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Fundamentos da 
Bioquímica: Compostos 
Inorgânicos, Vitaminas, 
Coenzimas e o Equilíbrio 
Ácido-Base
Christiane Fonseca
Fundamentos da Bioquímica: 
Compostos Inorgânicos, Vitaminas, 
Coenzimas e o Equilíbrio Ácido-Base
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Introdução
Neste conteúdo, entenderemos os fundamentos básicos da Bioquímica, como: 
fundamentos físicos e químicos e fundamentos celulares e evolutivos. Abordaremos 
os tipos de ligações intermoleculares e os efeitos dessas ligações na conformação das 
biomoléculas. A importância da água para a manutenção da vida e sua interação com 
os sistemas biológicos também serão estudadas, mostrando a capacidade da água 
de se dissociar. Para um entendimento do pH em sistemas biológicos, abordaremos a 
dissociação de ácidos fracos e a influência deles sobre o processo de tamponamento 
realizado pelas células. Ainda neste conteúdo, estudaremos os micronutrientes e sua 
função no organismo, juntamente com as vitaminas e coenzimas.
Diante disso, ao fim do conteúdo será possível conhecer os fundamentos da 
Bioquímica, as características de compostos inorgânicos, vitaminas, coenzimas e o 
equilíbrio ácido e base. 
Objetivos da Aprendizagem
• Compreender os principais componentes moleculares das células e a partici-
pação nos processos biológicos;
• Reconhecer a estrutura, propriedades e interações da água nas células vivas;
• Compreender as variações de pH e os mecanismos de tamponamento em 
sistemas biológicos;
• Definir acidose e alcalose metabólica e respiratória;
• Identificar os principais oligoelementos nos diferentes organismos vivos. 
• Diferenciar as vitaminas quanto a sua solubilidade;
• Apontar sobre as consequências das deficiências das vitaminas no organis-
mo humano;
• Compreender a definição, a importância, a estrutura e as funções das coen-
zimas.
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Estrutura Molecular da Vida
Antes de iniciarmos o estudo das biomoléculas que formam a célula, estudaremos 
alguns conceitos básicos da Bioquímica. 
Fundamentos Químicos e Físicos
O carbono é versátil em relação às ligações que pode fazer (quatro ligações), pois 
pode gerar inúmeras estruturas carbono-carbono, variando os grupos funcionais. 
Esses grupos conferem às biomoléculas as suas propriedades químicas e biológicas. 
Aproximadamente, mil moléculas pequenas são encontradas nas células – importante 
ressaltar que a interconversão dessas moléculas nas vias metabólicas centrais se 
manteve durante a evolução. 
As proteínas e os ácidos nucleicos são polímeros lineares compostos de monômeros 
simples. As informações contidas em cada sequência conferem estrutura e funções 
para cada célula especificamente. A configuração das moléculas é alterada quando 
a quebra de ligações covalentes é realizada, além disso outra característica química 
é o átomo de carbono com quatro substituintes diferentes, conhecido como carbono 
quiral. Os grupos substituintes podem estar arranjados em duas formas diferentes, 
gerando estereoisômeros. A conformação molecular se refere à disposição dos 
átomos no espaço, a qual pode ser afetada pela rotação em torno de ligações simples, 
mas sem quebrar qualquer ligação covalente (NELSON; COX, 2018).
Quando abordamos os aspectos físicos, podemos dizer que ocorre troca de matéria 
e energia da célula com o ambiente externo, pois são sistemas abertos. A molécula 
de ATP fornece energia por meio do fluxo de elétrons em ligações química, ou essa 
energia também pode ser obtida do Sol. As reações químicas tendem a seguir para 
o equilíbrio e essa tendência pode ser descrita em função da energia livre, ∆G, e 
possui dois componentes: a variação da entalpia, ∆H, e a variação da entropia, ∆S. 
Quando o ∆G de uma reação for negativo, a reação é exergônica (libera energia) e 
tende a seguir para sua conclusão; quando o ∆G for positivo, a reação é endergônica 
(absorve energia) e tende a ir na direção oposta. As velocidades das reações ocorrem 
a velocidades condizentes, pois as enzimas estão presentes fazendo o papel de 
catalisadores. As enzimas atuam em parte pela estabilização do estado de transição, 
reduzindo a energia de ativação e, além disso, aumentam a velocidade de reação 
(NELSON; COX, 2018).
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Metabolismo são todas as inúmeras sequências de reações 
conectadas, nas quais as células convertem metabólitos uns nos 
outros. Cada sequência tem sua regulação sempre em prol do 
suprimento daquilo que a célula precisa em dado momento e para 
que o gasto de energia seja somente quando necessário (NELSON; 
COX, 2018).
Atenção
 
Fundamentos Celulares e Evolutivos
Algumas características estruturais são comuns a todos os tipos de células. O 
contorno da célula, o qual separa o conteúdo do meio externo é chamado de membrana 
plasmática. Ela é caracterizada por ser uma barreira fina, resistente e flexível, composta 
por moléculas de lipídios e proteínas. Íons inorgânicos têm passagem livre na maioria 
dos compostos carregados ou polares. A membrana possui proteínas de transporte 
que facilitam a passagem de determinados íons e moléculas; proteínas receptoras que 
transmitem sinais para o interior da célula; e enzimas de membrana que participam de 
algumas vias metabólicas. A divisão celular produz duas novas células, cada qual com 
a sua própria membrana. O citoplasma é o volume envolto pela membrana plasmática 
(Figura 1), composto por uma solução aquosa, o citosol e, em suspensão, uma grande 
variedade de partículas com funções específicas. O citosol é uma solução altamente 
concentrada contendo enzimas e as moléculas de RNA que as codificam, também 
estão presentes os aminoácidos e nucleotídeos, os quais são formadores dessas 
moléculas; centenas de moléculas orgânicas pequenas, chamadas de metabólitos; e 
coenzimas, compostos essenciais para muitas das reações catalisadas por enzimas 
e íons inorgânicos (por exemplo, K+1, Na+1, Mg+2 e Ca+2) (NELSON; COX, 2014). 
As principais organelas presentes no citoplasma de células eucarióticas são as 
mitocôndrias, os retículos endoplasmáticos liso e rugoso, os lisossomos, o complexo 
de Golgi, o nucléolo e os peroxissomos (BELLÉ; SANDRI, 2014). Ainda Segundo 
Nelson e Cox (2018), todas as células, em algum momento de sua vida, possuem 
um nucleoide ou um núcleo, onde o genoma (conjunto completo de genes composto 
por DNA) é replicado e armazenado, associado com certas proteínas. Em bactérias e 
nas arqueias, o nucleoide não é separado do citoplasma por uma membrana, e, nos 
eucariotos, o núcleo é confinado dentro de uma dupla membrana, o envelope nuclear.
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Figura 1: Diferenças entre uma célula bacteriana e uma célula animal
Fonte: Nelson e Cox (2018, p. 3).
Os microrganismos sem membrana nuclear, antes classificados como procariotos, 
agora formam grupos distintos: Bacteria e Archaea (Figura 2). As bactérias habitam 
o solo, as águas superficiais e os tecidos de organismos vivos ou em decomposição. 
Já as arqueias, reconhecidas na década de 1980 por Carl Woese como um grupo 
distinto, habitam ambientes extremos (lagos de sais, fontes hidrotérmicas, pântanos 
altamente ácidos e profundezas dos oceanos). Estudos indicam que Bacteria e 
Archaea divergiram logo no início da evolução.
Figura 2: Árvore filogenética indica as relações evolutivas entre os três domínios de seres vivos
Fonte: Wikipedia (2019).
As mutações herdadas geram organismos mais adaptados para sobreviver e se 
reproduzir em um dado ambiente, fazendo com que os seus descendentes predominem 
nesse ambiente. Esse processo é a base da evolução darwiniana (mutação e seleção), 
que corresponde desde a primeira célula até os organismos atuais. A vida surgiu 
há aproximadamente 3,5 bilhões de anos, provavelmente pelo desenvolvimento de 
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moléculas de RNA autorreplicativa. As funções genômicas e catalíticas dos primeiros 
genomas de RNA com o passar do tempo foram sendo realizados por proteínas e 
DNA, respectivamente. As células eucarióticas, algumas células diferenciadas, 
especializaram-se em uma ou mais funções vitais para a sobrevivência do organismo. 
Atualmente, com o conhecimentodas sequências completas de nucleotídeos dos 
genomas de diferentes organismos, é possível uma compreensão mais profunda da 
evolução oferecendo oportunidades para a medicina humana (NELSON; COX, 2018; 
VOET; VOET, 2013).
Água e suas Interações em Sistemas Biológicos
Vamos falar agora sobre a água, componente abundante nas células, compreendendo 
sua importância como solvente universal, os tipos de interações que realiza e, por 
fim, sua importância na fisiologia humana. Este subitem inicia com descrições das 
propriedades físicas e químicas da água, à qual, em todos os aspectos, a estrutura e a 
função da célula estão adaptadas. As forças de atração entre as moléculas da água e 
a pequena tendência da água em ionizar são de extrema importância para a estrutura 
e a função das biomoléculas. A molécula de água e seus produtos de ionização, 
H+ e HO-, influenciam intensamente a estrutura, a organização e as propriedades 
de todos os componentes celulares. As interações não covalentes responsáveis 
pela intensidade e especificidade do reconhecimento entre as biomoléculas são 
influenciadas pelas propriedades da água como solvente, incluindo a capacidade de 
formar ligações de hidrogênio com ela mesma e com solutos (NELSON; COX, 2018).
Compreendendo o Solvente Universal
A água é o componente químico predominante nos organismos vivos, constituindo 
cerca de 70% de seu peso. Segundo Nelson e Cox (2018), o primeiro organismo vivo 
na Terra apareceu em um ambiente aquoso, moldando o curso da evolução. As suas 
propriedades físicas únicas, que incluem a capacidade de solvatar uma ampla gama de 
moléculas orgânicas e inorgânicas, derivam da sua estrutura dipolar e da excepcional 
capacidade de interação para formar ligações de hidrogênio. A maneira como a água 
interage com uma biomolécula solúvel influencia as estruturas da biomolécula e 
da própria água. Sendo um nucleófilo excelente, a água é um reagente ou produto 
em muitas reações metabólicas. A regulação do equilíbrio da água depende de 
mecanismos hipotalâmicos que controlam a sede, do hormônio antidiurético (ADH, 
do inglês, antidiuretic hormone), da retenção ou excreção da água pelos rins e da 
perda por evaporação. O diabetes insípido nefrogênico, que envolve a incapacidade 
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de concentrar a urina ou se ajustar a alterações sutis na osmolaridade do líquido 
extracelular, resulta da falta de responsividade dos osmorreceptores tubulares renais 
ao ADH (RODWELL et al., 2017)
Interações Intermoleculares
A água é uma molécula formada pela ligação de dois átomos de hidrogênio (H) e um 
de oxigênio (O). A ligação entre eles ocorre a partir do compartilhamento de elétrons; 
porém o átomo de oxigênio exerce uma maior atração sobre os elétrons criando polos 
na molécula, nos quais o oxigênio possui carga negativa e os átomos de hidrogênio 
adquirem cargas positivas (Figura 3), caracterizando a água como molécula polar 
(BELLÉ; SANDRI, 2014).
Figura 3: Estrutura da molécula da água
Fonte: Bellé e Sandri (2014, p. 12).
A interação entre as moléculas de água ocorre devido à presença de dois polos. Essa 
interação acontece, pois ocorre a atração de átomos de oxigênio negativo de uma 
molécula com os átomos de hidrogênio positivo da outra, formando ligações fracas, 
chamadas pontes de hidrogênio (Figura 4).
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Figura 4: Pontes de hidrogênio (linha tracejada) formadas entre moléculas de água
Fonte: Bellé e Sandri (2014, p. 12).
As pontes de hidrogênio são responsáveis pela estabilidade verificada na água 
líquida, proporcionando coesão interna. Devido a isso, a água apresenta pontos 
de fusão e ebulição maiores que outros solventes. Tanto na passagem do estado 
líquido para o sólido ou do líquido para o gasoso existe o rompimento de algumas 
pontes de hidrogênio, mas nem todas as pontes de hidrogênio são rompidas (BELLÉ; 
SANDRI, 2014). Um exemplo é o gelo, cuja densidade é menor que a água líquida 
devido ao arranjo cristalino mantido somente por pontes de hidrogênio, sendo assim, 
compactado de forma menos densa que na forma líquida – quanto mais pontes de 
hidrogênio, maior a densidade (CAMPBELL; FARRELL, 2016). 
Além da estabilidade conferida, as pontes de hidrogênio possibilitam que a água 
dissolva muitas biomoléculas orgânicas, facilitando as interações químicas entre 
elas. As substâncias dissolvidas na água interagem por meio de pontes de hidrogênio 
ou por interações iônicas. Essas ligações influenciam a estrutura e as propriedades 
de todos os componentes celulares.
Quando sais se dissociam na água, há formação de íons com carga negativa (ânions) 
e com carga positiva (cátions), chamados eletrólitos, com exceção dos açúcares 
e álcoois que não formam íons. A água dissolve sais como o NaCl pela hidratação e 
estabilização dos íons Na+ e Cl-, enfraquecendo as interações eletrostáticas entre 
eles, como consequência ocorre a neutralização e a tendência de formação em uma 
rede cristalina (NELSON; COX, 2018). As moléculas anfipáticas são definidas por uma 
região polar e outra apolar, também interagem com a água. Entretanto, quando em 
solução, várias moléculas anfipáticas se juntam, formando uma estrutura estável com 
uma região central hidrofóbica das moléculas e uma região superficial formada pela 
porção hidrofílica. As porções apolares são mantidas no centro da estrutura por meio de 
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interações hidrofóbicas. Essas estruturas são denominadas micelas e se formam para 
maximizar a interação dessas moléculas com a água (Figura 5) (BELLÉ; SANDRI, 2014).
Figura 5: Estrutura de uma molécula anfipática e representação de uma micela
Fonte: Bellé e Sandri (2014, p. 13).
As pontes de hidrogênio possibilitam que a água dissolva muitas biomoléculas 
orgânicas que contêm agrupamentos funcionais que podem participar das pontes 
de hidrogênio. Os átomos de oxigênio de aldeídos, cetonas e amidas, por exemplo, 
fornecem pares livres de elétrons que servem como aceptores de hidrogênio. Alcoóis, 
ácidos carboxílicos e aminas podem atuar como aceptores de hidrogênio quanto 
como doadores de átomos de hidrogênio desprotegidos para a formação de pontes 
de hidrogênio. As moléculas muito hidrofóbicas, por exemplo, os lipídeos, não se 
dissolvem em água (BELLÉ; SANDRI, 2014).
Além das pontes (ou ligações) de hidrogênio e das interações hidrofóbicas que já 
foram citadas, ainda existem outras duas interações não covalentes: as interações 
iônicas e de Van der Waals (Figura 6- Tabela). Todas essas interações são muito mais 
fracas do que as ligações covalentes. Apesar de esses quatro tipos de interações 
serem individualmente fracos se comparadas com as ligações covalentes, o efeito 
do acúmulo de muitas interações é muito significativo. Por exemplo, a ligação não 
covalente de uma enzima a um substrato pode envolver muitas ligações de hidrogênio 
e uma ou mais interações iônicas, assim como interações hidrofóbicas e de Van der 
Waals. A formação de cada uma dessas ligações fracas contribui para um decréscimo 
na energia livre do sistema (NELSON; COX, 2018).
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Ligações de hidrogênio
Entre grupos neutros
Interações iônicas 
Atração
Interações hidrofóbicas
Forças de 
van der Waals
Repulsão
Entre ligações peptídicas
Dois átomos quaisquer bem 
próximos um do outro
Figura 6: Os quatro tipos de interações não covalentes entre as biomoléculas utilizando água como 
solvente
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 54).
Ainda segundo Nelson e Cox (2018), macromoléculas, como proteínas, DNA e RNA, 
contêm tantos sítios potenciais para pontes de hidrogênio ou interações iônicas, de 
Van der Waals e hidrofóbicas que os efeitos cumulativos dessas pequenas forças de 
ligação podem ser enormes. Nas macromoléculas, a estrutura nativa ou mais estável, 
geralmente, é aquela na qual as interações fracas estão em maior quantidade. O 
enovelamento de um único polipeptídio ou a ligação de um antígeno a um anticorpo 
específico dependem desses efeitos cumulativos de muitas interações fracas. A 
seguir estão detalhadas as principais ligações químicas:
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Ligaçõescovalentes
As ligações covalentes são as mais fortes e são as que definem a estrutura das 
moléculas. Elas são formadas pelo compartilhamento de um par de elétrons 
entre dois átomos. Ao serem compartilhados, tornam-se mais estáveis (BELLÉ; 
SANDRI, 2014, p.21).
Ligações iônicas
Ocorrem entre íons que se encontram com cargas opostas. Um dos íons doa 
um par de elétrons para o outro. A doação de elétrons ocorre por causa da 
diferença de eletronegatividade. Um exemplo é o cloreto de sódio (NaCl). As 
ligações iônicas são fortes, contudo não tão fortes como as ligações covalentes 
(BELLÉ; SANDRI, 2014, p.21).
Pontes de hidrogênio 
Esse tipo de ligação ocorre quando o hidrogênio está ligado a um átomo mais 
eletronegativo. As pontes de hidrogênio também podem se formar dentro de 
uma mesma molécula. Um exemplo é a dupla hélice de DNA (BELLÉ; SANDRI, 
2014, p.22).
Forças de Van der Waals
São interações fracas que acontecem quando dois átomos não carregados 
estão muito próximos. Essas forças ocorrem em moléculas apolares que, 
quando em proximidade, têm suas nuvens de elétrons influenciadas umas 
pelas outras (BELLÉ; SANDRI, 2014, p.22).
Interações hidrofóbicas
As interações hidrofóbicas acontecem entre moléculas apolares em meio 
aquoso, não há uma atração entre as moléculas apolares. Essa interação 
acontece quando óleo é colocado na água, por exemplo. As interações 
hidrofóbicas também estabilizam a estrutura de algumas moléculas, como as 
proteínas, o DNA e o RNA (BELLÉ; SANDRI, 2014, p.22).
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Importância da Água na Fisiologia Humana
Como vimos, uma das primeiras funções da água é agir como solvente. Essa 
ação é de extrema importância, pois possibilita as trocas metabólicas entre os 
diferentes órgãos, compor um meio no qual ocorra a dissolução e a reconstrução 
de macromoléculas, permitir a ocorrência de processos enzimáticos e bioquímicos 
que possibilitem a manutenção do metabolismo corporal e dar substrato para o 
deslocamento de nutrientes entre os diversos tipos de tecidos corporais e entre os 
diferentes órgãos e sistemas. A água atua como meio de transporte, movimentando 
as diversas moléculas entre seus distintos compartimentos corporais. 
Figura 7: Fluidos corporais e Membranas celulares.
Fonte: Plataforma Deduca 2019.
Os fluidos corporais, como o sangue e a linfa, apresentam a água como principal 
componente.
Nas membranas celulares, a água atua como o elemento que permite a passagem 
das diversas moléculas e eletrólitos entre os distintos compartimentos celulares. 
Isso possibilita que as atividades metabólicas, como a produção de energia e os 
processos fisiológicos, ocorram normalmente.
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Figura 8: Estrutura, Temperatura e Lubrificação
Fonte: Plataforma Deduca 2019.
• A água também está presente na formação e na estruturação tanto de teci-
dos corporais como de músculos.
• A manutenção da temperatura corporal é determinada por vários processos 
fisiológicos, nos quais a água é o principal fator. A lubrificação das partes 
móveis do corpo, como as articulações nas quais se encontra o fluido si-
novial, ocorre pela presença de macromoléculas altamente hidrofílicas que 
mantêm várias camadas de água ligadas a elas, sendo a água um dos princi-
pais componentes nesse fluido presente entre as articulações (COZZOLINO; 
COMINETTI, 2013).
Diante de tanta influência da água, podemos dizer que os organismos estão muito 
bem adaptados aos seus ambientes aquosos e desenvolveram meios de explorar 
as propriedades incomuns (peculiares) da água. O alto valor do calor específico 
da água (a energia térmica necessária para aumentar a temperatura de 1g de 
água em 1°C) é útil para as células e os organismos, pois permite que a água atue 
como “tampão térmico”, mantendo a temperatura de um organismo relativamente 
constante, enquanto a temperatura do meio ambiente varia. Importante ainda para 
todos os seres vivos é o fato de que muitas das propriedades físicas e químicas das 
biomoléculas, principalmente as proteínas e os ácidos nucleicos, são consequência 
das suas interações com moléculas de água do meio que as circundam. Entretanto, 
é preciso que ocorra um controle da entrada e saída de água da célula, visto que elas 
apresentam uma maior concentração de moléculas e íons do que o meio externo, e 
isso direciona as moléculas de água para seu interior. Quando esse mecanismo não 
é controlado, a célula pode sofrer um rompimento que chamamos de lise osmótica 
(BELLÉ; SANDRI, 2014). 
Quando estudamos a importância da água, podemos observar sua influência no 
curso da evolução biológica como determinante e profunda (NELSON; COX, 2018). 
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pH e Tampões Biológicos
O conceito de pH (potencial hidrogeniônico ou potencial de hidrogênio) foi introduzido, 
em 1909, pelo bioquímico dinamarquês Søren Peter Lauritz Sørensen (1868-1939), 
que desejava facilitar seus trabalhos no controle de qualidade de cervejas. Já os 
tampões são caracterizados pela "capacidade de resistir a uma alteração no pH após 
a adição de base ou ácido forte (PINTO, 2017, p.4). 
Definição de pH e Ácidos Fracos e Fortes 
O pH designa a acidez, a neutralidade ou a alcalinidade de uma solução. A escala 
de pH varia de 0 a 14, valores que correspondem às concentrações de íons H+ entre 
1 e 10–14 M. Abaixo de 7, o pH é ácido; acima, básico ou alcalino; e, no valor de 
exatamente 7,0, neutro (Figura 7). O valor de pH está relacionado à concentração de 
H+ ou de OH– na solução. Sendo assim, quanto maior a concentração de íons H+, 
menor será o pH; ao passo que, quanto maior a concentração de íons OH–, maior 
será o valor de pH. O pH de uma solução é expresso como cologarítimo decimal de 
base dez, definido pela seguinte equação: pH = –log [H+] (PINTO, 2017). 
Figura 9: Exemplos de valores de pH de algumas substâncias
Fonte: Pinto (2017. p. 4).
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Uma solução aquosa neutra a 25°C é utilizada para que possamos entender a fórmula 
apresentada anteriormente. Essa solução apresenta uma concentração de íons de 
1,0 × 10-7 M. 
Com a aplicação da fórmula, o pH da solução é 7,0. 
[H+] = 0,0000007 = 1,0 x 10–7 M
log[H+] = –7
pH = –log[H+] = 7
Com base nessas premissas, as soluções são consideradas:
• neutras quando pH = 7,0
• ácidas quando pH 0 < 7,0
• básicas quando pH 7,0 > 14
Existem diferentes maneiras de mensurar o pH de uma solução. O valor de pH de 
uma solução é determinado por meio de um aparelho chamado pHmetro (Figura 
8), que é, na verdade, um eletrodo. A leitura no aparelho é feita a partir da tensão, 
geralmente em milivolts, que o eletrodo produz quando submerso na amostra. A 
intensidade da tensão medida é convertida para uma escala de pH. O aparelho faz 
essa conversão em uma escala usual de 0 a 14. Também são utilizados, indicadores, 
como a fenolftaleína. Esta substância adquire coloração vermelha na presença de 
bases e fica incolor na presença de ácidos durante a titulação. Ou ainda, utilizando 
um papel tornassol. Essa fita muda de cor quando em contato com determinadas 
soluções. A coloração que o papel assume é comparada a uma escala de cores que 
indica o valor aproximado do pH (PINTO, 2017).
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Figura 10: Métodos para medir o pH de uma solução
Fonte: Pinto (2017, p. 5).
Equilíbrio de ionização
Para entendimento do que é o pH, primeiro precisamos entender o processo de 
ionização da molécula de água. A água tende a se dissociar formando os íons H+ e a 
hidroxila (OH–), e, para cada mol de H+, um mol de OH– é produzido. 
Como o íon de H+ (próton) apresenta uma reatividade alta e a água possue um caráter 
dipolar, o próton H+ não permanece como tal. Este tende a se ligar a outra molécula 
de água, formando o que chamamos de íon hidrônio (H3O+). O grau de dissociação 
é descrito pela constante de dissociação (K), como mostrado na equação a seguir: 
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O valor de K para água é de 1,8x10-16 a 25°C e a concentração da água não dissociada 
pode ser considerada como uma constante que é igual 55,5 mol (M). Assim, pode se 
dizer que a quantidade de água dissociada é muitomenor. Quando substituímos os 
valores na equação, temos: 
Com esses dados, temos uma nova constante para dissociação para água (Kw), 
denominada constante de produto iônico da água: 
Assim, a 25°C, o valor de Kw é dado por:
Portanto, o valor numérico do produto [H+] [OH–] em soluções aquosas a 25°C é 
sempre . Em soluções aquosas diluídas, há sempre um equilíbrio entre H2O, H+ e 
OH–, independentemente de haver substâncias diluídas. No caso de adição de 
substâncias básicas ou ácidas, as alterações ocorrem tanto na concentração de H+ 
como de OH– (BELLÉ; SANDRI, 2014).
A definição de Brønsted (MARZZOCO; TORRES, 2018, p.2) para ácidos e bases é a 
mais conveniente para definir sistema tampão e compreender suas propriedades. 
Segundo essa definição, são classificados como ácidos, por exemplo:
Generalizando, a equação de dissociação de um ácido (HA) é: 
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O íon (Cl–, HSO4– etc.) ou a molécula (NH3, H3C– NH2) resultante da dissociação 
é denominado base conjugada do ácido, já que pode receber um próton, com isso 
converte-se novamente no ácido conjugado respectivo. Os ácidos fortes, dissociam-
se totalmente quando em soluções diluídas — é o caso, por exemplo, de HCl e H2SO4. 
Já os chamados ácidos fracos ionizam-se muito pouco. Para esses ácidos, pode-se 
escrever (MARZZOCO; TORRES, 2018, p.2): 
Esta equação indica que, em solução aquosa, o ácido fraco HA dissocia-se, produzindo 
as espécies A e H+ e formando com a parte não dissociada, HA, um equilíbrio químico. 
A constante de equilíbrio dessa dissociação é: 
Nestes tipos de reações, a constante de equilíbrio é normalmente chamada constante 
de dissociação ou de ionização, representada por Ka. Na Tabela 1, observamos alguns 
ácidos fracos e os valores de sua constante de dissociação e de seu pKa (pKa = – log 
Ka). Quanto menor o valor de Ka (ou maior o valor de pKa), mais fraco será o ácido e 
mais forte será a sua base conjugada (MARZZOCO; TORRES, 2018). 
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Ácido conjugado Base conjugada Ka(M) pKa
ácido acético 
CH3COOH Acetato CH3COO- 1,7x10-5 4,76 
Ácido carbônico* 
H2CO3
Íon bicarbonato 
HCO3- 1,7x10-4 3,77
Íon bicarbonato 
HCO3- Carbonato C032- 6,3x10-11 10,2
Ácido lático 
CH3CHOHCOOH
lactato 
CH3CHOHCOO- 1,4x10-4 3,86
Ácido fosfórico 
H3PO4
Íon di-hidrogênio 
fosfato H2PO4- 7,2x10-3 2,14
Íon di-hidrogênio 
fosfato H2p04-
Íon mono-hidrogênio 
fosfato HPO42- 1,4x10-7 6,86
Íon mono-hidrogênio 
fosfato HPO4-2 Íon fosfato PO43- 3,9x10-13 12,4
Íon amônio NH4+ Amônia NH3 5,6x10-10 9,25
Tabela 1: Variação da força ácida dos ácidos fracos
Fonte: Marzzoco e Torres (2018, p. 4).
Influência do pH nas Estruturas Biomoleculares
O pH é um fator muito importante nos processos e nas estruturas biológicas. A 
grande maioria dos eventos bioquímicos é sensível a pequenas mudanças no pH. 
Nos seres humanos, o pH arterial é 7,4, e o do sangue venoso 7,35, um pouco menor 
que o do sangue arterial, em virtude da maior concentração de CO2 no sangue 
venoso. A diminuição do pH para 7,0, por exemplo, acarreta graves consequências. 
Intracelularmente, a manutenção do pH é também de extrema importância, pois sua 
modificação altera a atividade de enzimas. Nos seres vivos, a manutenção do pH é 
decorrente dos sistemas tampão (BELLÉ; SANDRI, 2014). A presença de tampões 
no organismo é essencial, uma vez que as reações metabólicas produzem H+ com 
frequência, o que, em excesso, pode conduzir a uma acidose metabólica importante. 
O bicarbonato é o principal tampão, compondo cerca de 64% do total de tampões 
plasmáticos – os demais são hemoglobina (28%), proteínas (7%) e tampão fosfato 
(1%) (PINTO, 2017, p.5). 
20
Tampões Biológicos
A adição de uma gota de 0,01 mL de HCl 1 M a 1 L de água pura altera o pH da água 
de 7 para 5, o que representa um aumento de 100 vezes na [H+]. As propriedades das 
substâncias biológicas variam significativamente com pequenas alterações de pH, 
por isso elas necessitam de ambientes nos quais o pH seja refratário à adição de 
ácidos ou bases (VOET; VOET, 2013). A capacidade de tamponamento é a capacidade 
de resistir a uma alteração no pH após a adição de base ou ácido forte. Muitas 
reações metabólicas são acompanhadas pela liberação ou captação de prótons. O 
metabolismo oxidativo produz CO2, gás carbônico, o qual se não fosse tamponado, 
produziria acidose grave. A manutenção de um pH constante envolve o tamponamento 
por fosfato, bicarbonato e proteínas, que aceitam ou liberam prótons para evitar uma 
mudança no pH (RODWELL et al., 2017). Essas soluções são formadas por um ácido 
fraco e sua base conjugada, como: H2PO4 (ácido) e H2PO–4 (base conjugada); 
H2CO3 (ácido) e HCO–3 (base conjugada). O ponto ótimo de solução-tampão ocorre 
no valor de pH correspondente ao seu pKa, ou seja, quando as concentrações das 
espécies ácida e básica são iguais. A região de pH útil de um tampão é geralmente 
considerada pH = pKa ± 1,0. Segundo Pinto (2017, p.5), a eficiência do sistema-
tampão pode ser verificada por meio de um experimento que consiste em gotejar uma 
solução de HCl 50% em determinado volume de água por 90 min, o pH da água cairá 
rapidamente, saindo de seu valor de 7,0 para 1,8. Entretanto, se esse experimento for 
realizado com plasma, o pH variará de 7,4 para 7,1, mostrando a ação dos sistemas-
tampão presentes no plasma.
21
Tampão Bicabornato/ácido carbônico
O tampão bicarbonato/ácido carbônico está presente no plasma sendo o mais 
usado para evitar variações de pH. O excedente de íons H+ combina-se com 
o HCO–3, dando origem ao H2CO3, que se dissocia em H2O e CO2. O CO2 
é eliminado pelos pulmões e o HCO–3 é excretado pelos rins. As proteínas 
também atuam no controle do pH e são formadas por aminoácidos, os quais 
são capazes de tamponar o meio (PINTO, 2017, p.5). 
Figura 11: Tampão Bicabornato/ácido carbônico 
Fonte: Plataforma Deduca 2019.
Tampão fosfato
O tampão fosfato (H2PO4–/HPO42–) tem pKa igual a 6,8, constituindo um 
tampão apropriado para valores de pH entre 5,8 e 7,8. No plasma, a concentração 
deste tampão é muito baixa, tornando sua eficiência muito reduzida. Já no 
interior das células (pH do citosol 7), sua concentração é maior e sua eficácia 
é considerável (MARZZOCO; TORRES, 2018).
Figura 12: Tampão fosfato 
Fonte: Plataforma Deduca 2019.
22
Condição Fisiológica de Acidose e Alcalose
Diferentes partes do organismo apresentam valores de pH diferentes, resultado de 
suas especificidades. O pH arterial é 7,4, e o do sangue venoso 7,35, um pouco menor 
que o do sangue arterial, devido a maior concentração de CO2 no sangue venoso. 
No interior do estômago, a síntese de HCl reduz o pH a valores que podem chegar a 
0,8, enquanto a urina pode variar desde pH 4,5 até 8,0. Em resumo, os limites de pH 
sanguíneo compatíveis com a vida humana são 6,8 (mínimo) e 8,0 (máximo). Variações 
de pH acima ou abaixo desses limites implicam alcalose e acidose, respectivamente, 
e podem colocar a vida em risco (PINTO, 2017).
Os distúrbios ácido-base são alterações no pH do plasma, deslocando o grau de 
acidez ou alcalinidade e, por consequência, comprometendo as funções bioquímicas 
no organismo, com possibilidade de óbito. A gasometria é a prova bioquímica capaz 
de avaliar o estado acidobásico com precisão, uma vez que amostras coletadas do 
sangue arterial fornecem dados sobre o pH e a concentração de HCO–3 (PINTO, 2017, 
p.9). As principais alterações relacionadas ao pH estão citadas a seguir:
Acidose metabólica: acontece com o aumento de espécies químicas de caráter ácido 
ou redução de álcalis, impactando diretamente no pH plasmático. Há diversas causas 
de acidose metabólica, incluindo:
• utilização de medicamentos sem orientação adequada (por exemplo: salici-
latos);
• cetoacidose diabética, como consequência do diabetes melito descompen-
sado, produz corpos cetônicos, os quais são ácidos e reduzem o pH plasmá-
tico – em casos mais graves pode levar ao coma diabético;
• acúmulo de ácido lático, causada pela deficiente oxigenação celular no cho-
que hipovolêmico, cardiogênicoou séptico; 
• insuficiências renais, quando a taxa de filtração glomerular cai para menos 
que 20% dos valores de referência e, progressivamente, ocorre retenção de 
carga ácida; 
• perdas excessivas de HCO–3, como ocorre nas diarreias profusas.
• "A condição de acidose metabólica tenta ser compensada pelos pulmões 
com a eliminação de CO2". (PINTO, 2017, p.9).
• Alcalose metabólica: instala-se quando se elevam os níveis plasmáticos de 
HCO–3 ou quando há perdas significativas de H+, como ocorre em situações de 
vômito. "Trata-se de um distúrbio ácido-base relativamente comum, cuja rele-
vância clínica está diretamente relacionada ao valor de pH" (PINTO, 2017 , p.9). 
23
Acidose respiratória: é causada pela hipoventilação, levando a uma concentração 
aumentada da pressão de CO2 arterial (hipercapnia). A hipercapnia e a acidose 
respiratória ocorrem quando a disfunção na ventilação se instala promovendo uma 
diferença entre o que precisa ser removido de CO2 pelos pulmões e a produção de CO2 
nos tecidos. As causas da acidose respiratória aguda podem ser (PINTO, 2017, p.10):
• depressão súbita da ventilação pulmonar decorrente de lesões do centro res-
piratório no bulbo; 
• doenças do sistema nervoso central;
• doenças neuromusculares que acometem a capacidade ventilatória (por 
exemplo, miastenia gravis, esclerose lateral amiotrófica, síndrome de Guil-
lain-Barré e distrofia muscular); 
• obstrução das vias aéreas ;
• doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). 
• As causas mais comuns da acidose respiratória crônica são disfunções dia-
fragmáticas, anormalidades neuromusculares, DPOC e cifoescoliose.
• Alcalose respiratória: existe ventilação alveolar aumentada (hiperventilação), 
o que leva à alta eliminação de CO2 e consequente redução da PCO2. Alguns 
fatores causais para a alcalose respiratória incluem (PINTO, 2017, p.10):
• ansiedade e estresse; 
• mudança para áreas de grande altitude, onde a pressão atmosférica do oxi-
gênio estimula a hiperventilação;
• hipertermia; 
• medicamentos (por exemplo, cloridrato de doxapram, que atua estimulando 
quimioceptores aórticos e carotídeos); 
• hipóxia em doenças pulmonares, como na pneumonia e na asma; 
• insuficiência cardíaca congestiva; 
• Iatrogenia (por exemplo, ventilação artificial excessiva).
Aprenda um pouco mais sobre os efeitos do pH no organismo. 
Veja o link: https://www.youtube.com/watch?v=-eV2J5mMqhI.
Saiba mais
24
Os Oligoelementos ou Microelementos
"Os oligoelementos, microelementos ou elementos traços, são elementos de baixo 
peso molecular e podem ser definidos como os catalisadores no metabolismo das 
reações enzimáticas dos seres vivos" (MARZZOCO; TORRES, 2018, p.261).
Aspectos Gerais dos Oligoelementos ou 
Microelementos
Os oligoelementos, ou microelementos, são sais minerais que estão presentes no 
organismo de forma mínima, na casa de ppm (partes por milhão), porém, sua função 
é indispensável para o equilíbrio orgânico nas células. Esses elementos participam 
de inúmeros processos importantes, são também responsáveis pela dureza de certas 
estruturas, como ossos e dentes. O número de minerais que são indispensáveis para 
a manutenção de um estado saudável é muito grande (MARZZOCO; TORRES, 2018). 
Tipos de Oligoelementos e as Consequências da 
Deficiência no Corpo Humano
Alguns elementos como Ca2+, fosfato, Na+, K+, Mg2+, Fe2+, entre outros são 
necessários em quantidades da ordem de miligramas ou gramas, enquanto, para 
outros, bastam algumas dezenas de microgramas. Dentre esses, encontra-se o 
selênio, que é cofator de diversas enzimas, por exemplo, e a glutationa peroxidase, 
responsável pela dissipação de peróxidos; assim, "o selênio, juntamente com outras 
vitaminas a seguir, participam do sistema antioxidante do organismo" (MARZZOCO; 
TORRES, 2018, p.261).
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Elemento Funções Fontes
Consequên-
cias da Defi-
ciência
Cobalto
Um dos 
componentes 
da vitamina B12, 
essencial para 
a produção das 
hemácias
Carnes e laticínios
Distúrbios nervosos 
e anemia perniciosa 
decorrentes da 
carência de vitamina 
B12
Ferro
Componente da 
hemoglobina, 
mioglobina 
e enzimas 
respiratórias; é 
fundamental para 
o processo de 
respiração celular, 
pois se liga ao O2 
levando-o até as 
células e ao CO2 
para devolvê-lo ao 
exterior
Fígados, gema de 
ovo, legumes, nozes 
e vegetais verdes
Anemia ferropriva
Iodo
Componente 
dos hormônios 
da tireoide, que 
estimulam o 
metabolismo, 
diferenciação fetal
Frutos do mar, sal 
de cozinha iodado e 
laticínios
Hipotireoidismo, 
bócio e detenção do 
crescimento fetal
Zinco
Integrante de 
dezenas de 
enzimas, muitas 
delas envolvidas na 
digestão
Vegetais, carnes, 
pescados, fígado, 
ostras e cereais 
integrais
Atraso do 
crescimento, 
diminuição da 
capacidade de 
cicatrização
Selênio
Contribui para a 
ação de enzimas 
que combatem o 
câncer e confere 
elasticidade aos 
tecidos
Carnes de aves, 
limão, moluscos, 
fígado e leguminosas
Alterações 
musculares e 
cardíacas
Cromo
Importante para 
o metabolismo 
energético, 
potencializa o efeito 
da insulina
Cereais integrais, 
frutas cítricas, 
azeitonas e levedos 
de cerveja
Diminuição da 
tolerância à glicose, 
neuropatia periférica
Molibdênio
Indispensável para a 
ativação de algumas 
enzimas, atuando 
como cofator
Cereais integrais, 
leite e leguminosas
Síndrome de 
intoxicação por 
sulfito
26
Cobre
Componente de 
várias enzimas, 
essencial para 
a síntese de 
hemoglobina, 
favorece o sistema 
imunitário
Fígado, ovos, peixes, 
trigo integral e feijão
Anemia, neutropenia, 
desmineralização 
óssea, alteração do 
cabelo e hipotermia
Flúor
Importante 
componente dos 
ossos e dentes, 
protege os dentes 
contra cáries
Água fluorada, 
crustáceos, grãos e 
peixes
Cárie dentária e 
osteoporose
Manganês
É necessário para a 
ativação de diversas 
enzimas
Cereais integrais, 
gemas de ovo, 
carnes, nozes, frutos 
secos e vegetais 
verdes
Tabela 2: Principais oligoelementos suas funções, fontes e consequências da sua deficiência no 
corpo
Fonte: Bettelheim (2016, p.271).
As Vitaminas
O termo vitamina foi introduzido pelo bioquímico polonês Casimir Funk (1884-
1967), em 1912, que notou a importância de algumas substâncias que continham o 
grupo amina eram essenciais para o organismo humano. Sabe-se que nem todas as 
vitaminas apresentam grupos amina, mas o termo perdura (PINTO, 2017, p.477).
As Principais Características das Vitaminas
As vitaminas apresentam estruturas químicas e funções variadas, são compostos 
orgânicos, vitais para o metabolismo, cuja falta pode causar sérios prejuízos. "Durante 
sua evolução, a maioria das vitaminas deve ser obtida pela dieta, pois o organismo 
humano não se desenvolveu para sintetizá-las" (PINTO, 2017, p.477).
Além dos macronutrientes (carboidratos, lipídios e proteínas), os seres humanos 
dependem da ingestão de pequenas quantidades de vitaminas e íons inorgânicos, 
denominados micronutrientes. "As vitaminas não são estocadas em níveis suficientes, 
e, portanto, devem ser supridas de modo contínuo pela dieta" (MARZZOCO; TORRES, 
2018, p.260). Tem-se uma estimativa que o organismo precise de 13 vitaminas 
diferentes, e os seres humanos somente são capazes de sintetizar a vitamina D. 
27
Estrutura e Funções das Vitaminas
Como já foi visto, as vitaminas constituem um grupo de nutrientes orgânicos necessário 
em quantidades pequenas para uma variedade de funções bioquímicas. Vitaminas 
como as A (Figura 9) e D (Figura 10) apresentam uma semelhança estrutural, por serem 
derivadas do isopreno, ocorrem em alimentos de origem vegetal, incluindo óleos, ou 
alimentos animais ricos em gordura, e são absorvidas no intestino delgado juntamente 
com os lipídios. Elas estão envolvidas em diversos processos fisiológicos. 
A vitamina A, obtida principalmente a partir de carotenoides vegetais, está envolvida 
nas reações da visão e no crescimento e diferenciação celular (BROWN, 2018).
Figura 13: Estrutura molecular da vitamina A, exemplificada pelaforma mais comum na dieta, o 
retinol
Fonte: Brown (2018, p. 94).
Já os compostos precursores da vitamina D estão presentes nos alimentos ou na 
pele de animais (como o 7-deidro-colesterol, um derivado do colesterol). Eles são 
convertidos por radiação ultravioleta, a princípio em formas inativas da vitamina, 
que, após sofrerem modificações enzimáticas no fígado e no rim, começam a exibir 
atividade de hormônios reguladores do metabolismo de cálcio e fosfato.
28
Figura 14: Estrutura molecular da vitamina D, exemplificada pelo ergocalciferol, ou vitamina D2
Fonte: Brown (2018, p. 94).
A vitamina E (Figura 11) localiza-se, em maior parte, na bicamada lipídica de 
membranas celulares e na monocamada lipídica de lipoproteínas plasmáticas. Sua 
função principal é evitar que os ácidos graxos insaturados constituintes dessas 
estruturas sejam oxidados por radicais livres. Estudos populacionais têm mostrado 
uma correlação significativa entre a incidência de câncer e doenças cardiovasculares 
e o baixo consumo de vitaminas antioxidantes e selênio. 
Figura 15: Estrutura molecular da vitamina E, exemplificada pelo tocoferol
Fonte: Brown, (2018, p. 94).
A vitamina K (Figura 12) participa como "cofator de reações de carboxilação de 
resíduos de glutamato de várias proteínas, dentre as quais os fatores responsáveis 
pela coagulação sanguínea" (MARZZOCO; TORRES, 2018, p.260).
29
Figura 16: Estrutura molecular da vitamina K, exemplificada pela filoquinona, ou vitamina K1
Fonte: Brown (2018, p.94).
A partir das vitaminas, muitos cofatores (orgânicos) são formados. A seguir estão 
listadas algumas vitaminas que tem essa função:
Figura 17: Vitamina B3 ou niacina
Fonte: Plataforma Deduca 2019.
A vitamina B3, ou niacina, que é a precursora dos cofatores nicotinamida-adenina 
dinucleotídeo (NAD+) e nicotinamida-adenina dinucleotídeo fosfato (NADP+). O 
NAD+ e o NADP+ são necessários para várias enzimas envolvidas na geração de 
energia e anabolismo, respectivamente (Brown, 2018).
30
Figura 18: Vitamina B2 ou riboflavina
Fonte: Plataforma Deduca 2019.
A vitamina B2, ou riboflavina, é a precursora da flavina adenina dinucleotídeo (FAD) 
e da flavina mononucleotídeo (FMN). A FAD e a FMN desempenham uma função 
semelhante à do NAD+ e NADP+ (Brown, 2018).
Figura 19: Vitamina B5 ou ácido pantotênico
Fonte: Plataforma Deduca 2019.
A vitamina vitamina B5, ou pantotênico, é convertido em coenzima, que está envolvida 
na geração de energia bem como no metabolismo dos lipídios (Brown, 2018). 
31
Figura 20: Vitamina C ou ácido ascórbico.
Fonte: Plataforma Deduca 2019.
A vitamina C, ou ácido ascórbico, é um cofator por si só, em especial em reações 
enzimáticas que transformam aminoácidos nos polipeptídios de colágeno, formando 
a estrutura em tríplice hélice que o colágeno adota nos tecidos conjuntivos (tendões, 
ligamentos, cartilagem e ossos). Quando há uma deficiência de vitamina C na dieta, 
as fibrilas de colágeno defeituoso afetam gravemente os tecidos conjuntivos, levando 
a uma doença denominada escorbuto (Brown, 2018).
Classificação das Vitaminas (Hidrossolúveis e 
Lipossolúveis), Hipovitaminoses e as Reações 
Fisiológicas com a Participação das Vitaminas
As vitaminas podem ser classificadas em dois grupos de acordo com sua solubilidade: 
lipossolúveis e hidrossolúveis. 
As vitaminas lipossolúveis são as A, D, E e K e sua absorção no intestino necessita de 
gordura e bile. Devido à sua natureza apolar, se ingeridas em grandes quantidades, 
tendem a acumular-se no fígado e no tecido adiposo e podem causar problemas. Já 
as hidrossolúveis consistem nas vitaminas presentes no complexo B e a vitamina C 
e não se acumulam quando ingeridas em altas doses, mas são eliminadas pela urina. 
Apesar de serem necessárias em pequenas quantidades, a carência de algumas 
vitaminas pode acarretar doenças específicas, como beribéri, escorbuto, raquitismo 
e xeroftalmia. As vitaminas são extensivamente utilizadas como fármacos, nesse 
sentido, são administradas em doses superiores às necessidades nutricionais. 
No entanto, a niacina (vitamina B3) continua sendo a única vitamina cujo efeito 
farmacológico foi cientificamente comprovado. De fato, ela atua no fígado reduzindo 
a síntese de colesterol (MARZZOCO; TORRES, 2018; PINTO, 2017). 
32
As principais vitaminas lipossolúveis são:
Vitamina A
Funções: a vitamina A faz parte da púrpura visual, que tem por função a visão na 
luz fraca. Ela atua nos processos de crescimento e desenvolvimento normais 
dos tecidos ósseo e dentário. Além disso, age na regeneração epitelial. 
Vitamina D
Funções: regulação do cálcio e fósforo, atua na mecânica da contração 
muscular, coagulação sanguínea, condução dos impulsos nervosos aos 
músculos, permeabilidade das membranas celulares, além de extrusão de 
vesículas celulares, como neurotransmissores e hormônios.
Vitamina E
Funções: atua como antioxidante para prevenir a formação de espécies 
reativas de oxigênio e peróxidos; age sobre as gônadas, estimulando a 
espermatogênese; e influencia a absorção da vitamina A.
Vitamina K
Funções: atua na coagulação do sangue, atuando na biossíntese da protrombina 
no fígado. A manutenção do tempo normal da protrombinase decorre do efeito 
da vitamina K sobre os fatores de coagulação.
As vitaminas hidrossolúveis: englobam o complexo B (tiamina, riboflavina, cobalamina, 
biotina, piridoxina, niacina, ácido fólico, ácido pantotênico) e vitamina C. Em altas 
concentrações, são absorvidas pela borda em escova do trato gastrintestinal por 
meio de difusão simples; já em baixas concentrações, sofrem absorção intestinal 
por meio de processos mediados por carreadores. Diferentemente das vitaminas 
lipossolúveis, as hidrossolúveis não são armazenadas em quantidades significativas 
e, por isso, devem ser ingeridas de forma contínua pela dieta. As funções das principais 
vitaminas hidrossolúveis estão listadas a seguir (PINTO, 2017).
33
Vitamina B1
Funções: exerce papel fundamental no ciclo das pentoses-fosfato. É essencial 
no funcionamento do sistema nervoso e no metabolismo dos cetoácidos, uma 
vez que o pirofosfato de tiamina (a forma fisiologicamente ativa) é necessária 
para a descarboxilação oxidativa do ácido pirúvico.
Vitamina B2
Funções: participa da formação de grupos prostéticos de várias enzimas quando 
na forma de flavina-mononucleotídeo (FMN) ou flavina-adenina-dinucleotídeo 
(FAD), que atuam como agentes de transferência de elétrons no metabolismo 
de ácidos graxos e aminoácidos. Participa também nos fenômenos da visão 
devido à sua fotossensibilidade.
Niacina
Funções: envolvida com o metabolismo de energia, uma vez que participa na 
composição da nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADH) e nicotinamida 
adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH). Além da dieta, a niacina é a única vitamina 
que pode ser sintetizada no organismo humano a partir de um aminoácido, o 
triptofano, no entanto a síntese não supre as necessidades metabólicas.
Vitamina B5, ou ácido pantotênico
Funções: o ácido pantotênico é necessário para a síntese da coenzima A. A 
molécula de acetil-CoA tem um papel extremamente relevante no metabolismo, 
participando do ciclo do ácido cítrico. Além disso, a coenzima A é precursora 
da síntese de ácidos graxos e na acetilação de aminas e aminoácidos, por 
exemplo. Os seres humanos podem obter ácido pantotênico dos nutrientes 
da dieta ou por meio da síntese realizada pela microbiota do intestino grosso.
Vitamina B6, ou piridoxina
Funções: participa da síntese de aminoácidos, incluindo racemização, 
descarboxilação, transaminação e dessulfuração. A piridoxina na forma 
de piridoxal-5’-fosfato (PALP) exerce papel fundamental nos sistemas 
enzimáticos. A conversão da metionina em cisteína também depende de 
piridoxina.
34
Vitamina B9, ou ácido fólico
Funções: o ácido fólico atua sobretudo em tecidos com rápida divisão celular, 
como medula óssea e mucosa gastrintestinal. Em pequenas concentrações, o 
folato é absorvido por meio de um sistema detransporte ativo; enquanto em 
grandes quantidades, a absorção ocorre por meio de difusão passiva. O ácido 
fólico em sua forma reduzida, atua na via de biossíntese de nucleotídeos. A 
interação do ácido fólico com a vitamina B12 é indispensável para a síntese e 
a maturação dos eritrócitos.
Vitamina B12
Funções: não pode ser sintetizada pelo organismo humano. Atua como 
substância intermediária na síntese de eritrócitos, bainha dos nervos, síntese 
de ácidos nucleicos e na maturação de células epiteliais, sobretudo enterócitos.
Biotina
Funções: está presente como cofator em enzimas carboxilases, relacionadas 
com importantes vias metabólicas, como a gliconeogênese, a síntese de ácidos 
graxos e o catabolismo de proteínas. A maior parte da biotina presente nos 
alimentos está na forma de biocitina. 
Vitamina C
Funções: atua no metabolismo do ferro, da glicose e dos demais glicídios 
e facilita a absorção das hexoses e a glicogênese hepática; participa como 
doador de elétrons a radicais livres, tendo função antioxidante; e atua ainda no 
metabolismo da fenilalanina e da tirosina.
A hipovitaminose ocorre quando as quantidades de vitaminas (de qualquer uma delas) 
está abaixo da quantidade mínima requerida. Em geral, estas deficiências (ver Tabela 
3) ocorrem em decorrência da alimentação insatisfatória, mas também podem surgir 
como consequência de problemas de saúde. A hipovitaminose pode ser classificada 
em: primária e secundária. 
Na primária, a causa da deficiência vitamínica se dá devido à insuficiente ingestão 
da mesma. Na secundária, esta deficiência se dá em decorrência de problemas de 
saúde que diminuem a absorção, a utilização ou mesmo a função das vitaminas 
35
no organismo. O consumo em excesso de álcool ou tabagismo está relacionado 
ao desenvolvimento da hipovitaminose secundária, entre outros fatores referentes 
ao estilo de vida. Entretanto, os indivíduos que possuem dieta variada têm poucas 
chances de desenvolver hipovitaminose, uma vez que é muito provável que estejam 
reabastecendo os estoques das vitaminas na frequência necessária (PACHECO, s.d.). 
Vitaminas Principais Fontes Doenças de Carên-cia
A (Retinol ou Axeroftol)
Vegetais verdes e amarelos; 
óleo de fígado de peixe; gema 
de ovo; leite
Hemeralopia (cegueira 
noturna), xeroftalmia 
(cegueira total por 
ressecamento da córnea). 
Pele seca e escamosa, 
diminuição da resistência a 
infecções. 
D (Calciferol)
Óleo de fígado de peixe; gema 
de ovo; produzida na pele 
pela ação de raios solares
Raquitismo (encurvamento 
de ossos por deficiência de 
cálcio).
E (Alfatocoferol)
Vegetais verdes; óleos 
vegeteis cereais; fígado 
bovino
Anemia (diminuição de 
glóbulos vermelhos no 
sangue)
K (Naftoquinona) Vegetais verdes; produzidos por bactérias no intestino
Enfraquecimento do processo 
de coagulação sanguínea, 
levando à hemorragia.
B1 (Tiamina) Cereais; legumes; nozes; fígado bovino
Beribéri (fraqueza e 
inflamação dos nervos)
B2 (Riboflavina) Leite; hortaliças; ovos; queijo Rachamento da pele e deficiência visual
B3 (Niacina ou 
nicotinamida)
Carne; cereais; peixe; 
levedura
Pelagra (diarreia e lesões 
cutâneas)
B6 (Piridoxina) Cereais; gema de ovo; fígado bovino.
Anemia; convulsões 
(contrações musculares 
agitadas e desordenadas 
independentes da vontade)
B12 
(Cianocobalamina)
Fígado bovino; ovos; leite; 
carnes; peixes; ostra.
Anemia; lesões do sistema 
nervoso.
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C (Ácido ascórbico)
Frutos cítricos e outros 
(tomate, acerola, camu-
camu) batata, hortaliças
Escorbuto (hemorragias 
internas e edemas 
articulares); gengivite; 
hemorragias nasais.
Biotina
Fígado bovino; leite; cereais; 
levedura; produzidas por 
bactérias intestinais.
Fadiga; depressão; náuseas; 
lesões cutâneas
Ácido fólico
Hortaliças; germe de trigo; 
frutos; levedura; fígado 
bovino.
Anemia
Ácido pantotênico Carne; cereais; ovos; legumes; levedura; nozes.
Lesões do sistema nervoso e 
digestivo.
Tabela 2: Resumo das principais vitaminas, fontes e doenças causadas por sua carência
Fonte: Bettelheim (2016, p.267-270).
Para fixar o conteúdo sobre vitaminas assista o vídeo: https://
www.youtube.com/watch?v=5Ct22BUOgmQ. Acesso em: 16 nov. 
2022.
Saiba mais
Coenzimas: Estrutura e Funções
Segundo Voet e Voet (2013), apesar de as enzimas catalisarem a maioria das reações, 
elas trabalham em associação a pequenas moléculas, os cofatores, que funcionam 
como se fossem os “dentes químicos” das enzimas. Os cofatores podem ser íons 
metálicos, tais como o Zn+, ou moléculas orgânicas, chamadas de “coenzimas”, tal 
como o NAD+. Alguns cofatores, por exemplo o NAD+, associam-se às enzimas de 
maneira tão rápida que acabam funcionando como cossubstratos. As coenzimas 
são modificadas quimicamente durante as reações enzimáticas em que participam. 
Sendo assim, para que o ciclo catalítico seja completo, as coenzimas devem retornar 
aos seus estados iniciais. No caso de coenzimas ligadas transitoriamente, como 
o NAD+, a regeneração é catalisada por uma outra enzima. Um complexo enzima-
cofator cataliticamente ativo é chamado de holoenzima. A proteína enzimaticamente 
inativa que resulta da remoção do cofator da holoenzima é denominada de apoenzima. 
Todas as vitaminas da dieta humana que são precursoras de coenzimas são vitaminas 
solúveis em água (hidrossolúveis). Já as vitaminas lipossolúveis, como as vitaminas 
A e D, não são componentes de coenzima (VOET; VOET, 2013). 
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Um exemplo de coenzima é a coenzima A, um dos cofatores que apresentam em 
sua estrutura uma molécula de adenosina (Figura 13). Além da função de cofator 
de reações enzimáticas, ela é responsável pela transferência dos ácidos graxos do 
citoplasma para a mitocôndria.
Figura 21: Estrutura da coenzima A
Fonte: Bellé e Sandri (2014, p. 128).
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Conclusão 
Neste conteúdo, foi possível conhecer os fundamentos da Bioquímica, na qual 
introduzimos os principais componentes moleculares das células e a participação 
nos processos biológicos. Vimos a importância da água, conhecida como solvente 
universal, analisando sua estrutura e propriedades, e como ela interage nas células 
dos seres vivos. O conceito de pH foi colocado para que fosse possível compreender 
como o organismo cria o mecanismo de tamponamento, protegendo assim o 
sistema biológico de variações bruscas de acidez e alcalinidade. Além disso, foram 
apresentadas as consequências caso isso aconteça, como a acidose e a alcalose 
metabólica e respiratória. Por fim, aprendemos sobre as vitaminas, as quais são 
fundamentais para o bom funcionamento de nosso organismo; e sobre as coenzimas, 
que funcionam em conjunto com as enzimas aumentando os tipos de reações 
orgânicas que podem ser catalisadas.
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Referências
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biomoléculas. São Paulo: Érica, 2014.
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nas diferentes fases da vida, na saúde e na doença. Barueri: Manole, 2013.
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