo corpo em seu estado natural, por isso sofrem metabolização antes de chegar na fase de absorção dos nutrientes finais. Todos os três macronutrientes sofrem hidrólise. Carboidratos Os carboidratos mais presentes na dieta humana são a sacarose e os amidos em geral. A digestão dos carboidratos inicia na boca com a ação da ptialina e segue com a atuação da amilase pancreática. A forma de carboidrato que nosso corpo absorve para as atividades celulares é a glicose. Proteínas São digeridas no estômago por meio da atuação da pepsina inicialmente, que cliva os peptídeos em fragmentos menores. A digestão é finalizada com a ação das outras enzimas que atuam sobre as proteínas (tripsina, quimotripsina, carboxilipeptidaade e elastase). A parte final dessa digestão ocorre no lúmen intestinal com a atuação dos enterócitos, que contém inúmeras peptidases. Gorduras As gorduras mais presentes na dieta do ser humano são as gorduras neutras (triglicerídeos), tem origem animal. A digestão de gorduras ocorre principalmente no intestino delgado. A primeira parte da digestão é a quebra física dos glóbulos de gordura em fragmentos menores, de maneira que as enzimas digestivas hidrossolúveis possam agir nas superfícies das particulas (emulsificação das gorduras), processo realizado pela ação da bile e dos sais biliares presentes nela. A enzima mais importante é a lipase pancreática. Absorção gastrointestinal A quantidade total de líquido que deve ser absorvia a cada dia pelos intestinos é igual ao volume ingerido mais o volume secretado nas diversas secreções gastrointestinais. Para facilitar a absorção temos a presença de vilosidades e microvilosidades, que aumentam a superfície de contato da superfície epitelial com os nutrientes. LARA MELO – ITPAC Palmas Macromoléculas Objetivos Biomoléculas Proteínas Lipídios Ácidos graxos Principais classes de lipídios Triglicerídios — TAGs Ceras Fosfoacilgliceróis — FAGs Esfingolipídios Esteroides Lipídeos e prostaglandinas Carboidratos Classificação dos carboidratos Monossacarídio Dissacarídio Polissacarídeos Digestão e absorção de macromoléculas Carboidratos Proteínas Gorduras Absorção gastrointestinal
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