Prévia do material em texto

UNIP UNIVERSIDADE PAULISTA Interativa Fisiopatologia das Doenças Endócrinas e Nutricionais Autor: Prof. Flávio Buratti Gonçalves Colaboradoras: Profa. Mônica Teixeira Profa. Carolina KurashimaProfessor conteudista: Flávio Buratti Gonçalves Biomédico graduado pela Universidade de Mogi das Cruzes (1996), especialista em Diagnóstico Laboratorial de Doenças Tropicais pela FMUSP e em Acupuntura Tradicional Chinesa. Mestre em Saúde Pública pela Faculdade de Saúde Pública da USP (2000). Doutor em Patologia Ambiental e Experimental pela Universidade Paulista (UNIP) (2017). Possui habilitação nas áreas de análises clínicas, microbiologia, imunologia, parasitologia, saúde pública e acupuntura. Atualmente é coordenador do curso de Biomedicina na modalidade semipresencial e docente da UNIP, nas áreas de Microbiologia, Imunologia, Parasitologia e Bioquímica. Atua nas linhas de pesquisa de Patologia Ambiental e Experimental (Neuroimunopatologia), Microbiologia e Imunologia. É membro do Banco de Avaliadores (BASis) do INEP. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) G635f Gonçalves, Flávio Fisiopatologia das Doenças Endócrinas e Nutricionais / Flávio Buratti Gonçalves. - São Paulo: Editora Sol. 2021. 168 p., il. Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e Pesquisas da UNIP, Série Didática, ISSN 1517-9230. 1. Patologia. 2. 3. Sistemas. I. Título. CDU U511.45 21 Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem permissão escrita da Universidade Paulista.Prof. Dr. João Carlos Di Genio Reitor Prof. Fábio Romeu de Carvalho Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças Profa. Melânia Dalla Torre Vice-Reitora de Unidades Universitárias Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez Vice-Reitora de Pós-Graduação e Pesquisa Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez Vice-Reitora de Graduação Unip Interativa - EaD Profa. Elisabete Brihy Prof. Marcello Vannini Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar Prof. Ivan Daliberto Frugoli Material Didático - EaD Comissão editorial: Dra. Angélica L. Carlini (UNIP) Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR) Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT) Apoio: Profa. Cláudia Regina Baptista - EaD Profa. Deise Alcantara Carreiro - Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos Projeto gráfico: Prof. Alexandre Ponzetto Revisão: Auriana Malaquias Jaci AlbuquerqueSumário Fisiopatologia das Doenças Endócrinas e Nutricionais APRESENTAÇÃO 9 INTRODUÇÃO 9 Unidade I 1 CONCEITOS BÁSICOS DE PATOLOGIA GERAL 11 1.1 Homeostase e saúde 11 1.2 História da patologia 12 1.3 Patologia e fisiopatologia - conceitos 13 1.4 Agentes causadores de doença - estresse e estímulos nocivos 14 1.4.1 Agentes biológicos 16 1.4.2 Agentes físicos 17 1.4.3 Agentes químicos 22 1.4.4 Herança genética 22 1.4.5 Desequilíbrio nutricional 23 2 FISIOPATOLOGIA DA OBESIDADE 55 2.1 Obesidade - aspectos gerais 55 2.2 Regulação da ingestão de alimentos 57 2.3 Índice de massa corporal (IMC), forma e composição corporal, e risco de doença 59 2.4 Avaliação médica de pacientes com obesidade 61 2.5 Obesidade - conduta terapêutica 62 2.5.1 Hábitos alimentares saudáveis 62 2.5.2 Atividade física e qualidade de vida 63 2.5.3 Tratamento medicamentoso 64 2.5.4 Tratamento cirúrgico - a cirurgia bariátrica, tipos e aplicações 65 2.6 Síndrome de dumping 71 3 FATORES DE RISCO ASSOCIADOS À OBESIDADE 72 3.1 Dislipidemia 72 3.2 Aterosclerose 74 3.3 Hipertensão 76 3.3.1 Papel nervoso no controle da PA 76 3.3.2 Controle renal da pressão arterial 78 3.3.3 Disfunção endotelial 79 3.3.4 Sensibilidade ao sal 804 FISIOPATOLOGIA DOS DISTÚRBIOS CIRCULATÓRIOS 81 4.1 Edema 81 4.1.1 Equilíbrio de Starling 81 4.1.2 Mecanismos de edema tecidual 83 4.1.3 Edema por aumento da permeabilidade vascular 84 4.1.4 Edema por aumento da pressão hidrostática sanguínea 84 4.1.5 Edema na insuficiência cardíaca 85 4.1.6 Edema na hipoproteinemia 85 4.2 Hiperemia e congestão 86 4.3 Trombose 88 4.3.1 Lesão endotelial 89 4.3.2 Alterações do fluxo sanguíneo 90 4.3.3 Hipercoagulabilidade 91 4.3.4 Trombose venosa (flebotrombose) 92 4.3.5 Coagulação intravascular disseminada 93 4.4 Embolia 94 4.4.1 Tromboembolia pulmonar 94 4.4.2 Êmbolos grandes 94 4.4.3 Êmbolos de médio volume 94 4.4.4 Êmbolos de pequeno volume 95 4.4.5 Tromboembolia arterial 95 4.4.6 Embolia pulmonar 95 Embolia gasosa 96 4.4.8 Embolia por líquidos 97 4.5 Hemorragia 98 4.5.1 Hemorragia por rexe 98 4.5.2 Hemorragia por diapedese 99 4.6 Infarto 99 4.7 Insuficiência cardíaca 102 4.8 Endocardite, miocardite e pericardite 102 4.9 Choque circulatório 106 4.10 Doenças arteriais coronariana e oclusiva associadas à aterosclerose 110 Unidade 5 FISIOPATOLOGIA DOS DISTÚRBIOS DO SISTEMA DIGESTÓRIO 115 5.1 Distúrbios da boca e do esôfago 116 5.1.1 Obstrução esofágica e acalásia 116 5.1.2 Esofagite 117 5,2 Distúrbios do estômago 120 5.2.1 Gastrite aguda e gastrite crônica 121 5.2.2 Úlcera péptica 122 5.3 Patologias do intestino delgado e cólon 123 5.3.1 Doença celíaca 123 5.3.2 Síndrome da má absorção 1245.3.3 Enterocolite infecciosa 124 5.3.4 Doença de Crohn 124 5.3.5 Colite e retocolite ulcerativa 124 5.3.6 Hemorroidas 125 5.3.7 Intolerância à lactose 125 5.3.8 Constipação 126 5.3.9 Síndrome do intestino irritável 126 5.3.10 Disbiose 127 6 FISIOPATOLOGIA DOS DISTÚRBIOS DO FÍGADO, VIAS BILIARES E PÂNCREAS 128 6.1 Cirrose 128 6.2 Hipertensão portal 129 6.3 Icterícia 130 6.4 Colestase 131 6.5 Colelitíase e colecistite 132 6.6 Pancreatite aguda 135 6.7 Pancreatite crônica 136 7 FISIOPATOLOGIA DOS DISTÚRBIOS DO SISTEMA ENDÓCRINO 137 7.1 Hipófise, tireoide e paratireoide 137 7.1.1 Hipopituitarismo 137 7.1.2 Hipertireoidismo 137 7.1.3 Hipotireoidismo 138 7.1.4 Hiperparatireoidismo 139 7.1.5 Hipoparatireoidismo 139 7.2 Pâncreas endócrino e glândulas suprarrenais 139 7.2.1 Diabetes melito e síndrome metabólica 139 7.2.2 Insulinoma (hiperinsulinemia) 141 7.2.3 Síndrome de Cushing 141 7.2.4 Insuficiência adrenocortical 141 8 ALTERAÇÕES ANATOMOPATOLÓGICAS E APRESENTAÇÃO DE CASOS 141 8.1 Sistema cardiovascular (coração) 141 8.2 Sistema gastrointestinal (estômago, intestino, fígado, pâncreas e vesícula biliar) 143 8.3 Sistema endócrino (tireoide) 1468APRESENTAÇÃO Objetivamos com este livro apresentar os principais tópicos que norteiam a patologia geral, a patologia específica, bem como os conceitos fundamentais da anatomia patológica. Por meio do estudo dos processos patológicos básicos, será possível compreender os elementos celulares e todos os processos fisiológicos que regulam as funções normais dos nossos órgãos, tecidos e sistemas cuja função é manter a homeostase no nosso organismo. Uma vez que nos apropriarmos desses conhecimentos, é possível reconhecer os principais processos patológicos. Enfatizamos, portanto, os aspectos comuns a diferentes doenças quanto as suas causas, mecanismos patogênicos, lesões estruturais (microscópicas e macroscópicas) e alterações da função que envolvem com base no entendimento. Para melhor compreensão do leitor, abordamos inicialmente os processos básicos e, na sequência, os principais processos patológicos envolvendo os diferentes sistemas orgânicos, como os sistemas circulatório, digestório e endócrino e as principais alterações macroscópicas perceptíveis no exame anatomopatológico. INTRODUÇÃO Neste livro-texto, estudaremos os principais processos fisiopatológicos associados a distúrbios endócrinos e nutricionais. A fisiopatologia é entendida como uma quebra da homeostasia caracterizada por processos celulares, teciduais e orgânicos que não são revertidos por mecanismos fisiológicos, resultando em lesão (inicialmente celular, que se manifesta no tecido como um todo), que, se não for revertida, levará à instalação da doença propriamente dita. A patologia como ciência se baseia na observação do órgão ou sistema que apresenta funções padronizadamente fora do seu funcionamento normal (fisiológico). Assim, 0 estudo dessa ciência é fundamental no conhecimento da fisiologia, para que se compreenda as alterações causadas pela quebra da homeostasia que caracteriza a patologia. Desse modo, devemos nos atentar aos estudos não só da fisiologia, mas também de histologia e biologia celular (de forma geral e específica de cada tecido), para que possamos aplicar as possíveis alterações de forma assertiva em cada doença, aumentando a incidência de diagnósticos e tratamentos bem orientados a fim de reestabelecer a homeostasia. A patologia é a disciplina médica que descreve condições normalmente observadas durante um estado de doença, enquanto a fisiologia é a disciplina biológica que descreve processos ou mecanismos que operam dentro de um organismo. A primeira descreve uma condição anormal ou indesejada, enquanto essa última procura explicar as alterações funcionais que estão ocorrendo em um indivíduo devido a uma doença ou estado patológico. Este livro busca ser atrativo e didático destinando-se a servir como instrumento da aprendizagem para os estudantes de nutrição no estudo da fisiopatologia. Os conteúdos selecionados buscam atender de forma objetiva, clara e concisa os conceitos mais relevantes da patologia geral, da patologia específica e da anatomia patológica. Com esse aprendizado, estudante deverá adquirir as habilidades e competências necessárias à formação de nutricionista, estando apto a reconhecer as alterações do estado de saúde, interpretar a evolução das doenças e elaborar um plano preventivo, além de propostas terapêuticas. Bons estudos! 9FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Unidade I 1 CONCEITOS BÁSICOS DE PATOLOGIA GERAL 1.1 Homeostase e saúde Para que seja possível 0 entendimento dos seus processos fisiopatológicos, é de fundamental importância que revisemos os conceitos básicos da fisiologia, de modo a melhor compreender pleno e normal funcionamento do organismo. A célula normal é condicionada a manter-se em uma faixa razoavelmente estreita de função e estrutura por seu estado de metabolismo, diferenciação e especialização, por limitações das células vizinhas e pela disponibilidade de substratos metabólicos. Porém vale ressaltar que a mesma célula é capaz de sustentar as demandas fisiológicas, mantendo um estado normal chamado homeostasia. Nesse sentido cada célula que constitui nosso organismo está diretamente envolvida na manutenção de um estado dinâmico de equilíbrio, qual denominamos homeostase. Qualquer alteração ou lesão, por menor que seja, eventualmente pode comprometer 0 organismo como um todo. A manutenção da homeostase é, de certa forma, uma responsabilidade integrada entre três estruturas cerebrais importantes, sendo elas a medula oblonga, que corresponde à parte do tronco cerebral ligada à manutenção das funções vitais, como respiração, circulação, entre outras; a hipófise, que regula a função de outras glândulas, estando diretamente associada ao crescimento, maturação e reprodução de um indivíduo; e sistema reticular, que se configura como uma intrincada rede de núcleos e fibras provenientes de células nervosas no tronco cerebral e na medula espinal, diretamente associado ao controle dos reflexos vitais, como na função cardiovascular. A homeostase é sustentada por mecanismos de autorregulação que também são retroestimulados, sendo conhecidos, como: Retroestimulação positiva: responsável por ampliar a alteração sistêmica, interferindo na homeostase. Exemplo disso é quando coração bombeia sangue com maior velocidade e mais força numa situação de choque. Nessas situações, se houver evolução, a ação do coração pode demandar mais oxigênio do que a quantidade normalmente disponível, 0 que pode acarretar uma insuficiência cardíaca. Retroestimulação negativa: processo, estimulado pelas alterações no organismo, restaura a homeostase corrigindo deficiências. Pode-se exemplificar que, quando há alterações provocadas pela elevação da glicose, é desencadeado aumento na produção de insulina pelo pâncreas, que leva esse mecanismo a efetuar a redução dos níveis de glicose aos patamares normais, vindo a restaurar o equilíbrio sistêmico. 11Unidade I Cada mecanismo de retroestimulação, independentemente se positivo ou negativo, apresenta três componentes básicos, sendo estes: um sensor responsável por detectar as mudanças na homeostase, normalmente expressa por alterações dos impulsos nervosos ou de níveis hormonais; um centro de controle no sistema nervoso central (SNC), qual recebe sinais advindos do sensor e regula a resposta do organismo perante as alterações; dando início ao mecanismo de execução qual é diretamente responsável por restabelecer a homeostase. 0 Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA, no documento Healthy People 2020 (CENTERS FOR DISEASE.. 2019), descreve os parâmetros para as condições de saúde como: Alcançar uma vida livre de doenças, incapacidade, lesões e morte prematura passíveis de prevenção. Alcançar a equidade em saúde e eliminar as disparidades. Promover a boa saúde para todos. Promover comportamentos saudáveis por toda a vida. 0 desenvolvimento de doenças é denominado patogênese, e, a menos que sejam identificadas e tratadas com brevidade e eficiência, sua maioria evolui de forma sintomática bastante conhecida. Algumas são autolimitadas, 0 que determina uma evolução rápida com a necessidade de pouca ou nenhuma intervenção, outras podem ser crônicas e acabam por estabelecer longos períodos de eventuais manifestações sintomáticas conhecidas como remissões e/ou exacerbações. Observação Em 1948, preâmbulo da Constituição da Organização Mundial da Saúde (OMS) definiu saúde como um estado de completo bem-estar físico, mental e social, e não exclusivamente a ausência de doenças e enfermidades. 1.2 História da patologia Entre tantos pesquisadores que contribuíram para crescimento da patologia, destaca-se alemão Rudolf Ludwig Karl Virchow (1821-1902). Suas contribuições científicas serviram de base para a integração dos métodos experimentais mais avançados da sua época. Virchow colocou a patologia no centro da prática da medicina, 0 que lhe valeu reconhecimento como fundador da patologia científica moderna. Em 1858, publicou a sua obra principal, A patologia celular, baseada em histologia, fisiologia e patologia. Nela, apresentou a teoria celular, em clara oposição às teorias anteriores a sua, que defendiam que nível básico de manifestação das doenças era 0 dos tecidos. Segundo Virchow, as doenças são causadas pela alteração das células do corpo, que constituem as unidades vitais das funções biológicas e da morfologia. Ao seu conceito de patologia, integrou descobertas e métodos da histologia e da fisiologia, e, para embasar seu estudo, uso do microscópio foi primordial. 12FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS A partir de seus achados, a atividade dos patologistas adquiriu grande relevância no campo da medicina, colocando em destaque 0 valor dos resultados das análises histológicas e citológicas para diagnóstico das doenças e desenvolvimento da atividade clínica. Virchow ainda contribuiu na identificação das células cancerosas da leucemia e no estudo sobre circulação e coagulação sanguínea, cunhou termo trombose e descreveu fenômeno da embolia. Rudolf Virchow é considerado 0 pai da patologia moderna e da medicina social. Em 1856, assumiu a cadeira de anatomia patológica na Universidade de Berlim. Durante a Guerra Franco-Prussiana, liderou primeiro hospital móvel para atender os soldados no front. Preocupado com os aspetos sociais da medicina e da higiene, participou na fundação de vários hospitais e defendeu a necessidade de sistemas de esgoto para a eliminação das águas residuais das grandes cidades. Em 1847, junto a seu colega Benno Reinhardt, criou sua própria revista médica, hoje conhecida como Virchow's Archiv. A revista aceitava apenas trabalhos originais, e diferentemente da maioria das outras revistas científicas, focadas num público especializado, sua revista era para todos, incluindo leigos, pois acreditava que não adianta mostrar os avanços científicos apenas na forma de teses. Tendo em vista uma vida dedicada à ciência, sem nunca negligenciar as causas sociais, podemos afirmar que Virchow foi um homem comprometido com 0 seu tempo. 1.3 Patologia e fisiopatologia - conceitos Patologia significa estudo das doenças (do grego pathos, doença, sofrimento, e logos, estudo). Essa ciência estuda as causas das doenças, os mecanismos que as produzem, os locais onde ocorrem e as alterações moleculares, morfológicas e funcionais que apresentam. Também fornece bases para compreender seus fatores essenciais, como manifestações clínicas, diagnóstico, prevenção, tratamento, evolução e prognóstico. Os quatro aspectos de um processo de doença que formam cerne da patologia são sua causa etiologia os mecanismos do seu desenvolvimento patogenia as alterações bioquímicas e estruturais induzidas nas células e nos órgãos do corpo alterações moleculares e morfológicas e as consequências funcionais dessas alterações manifestações clínicas. Etiologia ou causa. A ideia de que as doenças eram causadas é extremamente antiga, datando desde 2500 a.C. Por meio de relatos históricos antigos, percebe-se que se alguém adoecesse, a culpa era do próprio paciente (por ter pecado) ou por obra de agentes externos, como maus odores, frio, maus espíritos ou deuses. Atualmente, surgiram duas principais classes de fatores etiológicos, sendo os de origem genética (por exemplo, mutações herdadas e doenças associadas com variantes genéticas, ou polimorfismo) e os adquiridos (por exemplo, infecciosos, nutricionais, químicos, físicos). 0 conceito de que um agente etiológico seja a causa de uma doença desenvolvido a partir do estudo de infecções e distúrbios monogênicos não é aplicável à maioria das doenças. Sabe-se que parte dos problemas de maior importância hoje, em termos de saúde pública, que afetam boa parcela da população, é em sua maioria multifatorial e surge dos efeitos de vários estímulos a um indivíduo 13Unidade I Patogenia. É a sequência de eventos na resposta das células ou tecidos ao agente etiológico, partindo da compreensão do estímulo inicial à forma como se apresenta no final da doença. Mesmo nas situações em que a priori a causa inicial de uma doença seja conhecida, como nas infecções, por exemplo, estudo da patogenia continua a ser um dos principais domínios da patologia, destacando-se também os eventos bioquímicos e morfológicos eventualmente associados. As novas tecnologias vêm apresentando a possibilidade de abordagens inovadoras, sobretudo sobre aspectos terapêuticos, e, por essas razões, 0 estudo da patogenia nunca foi tão desafiador e estimulante aos profissionais da área da saúde. Alterações moleculares e morfológicas. São alterações estruturais nas células ou tecidos características de uma doença e que favorecem diagnóstico de um processo sobre aspectos etiológicos. Nesse sentido, a utilização da patologia diagnóstica identifica os fatores causais, ou seja, a natureza do processo e de sua progressão, e, para isso, a patologia diagnóstica vale-se do estudo das alterações morfológicas nos tecidos e alterações químicas nos pacientes. Manifestações clínicas. As alterações e ou anormalidades funcionais são resultado final das alterações genéticas, bioquímicas e estruturais nas células e tecidos, as quais acabam por gerar as manifestações clínicas (sinais e sintomas) da doença, bem como sua progressão (curso clínico e consequência). De forma geral, as doenças iniciam-se com alterações moleculares ou estruturais nas células, conceito formulado primeiramente, no século XIX, por Rudolf Virchow. Como já dito, as doenças têm causas que atuam por mecanismos variados, os quais produzem alterações moleculares e/ou morfológicas nos tecidos, resultando em alterações funcionais no organismo ou em parte dele produzindo manifestações subjetivas (sintomas) ou objetivas (sinais). A patologia cuida dos aspectos de etiologia (estudo das causas), patogênese (estudo dos mecanismos), anatomia patológica (estudo das alterações morfológicas dos tecidos que, em conjunto, recebem nome de lesões), fisiopatologia (estudo das alterações funcionais de órgãos e sistemas afetados) e semiologia (estudo dos sinais e sintomas das doenças). Todas essas áreas objetivam determinar, de forma conjunta, diagnóstico (propedêutica) a partir do qual se estabelecem 0 prognóstico, tratamento e a prevenção da doença. Para ser mais bem compreendida e estudada, a patologia pode ser dividida em dois grupos ou temáticas, denominadas assim de patologia geral e patologia especial. A patologia geral estuda os aspectos comuns às várias doenças em relação as suas causas, patogênese, lesões estruturais e alterações funcionais; já a patologia especial, também conhecida como sistêmica, estuda as doenças de determinado órgão ou sistema (por exemplo, sistema respiratório, cavidade oral), ou as doenças agrupadas por suas causas (por exemplo, infecciosas, causadas por radiações etc.). 1.4 Agentes causadores de doença estresse e estímulos nocivos Os agentes responsáveis pelo aparecimento de doença são conhecidos como fatores ou agentes etiológicos. Entre eles estão os biológicos (por exemplo, bactérias e os físicos (por exemplo, traumatismo, queimaduras, os químicos (por exemplo, pesticidas e nicotina), a herança genética (por exemplo, síndromes cromossômicas) e os excessos ou déficits nutricionais (por exemplo, obesidade e avitaminose). 14FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS A maioria dos agentes etiológicos são inespecíficos, e agentes diferentes podem causar doenças em um mesmo órgão. Por outro lado, um único agente ou trauma pode desenvolver uma doença em diferentes órgãos ou sistemas. Na fibrose cística, por exemplo, um único aminoácido produz uma doença generalizada. Embora um agente patológico isoladamente possa afetar mais de um órgão e diferentes agentes patológicos possam afetar um único órgão, a maioria das doenças não tem apenas uma única causa, muitas têm origem multifatorial, ou seja, várias causas, por exemplo, 0 câncer e as doenças cardíacas. Os diversos elementos que predispõem organismo a alguma doença são chamados fatores de risco. Em geral, as doenças evoluem em inúmeros estágios: Exposição ou lesão: tecido denominado alvo é exposto ao agente causal ou lesado por este. Latência ou período de incubação: período em que indivíduo não manifesta sinais e/ou sintomas da doença. Período prodrômico: surgem os primeiros sinais e sintomas, no entanto, em sua maioria, são inespecíficos e não permitem uma clara identificação do agente causal. Fase aguda: período em que normalmente apresentam-se sinais e sintomas em sua forma mais expressiva, podendo inclusive acarretar complicações. Pode ser denominada forma aguda subclínica se paciente continuar a se comportar como se a doença ainda não estivesse instalada. Remissão: uma nova e eventual fase de latência que deverá ser seguida por outra fase aguda. Remissões acontecem muitas vezes por falha no processo terapêutico, trazendo por vezes situações de maior agravamento quando comparadas à fase aguda inicial. Convalescença: paciente apresenta sinais compatíveis com processo de recuperação. 0 objetivo é que ao término desse processo paciente esteja completamente recuperado e apto a restabelecer suas atividades normais. Recuperação: 0 paciente encontra-se completamente recuperado, em plena capacidade funcional, sem a presença de sinais e/ou sequelas do processo de doença ocorrido. A exemplo das situações de mudança de vida, como término de um relacionamento, a perda de um emprego ou até mesmo algo positivo, como nascimento de um filho, indivíduo busca formas de se adaptar de maneira adequada a elas, e, quando há a incapacidade de adaptação, pode resultar em estresse. A dificuldade de uma pessoa motivada por esse estresse em responder de maneira positiva promove ou agrava uma doença ou condição (ABREU et al., 2002, p. 22-29). 0 quadro a seguir apresenta algumas condições por vezes consideradas bastante comuns associadas ao estresse. 15Unidade I Quadro 1 - Condições favoráveis ao estresse Alterações menstruais Erupções cutâneas Angina Etilismo Ansiedade e ataques de pânico Fraqueza ou espasmo muscular Cefaleias (enxaquecas ou do tipo tensional) Hipertensão Depressão Insônia Desmaio Palpitações cardíacas Disfunção sexual (impotência) Síndrome do intestino irritável Distúrbios alimentares (bulimia, anorexia, entre outros) Úlcera péptica Hans Selye, grande pesquisador sobre estresse e doenças, define alguns estágios presentes na adaptação em face de algum evento estressante, conhecidos como alarme, resistência e recuperação ou exaustão. Na situação de alarme, corpo detecta agente ou a situação estressante e aciona sistema nervoso central à liberação de substâncias químicas para que conhecemos como resposta de luta e fuga. A liberação de epinefrina ocorre mediante a ação da medula simpática adrenal e a liberação de glicocorticoides pelo eixo e adrenal. Esses sistemas, de forma integrada, executam uma resposta mais adequada do corpo ao estresse; tal evento é por muitos denominado liberação adrenérgica do pânico ou da agressão. No estágio de resistência, corpo responde ao estresse e tenta se adaptar. Os mecanismos de cobertura são acionados e, se corpo não conseguir se adaptar, inicia-se estado de exaustão. Os hormônios não são mais produzidos como ocorria no estado de alarme, e em decorrência ocorre lesão de órgãos e tecidos, acarretando aparecimento dos sinais e sintomas das doenças. 1.4.1 Agentes biológicos Os agentes biológicos incluem vírus, bactérias, fungos, protozoários, helmintos e artrópodes. Todos eles podem invadir e/ou colonizar organismo a fim de encontrar condições ideais de abrigo e nutrição e em inúmeros casos acabam por produzir doenças, conhecidas em conjunto como doenças infecciosas. Um agente biológico pode produzir lesão por meio de inúmeros mecanismos, a saber: Ação direta, por invasão de células, nas quais se multiplicam podendo ocasionar a morte e/ou destruição delas. A presença de um microrganismo no interior de uma célula pode ser definida com efeito citopático, e pode ocorrer associada a infecção celular por muitos microrganismos, especialmente vírus e alguns tipos de riquétsias, bactérias e protozoários. Substâncias tóxicas (toxinas) liberadas pelo agente infeccioso: são as exotoxinas de bactérias, de micoplasmas e de alguns protozoários. Pode-se citar como exemplos as toxinas produzidas pelas espécies de Clostridium spp., como C. tetani Clostridium botulinum, bactérias que podem provocar respectivamente tétano e botulismo. 16FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Componentes estruturais ou substâncias armazenadas no interior do agente biológico e liberados após sua morte e desintegração: são as toxinas endógenas, ou endotoxinas. Antigenos/componentes do agente agressor os quais podem aderir à superfície celular ou de outras estruturas teciduais, tornando-se alvo da ação de anticorpos e da imunidade celular dirigida aos epítopos desses microrganismos. Antígenos do microrganismo, que podem ter semelhantes a moléculas dos tecidos humanos. A resposta imunitária contra esses epítopos faz-se também contra componentes similares existentes nos tecidos (autoagressão), a exemplo do que pode vir a ocorrer após sucessivas infecções de repetição por Streptococcus pyogenes e aparecimento posterior de febre reumática, glomerulonefrite de Bruton e endocardite estreptocócica, por similaridade antigênica entre a estreptolisina 0 e proteínas do tecido cardíaco. Integração ao genoma celular (por exemplo, vírus) e alterações na síntese proteica, que pode levar a neoplasias. Inúmeros vírus, por exemplo, apresentam o chamado potencial oncogênico, como já conhecido vírus do papiloma humano (HPV), causador de casos de neoplasia como os de útero e ovário, e vírus de Epstein Barr, causador de linfomas, como o de Burkitt, e carcinomas como de nasofaringe. Todos esses mecanismos agem com maior ou menor intensidade de acordo com a constituição genética do organismo. São também importantes as condições do organismo no momento da invasão pelo microrganismo (estado nutricional, lesões preexistentes etc.). 1.4.2 Agentes físicos Dependendo da intensidade e duração de sua ação, qualquer agente físico pode causar lesão. Entre os agentes físicos, estão a força mecânica, as variações da pressão atmosférica, as variações de temperatura, a eletricidade, a radiação e as ondas sonoras (ruídos). 1.4.2.1 Força mecânica A ação da força mecânica sobre organismo produz vários tipos de lesões, denominadas lesões traumáticas (ou impropriamente chamadas trauma mecânico, já que esse é agente causal, e não a consequência). Estas são as características das feridas: desprendimento ou remoção de células da epiderme; laceração, separação de tecidos, por excessiva força de estiramento (laceração de tendões ou contusão, na qual impacto é transmitido da pele aos tecidos subjacentes, levando à ruptura de pequenos vasos, com hemorragia e edema; incisão ou corte, lesão produzida por ação de instrumentos cortantes; 17Unidade I perfuração, produzida por instrumentos pontiagudos sobre os tecidos, sendo a ferida mais profunda do que extensa; fratura, caracterizada por ruptura de tecidos duros, como ósseo e cartilaginoso. 1.4.2.2 Variações de pressão atmosférica 0 organismo humano suporta melhor aumento da pressão atmosférica do que sua diminuição. Veja a seguir. Síndrome de descompressão A doença por descompressão ou barotrauma é causada por uma diminuição rápida da pressão do meio circundante, ocorrendo algumas vezes em mergulhadores. Essa condição se desenvolve devido à formação de bolhas de nitrogênio na corrente sanguínea e nos tecidos do corpo, normalmente quando 0 mergulhador se desloca de águas profundas para a superfície num curto espaço de tempo. Os sintomas da descompressão variam de acordo com a localização de formação das bolhas no corpo, sendo frequentes dores de cabeça ou vertigens, cansaço ou fadiga, erupções cutâneas, dor nas articulações, fraqueza muscular ou paralisia. Cerca de 50% dos mergulhadores com problemas de descompressão desenvolvem sintomas na primeira hora após mergulho ou dentro das primeiras 24 horas. Em casos mais graves, podem desenvolver dificuldades respiratórias, choque ou perda de consciência. Efeitos de grandes altitudes A doença da altitude ocorre em indivíduos não adaptados que se deslocam para grandes altitudes. Até uma altura de 2.500 m, geralmente, não ocorrem manifestações; entre 3.000 m e 4.000 m, as alterações são frequentes, mas pouco importantes; e acima de 4.000 m, podem aparecer alterações graves. À medida que a altitude aumenta, a pressão atmosférica diminui e menos moléculas de oxigênio encontram-se disponíveis no ar rarefeito. A diminuição do oxigênio disponível afeta 0 corpo de várias maneiras: a frequência e a profundidade da respiração aumentam, alterando equilíbrio de gases nos pulmões e no sangue, elevando a alcalinidade do sangue e prejudicando a distribuição de sais, como sódio e potássio nas células. Como consequência, a água é distribuída de modo diferente entre sangue e os tecidos. Nas altitudes elevadas, sangue contém menos oxigênio, produzindo coloração azulada na pele, nos lábios e nas Depois de alguns dias, organismo produz mais hemácias, transportando então mais oxigênio aos tecidos. Muitas pessoas que vivem no nível do mar, quando ascendem a uma altitude moderada (2.400 m), em um ou dois dias apresentam falta de ar, aumento da frequência cardíaca e cansaço fácil. A maioria melhora em poucos dias. 18FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS 1.4.2.3 Variações de temperatura 0 organismo submetido a baixas temperaturas tenta se adaptar produzindo maior quantidade de calor. A adaptação é temporária, e, se não há proteção adequada, a temperatura corporal começa a baixar, instalando-se a hipotermia (considera-se hipotermia a temperatura corporal abaixo de 35 °C). Quando a temperatura cai, ocorre vasoconstrição periférica, palidez acentuada e redução progressiva da atividade metabólica de todos os órgãos, especialmente do encéfalo e da medula espinal. A causa de morte no resfriamento é, geralmente, falência cardiorrespiratória por inibição dos centros bulbares de controle da respiração e da circulação. A ação local do calor produz queimaduras, cujas lesões podem ser por: liberação de histamina pelos mastócitos, que produz vasodilatação e edema; liberação de substância P das terminações nervosas aferentes; ativação das calicreínas plasmática e tecidual, com liberação de bradicinina, que aumenta a vasodilatação e edema; lesão direta da parede vascular, que pode aumentar 0 edema, produzir hemorragia e levar à trombose de pequenos vasos, resultando em isquemia e necrose. Se indivíduo é submetido a temperaturas elevadas (excesso de sol, proximidade de caldeiras), pode haver elevação progressiva da temperatura corporal, a hipertermia. Quando a temperatura corporal atinge ou ultrapassa 40 °C, ocorre vasodilatação periférica, abertura dos capilares e sequestro de grande quantidade de sangue na periferia, iniciando quadro de insuficiência circulatória periférica (choque térmico clássico). 1.4.2.4 Radiações ionizantes As lesões causadas por radiações ionizantes em humanos decorrem de inalação ou ingestão de poeira ou alimentos que contenham radioativas, que ocorre em: trabalhadores de minas em que são abundantes os minerais radioativos, como rádio; exposição a radiações com fins terapêuticos ou diagnósticos; contato acidental com radiações emanadas de artefatos nucleares, como reatores, aparelhos de radioterapia ou de radiodiagnóstico; bombas nucleares. A radiação ionizante de uma forma dose-dependente pode causar mutação nas células e as matar por múltiplas vias, incluindo morte celular por apoptose, necrose ou redistribuição de células para outros compartimentos. A radiação ionizante interage com alvos intracelulares produzindo radicais livres e causando uma ruptura no DNA. 19Unidade I 0 dano tecidual é dependente da radiossensibilidade dos diferentes tecidos, com efeito particularmente alto em espermatócitos nos linfócitos circulantes, células na medula óssea e células da cripta nos intestinos. 0 dano nas células é em grande parte dependente das doses de radiação. A ruptura do DNA geralmente é reparada por uma variedade de mecanismos. Esse reparo pode levar a pequenas mutações, enquanto falhas de cadeia dupla podem levar a translocações cromossômicas, inversões e fusões de telômeros. Embora as translocações cromossômicas, inversões e mutações pontuais sejam tipicamente lesões não letais, tais aberrações cromossômicas induzidas por radiação podem ser as lesões iniciais que levam ao efeito atrasado de carcinogênese. Efeitos da luz solar A luz solar contém amplo espectro de radiações. A radiação infravermelha produz calor, sendo responsável em parte por queimaduras solares. As radiações ultravioletas são potencialmente mais Os raios UVC são absorvidos pela camada de ozônio e não chegam à superfície da Terra (a proteção da camada de ozônio pois, grande importância para as pessoas). Os raios UVA e UVB são os responsáveis pelas lesões provocadas pela luz solar, que podem ser agudas ou crônicas. Insolação e queimaduras são lesões agudas, caracterizadas por eritema, edema e formação de bolhas; em seguida, surgem descamação e hiperpigmentação. Os efeitos crônicos são mais relevantes. Os raios UVB têm ação que induzem à pigmentação, são responsáveis principais por fenômenos de fotossensibilização, aceleram 0 envelhecimento e provocam lesões proliferativas, incluindo neoplasias. As reações de fotossensibilização são induzidas por substâncias que se depositam na pele e, por absorverem raios UV, podem ser ativadas, originar radicais livres e ter efeitos tóxicos sobre células epidérmicas; podem surgir erupções, com coceira, área de vermelhidão e inflamação nas manchas de pele expostas ao sol. A luz pode provocar reações do sistema imunológico, visto que determinadas doenças, como lúpus eritematoso sistêmico, podem provocar reações cutâneas mais sérias se houver exposição à luz solar. Os raios UVA causam degenerações dos ceratinócitos e alterações no seu DNA, que pode provocar lesões proliferativas benignas ou malignas (carcinoma basocelular e melnomas). UV-A Provoca bronzeamento. Acumulação sobre um período de tempo pode levar a cataratas UV-B UV-C Causa queimaduras solares. Sobre-exposição Absorvido e bloqueado aos raios UVB pode causar pela camada de ozônio danos à córnea antes de alcançar a Terra Figura 1 Tipos de radiações ultravioletas e seus efeitos 20FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Saiba mais Você pode saber mais sobre câncer de pele no site do Inca. INSTITUTO Nacional do Câncer (INCA). Tipos de câncer. Câncer de pele não melanoma. Brasília: Ministério da Saúde, 2021. Disponível em: Acesso em: 9 fev. 2021. 1.4.2.6 Som (ruído) Observações epidemiológicas indicam que uma pessoa submetida a ruídos intensos (no ambiente de trabalho, em casa, nas ruas) apresenta distúrbios de audição caracterizados por perda progressiva da capacidade de distinguir sons de frequência mais alta. Admite-se que ruídos muito altos induzam a lesões nas células ciliadas do órgão de Corti, responsáveis pela acuidade auditiva. É notório que indivíduos idosos da zona rural tenham audição mais conservada do que os de grandes centros urbanos, onde nível de ruídos é maior. Membrana tectorial Células ciliadas internas Estereocílios Células ciliadas externas Nervo Membrana auditivo basilar Célula de Célula de Túnel Célula Nervo suporte Deiter pilar Figura 2 Estrutura do ouvido interno 0 ultrassom, gerado pela transformação de energia elétrica em ondas sonoras com frequência acima de 20.000 Hz, é muito utilizado no diagnóstico por imagens (ultrassonografia). Até momento não há relatos de efeitos deletérios decorrentes da ultrassonografia, inclusive na vida embrionária. 21Unidade I 1.4.3 Agentes químicos Quer sejam substâncias tóxicas, quer sejam medicamentos, ambos podem provocar lesões a partir de dois mecanismos distintos: Ação direta sobre células ou interstício, mediante transformações moleculares que resultam em degeneração ou morte celular, alterações do interstício ou modificações no genoma, induzindo transformação maligna (efeito carcinogênico). Quando atuam na vida intrauterina, podem induzir a erros do desenvolvimento (efeito teratogênico). Ação indireta, atuando como antígeno (o que é muito raro), induzindo resposta imunitária humoral ou celular responsável pelo aparecimento de lesões. Seja um medicamento, seja uma substância tóxica, efeito do agente químico depende de vários fatores: dose, vias de penetração e absorção, transporte, armazenamento, metabolização e excreção; depende também de particularidades do indivíduo: idade, gênero, estado de saúde, momento fisiológico e constituição genética. As substâncias químicas capazes de danificar as células estão no ar, por toda parte do ambiente. Algumas das substâncias mais prejudiciais existentes são gases como monóxido de carbono, os inseticidas e os metais pesados como chumbo. Muitas drogas, como álcool, os medicamentos e seus excessos e as drogas ilícitas são capazes de danificar os tecidos, direta ou indiretamente. 0 álcool etílico danifica a mucosa gástrica, fígado, 0 feto em desenvolvimento e outros órgãos. As drogas antineoplásicas (anticâncer) e imunossupressoras podem danificar diretamente as células. Outras drogas produzem produtos finais metabólicos tóxicos às células. 0 acetaminofeno, droga analgésica bastante usada, é detoxificado no fígado, onde pequenas quantidades da droga são convertidas em metabólitos altamente tóxicos. Esse metabólito é detoxificado por uma via metabólica que se utiliza de uma substância (por exemplo, glutationa) normalmente presente no fígado. Quando grandes quantidades da droga são ingeridas, essa via é superada e os metabólitos tóxicos se acumulam, causando intensa necrose hepática. 1.4.4 Herança genética Herança genética ou biológica é processo pelo qual um organismo ou uma célula adquire ou se torna predisposto a adquirir características semelhantes à do organismo ou célula que 0 gerou, por meio de informações codificadas (código genético) que são transmitidas à descendência. A combinação entre os códigos genéticos dos progenitores (em espécies sexuadas) e os erros (mutações) na transmissão desses códigos são responsáveis pela variação biológica que, sob a ação da seleção natural, permite a evolução das espécies. A ciência que estuda essa herança é a genética. As doenças genéticas são aquelas que envolvem alterações no material genético, ou seja, no DNA. Algumas delas podem possuir caráter hereditário, sendo repassadas de pais para filhos. Entretanto nem toda doença genética é hereditária. Um exemplo é câncer, ele é causado por alterações no material genético, podendo ser transmitido aos descendentes. 22FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Existem três tipos de doenças genéticas: monogenéticas ou mendelianas: quando apenas um gene é modificado; multifatorial ou poligênicas: quando mais de um gene é atingido e ocorre ainda a interferência dos fatores ambientais; cromossômicas: quando os cromossomos sofrem modificações em sua estrutura e número. As doenças de origem genéticas mais comuns no Brasil são a síndrome de Down, a anemia falciforme, diabetes, câncer e daltonismo. 1.4.5 Desequilíbrio nutricional São considerados estado nutricional geral as condições alimentares individuais, ou seja, tipo de alimento ingerido, a qualidade, a quantidade e os intervalos de tempo entre uma refeição e outra. De forma geral estado nutricional é diretamente influenciado pela ingestão de alimentos e consumo de energia fornecida por estes. Assim, considera-se um estado nutricional desequilibrado quando há diminuição ou ausência da ingestão de um ou mais dos diversos grupos alimentares e gasto energético que de alguma forma se mostra comprometido. Considera-se adequada a ingestão alimentar quando esta corresponde às necessidades nutricionais individuais equivalentes ao consumo energético. As necessidades individuais devem levar em consideração fatores como fase da vida (fase de crescimento ou gestação, por exemplo); prática de atividades físicas regulares (o que altera consumo de energia - metabolismo basal) e a presença de doenças crônicas ou agudas. 0 corpo precisa de mais de sessenta substâncias orgânicas e inorgânicas em quantidades que variam de microgramas a gramas. Esses nutrientes consistem em minerais, vitaminas, alguns ácidos graxos e aminoácidos específicos. As deficiências dietéticas podem ocorrer sob a forma de inanição, na qual há deficiência de todos os nutrientes e vitaminas, ou por deficiência seletiva de um único nutriente ou vitamina. A anemia por deficiência de ferro, escorbuto, beribéri e a pelagra podem causar lesões pela falta de vitaminas específicas ou minerais. Os excessos e as deficiências nutricionais predispõem a uma série de alterações metabólicas que podem causar direta ou indiretamente diferentes tipos de lesões celulares. Tendo em mente que um estado nutricional balanceado é aquele em que a ingestão de alimentos se equipara ao consumo energético proveniente deste, pode-se presumir que, quando houver um desequilíbrio nutricional, uma série de doenças ou de fatores que predispõem a doenças se faz presente. Uma das doenças que apresentam alto risco à saúde de maneira ampla é a obesidade, patologia que vem se disseminando de forma alarmante e que coloca todo 0 organismo em um estado de predisposição a outras doenças crônicas que abrangem todos os órgãos e sistemas. 23Unidade I Fatores Fatores Desenvolvimento e emocionais econômicos crescimento Manutenção Condições especiais Fatores físicos das necessidades (ex.: doença, febre, Fatores sociais (ex.: doenças, corporais estresse) e culturais Ingestão Necessidade de de nutrientes nutrientes Figura 3 Equilíbrio nutricional e ingesta de alimentos 1.4.5.1 Calorias, macronutrientes e micronutrientes A definição de caloria está relacionada a uma representação métrica (unidade de calor) gerada por certos nutrientes quando sofre a ação da digestão e somente assim é utilizada como fonte de energia para funcionamento fisiológico do corpo. Cada tipo de nutriente fornece variadas quantidades de unidades calóricas, e quanto maior a diversidade de nutrientes nos alimentos, maior e melhor será seu aproveitamento pelo organismo como energia, estrutura e manutenção do funcionamento do corpo. A obtenção de calorias se dá, então, pela ingestão de nutriente que são divididos em macronutrientes, micronutrientes e vitaminas. Os macronutrientes são considerados os maiores fornecedores de energia e representados pelos carboidratos, proteínas e lipídeos. Os carboidratos ou glicídios são a principal fonte de fornecimento de energia utilizada para manutenção das atividades vitais. Geralmente recomenda-se que a ingestão desse tipo de macronutriente seja de aproximadamente 50% a 60% do total diário de calorias ingeridas. A partir da década de 1970, surgimento de técnicas avançadas de cromatografia, eletroforese e espectrometria permitiu ampliar a compreensão das funções dos carboidratos. Hoje, sabe-se que os carboidratos participam da sinalização entre células e da interação entre outras moléculas, ações biológicas essenciais para a vida. Além disso, sua estrutura química se revelou mais variável e diversificada do que a das proteínas e dos ácidos nucleicos. Os carboidratos são formados fundamentalmente por moléculas de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (0), por isso recebem a denominação hidratos de carbono. Alguns carboidratos podem possuir outros tipos de átomos em suas moléculas, como é caso da quitina, que é composta de átomos de nitrogênio em sua fórmula. Classificação dos carboidratos De acordo com a quantidade de átomos de carbono em suas moléculas, os carboidratos podem ser divididos em dissacarídeos e 24FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Os também chamados de açúcares simples, consistem em uma única unidade cetônica. 0 mais abundante é açúcar de seis carbonos D-glucose, monossacarídeo fundamental do qual muitos são derivados. A D-glucose é principal combustível para a maioria dos organismos e monômero primário básico dos mais abundantes, tais como amido e a celulose. São os carboidratos mais simples, dos quais derivam todas as outras classes. Quimicamente, são poli-hidroxialdeídos (aldoses), ou poli-hidroxicetonas (cetoses), sendo os mais simples monossacarídeos compostos de no mínimo três carbonos: gliceraldeído e a di-hidroxicetona. Com exceção da di-hidroxicetona, todos os outros e por extensão todos os outros carboidratos, possuem centros de assimetria e fazem isomeria ótica. A classificação dos também pode ser baseada no número de carbonos de suas moléculas; assim, as trioses são os mais simples, seguidos das tetroses, pentoses, hexoses e heptoses. As hexoses mais importantes são a glicose, a galactose, a manose e a frutose. H 0 H OH HO C3 - H H C4 OH H - C5 OH Figura 4 Estrutura química da D-glucose São carboidratos os dissacarídeos, pois são formados a partir de dois monossacarídeos por meio de ligações especiais denominadas glicólicas. Esta ligação se dá entre 0 carbono anomérico de um e qualquer outro carbono do monossacarídeo próximo, por meio de suas hidroxilas e com a saída de uma molécula de água. Também podem ser formados pela ligação de um carboidrato a uma estrutura não carboidrato, como uma proteína. Os principais incluem a sacarose, a lactose e a maltose. Os polissacarídeos são carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas, unidas em longas cadeias lineares ou ramificadas. possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e como elementos estruturais. Os polissacarídeos mais importantes são os formados pela polimerização da glicose, em número de três e incluem amido, glicogênio e a celulose. 25Unidade I 0 amido é de reserva da célula vegetal, formado por moléculas de glicose por meio de numerosas ligações entre si, a (1,4) e poucas ligações (1,6), ou "pontos de ramificação" da cadeia. Sua molécula é muito linear, e forma hélice em solução aquosa. Função dos carboidratos no organismo Os carboidratos são a principal fonte de energia do organismo, a qual deve ser suprida regularmente e em intervalos frequentes de modo a satisfazer as necessidades energéticas do organismo. Em um homem adulto, 300 g de carboidratos são armazenados no fígado e nos músculos na forma de glicogênio e 10 g estão em forma de açúcar circulante. Essa quantidade total de glicose é suficiente apenas para meio dia de atividade moderada, por isso os carboidratos devem ser ingeridos a intervalos regulares e de maneira moderada. Cada grama de carboidrato fornece 4 Kcal, independentemente de sua fonte ou Os carboidratos regulam metabolismo proteico, poupando proteínas. Uma quantidade suficiente de carboidratos impede que as proteínas sejam utilizadas para a produção de energia, mantendo-se em sua função de construção de tecidos. A quantidade de carboidratos da dieta determina como as gorduras serão utilizadas para suprir uma fonte de energia imediata. Se não houver glicose disponível para a utilização das células (jejum ou dietas restritivas), os lipídeos serão oxidados, formando uma quantidade excessiva de cetonas, que poderão causar acidose metabólica, podendo levar ao coma e à morte. Os carboidratos são necessários para 0 funcionamento normal do sistema nervoso central. 0 cérebro não armazena glicose, então necessita de suprimento de glicose sanguínea. Sua ausência pode causar danos irreversíveis ao cérebro. A celulose e outros carboidratos indigeríveis auxiliam na eliminação do bolo fecal, estimulam os movimentos peristálticos do trato gastrointestinal e absorvem água para dar massa ao conteúdo intestinal. Os carboidratos apresentam função estrutural nas membranas plasmáticas das células. Proteínas (estrutura e função) Aminoácidos Os aminoácidos e as proteínas são os integrantes das primeiras formas de vida organizada. Houve uma combinação nos primórdios da História entre nucleotídeos e nucleosídeos dando origem a estruturas estáveis capazes de cumprir as funções básicas da vida. Atualmente, sabe-se que a principal fonte de aminoácidos é proveniente da ingestão de proteínas que, após sofrerem ações digestórias e metabólicas, fornecem suficiente para a manutenção de todas as funções para as quais estas são necessárias. Assim, consideramos os aminoácidos como as menores estruturas provenientes da degradação proteica. Geralmente são compostos por C, N, H e 0, sendo que alguns tipos específicos apresentam em suas composições enxofre (S). Entre as diversas funções que esses compostos apresentam, estão a 26FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS constituição de proteínas, hormônios e neurotransmissores. A estrutura básica dos aminoácidos pode ser vista na figura a seguir. H Grupo R H S H Carbono a Grupo amina Figura 5 de aminoácido demonstrando o grupo amina, cadeia lateral R A estrutura geral dos aminoácidos contém um grupo amina (NH,) e um grupo carboxila (-COOH) unidos a um carbono a que os conecta à cadeia lateral (R), que, de fato, determina a "identidade" do aminoácido. Existem 20 tipos diferentes de aminoácidos encontrados na natureza, porém apenas 10 são considerados essenciais para homem e são exclusivamente obtidos mediante a dieta. São eles: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano, valina, histidina e arginina. R Ácido Grupo amina CH C carboxílico H Figura 6 Fórmula geral dos aminoácidos indicando os grupos carboxila e amina Existem 20 aminoácidos principais denominados aminoácidos primários. Cada um tem um tipo de comportamento, e cada sequência de aminoácidos pode sintetizar uma proteína diferente. Um gene pode codificar uma ou várias proteínas (splicing alternativo). Uma mesma proteína pode ser codificada por mais de um gene. Além de DNA codificador, existe DNA não codificador, qual tem função incerta, porém alguns cientistas acreditam que possua função estrutural ou reguladora. Os 20 aminoácidos são formados por três nucleotídeos. Existem 64 códons diferentes para codificar um aminoácido. 0 processo que extrai gene do DNA e transforma em proteína ocorre da seguinte maneira: RNA mensageiro (mRNA) é transcrito a partir do DNA, a diferença entre DNA e RNA é que DNA possui fita dupla e timina, enquanto RNA possui fita simples e a timina dá lugar à uracila (U); RNA mensageiro sai do núcleo e vai ao encontro dos ribossomos (codificantes de proteínas) que possuem RNA ribossômico (rRNA); nos ribossomos, RNA será lido gerando proteína. Esse processo, realizado pelo RNA transportador (tRNA), é conhecido como tradução. 27Unidade I Os aminoácidos são classificados de acordo com os seguintes critérios: Classificação nutricional Aminoácidos não essenciais: também são conhecidos como dispensáveis sob aspecto nutricional, pois corpo é capaz de sintetizar esse tipo de aminoácido. Ex.: ácido aspártico e ácido glutâmico. Aminoácidos essenciais: são considerados os mais importantes sob ponto de vista nutricional, pois é uma classe de aminoácidos não sintetizados pelo organismo, sendo a dieta sua única fonte. Fazem parte das principais funções bioquímicas do organismo. Ex.: fenilalanina, metionina, isoleucina, leucina, triptofano, valina e lisina. Aminoácidos essenciais específicos: são aminoácidos que, em condições normais, são sintetizados pelo corpo, porém, em algumas patologias específicas, este se torna incapaz de os sintetizar, tornando necessária a ingestão pela dieta ou até medicamentosa. Ex.: arginina, glicina e cisteína. Quadro 2 - Classificação dos aminoácidos de acordo com a necessidade nutricional Aminoácidos nutricionalmente essenciais Aminoácidos nutricionalmente não essenciais Nome Símbolo Nome Símbolo Arginina Arg Alanina Ala Histidina His Asparagina Asn Fenilalanina Phe Aspartato/ácido aspártico Asp Isoleucina lle Cisteína Cys Leucina Leu Glutamato/ácido glutâmico Glu Lisina Lys Glutamina Gln Metionina Met Glicina Gly Treonina Thr Prolina Pro Triptofano Trp Serina Ser Valina Val Tirosina Tyr Adaptado de: Galante et al. (2012, p. 136). Classificação estrutural (relacionada às cadeias laterais) Aminoácidos com cadeia R apolar: podem apresentar em suas cadeias laterais um grupo hidrocarboneto alifático (alanina, valina, leucina). Aminoácidos com cadeia R polar neutra: possuem cadeia lateral de caráter eletricamente neutro em pH neutro, em alguns exemplos deste grupo (serina, treonina), sua cadeia polar é uma hidroxila (-OH) ligada a hidrocarbonetos alifáticos. 28FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Aminoácidos com cadeia R polar ácida: esta classe possui uma carboxila (-COOH) em sua cadeia lateral. Ex.: ácido glutâmico e ácido aspártico. Aminoácidos com cadeia R polar básica: possuem carga eletricamente positiva em pH neutro. Ex.: histidina, lisina e arginina. H 0 0 H H 0 H ,H C- C C - C - N H C - C -N 0 I H H H / HO H OH HO CH H CH C - C - N N / CH H HO H CH, 0 3 Alanina Valina Leucina Isoleucina Prolina 0 H 0 H I H I 0 H H " 0 H - - N - C - N C - - N I H I / HO H HO H CH. HO 2 CH, H H C - C - N 0 H HO I CH. H 2 C - C - N S I HO I HN H H OH Metionina Fenilalanina Triptofano Glicina Serina H 0 H 0 H 0 H 0 H I H H / C - C N 0 0 -N - C - C - N HO C - C - HO H CH. H N HO I HO H CH. OH H CH 2 NH, HO SH N 0 2 OH Treonina Cisteína Asparagina Glutamina Tirosina 0 H 0 H 0 H H H C - N - C -N 0. H - N H HO H HO H HO H H - C - N CH. 0 H 2 N HO H - - H 2 HO H CH CH 2 CH. N I NH I C " N C HO 0 HO 0 NH, NH H Ácido aspártico Ácido glutâmico Lisina Arginina Histidina Aminoácidos apolares Aminoácidos polares Aminoácidos ácidos Aminoácidos básicos Figura 7 - Classificação dos aminoácidos em polares, apolares, ácidos e bases Classificação de acordo com produto de degradação Como todos os compostos, os aminoácidos também sofrem processo de degradação levando à formação de resíduos, e, dependendo do tipo de aminoácido, esse resíduo deverá ser excretado ou reaproveitado. Os resíduos tóxicos gerados a partir da degradação dos aminoácidos são conhecidos como corpos cetônicos, já os resíduos reaproveitados costumam ser na forma de piruvato, fumarato e outros, conhecidos como glicogênios, os quais participam de processos como a glicogenólise - formação de glicose em estados de jejum prolongado. 29Unidade I Degradação e excreção de aminoácidos 0 processo de síntese de proteína acontece de forma dinâmica utilizando e reutilizando os aminoácidos constantemente, assim como a quebra dessas proteínas (proteólise) de acordo com a necessidade, dando origem à presença de aminoácidos livres que não são armazenados em forma de estoque, ou seja, organismo apenas mantém que é necessário, excretando excedente. 0 grupo amina (NH2) de um aminoácido quando sobra degradação, libera nitrogênio que é convertido na forma de ureia (CH N,0) e representa a forma mais significativa de excreção deste metabólito. 0 restante da cadeia acaba sendo reaproveitado para usos energéticos. 0 processo de degradação dos aminoácidos envolve três fases: transaminação, desaminação oxidativa e ciclo da ureia. Transaminação: nesta fase ocorre a transferência do grupo amina para um cetoácido (ka). Como dito anteriormente, dependendo do tipo de aminoácido em questão, é nessa fase que ocorre a formação dos corpos cetônicos, em que há atividade enzimática representada pelas transferases ou aminotransferases (tema abordado com mais detalhes adiante). Desaminação oxidativa: termo desaminação significa, grosso modo, eliminar uma amina. Nesse processo, a amina do aminoácido é liberada em forma de amônia também por meio de atividade enzimática. Nesse caso, as enzimas fazem parte da classe das desidrogenases. Ciclo da ureia: a ureia é 0 composto nitrogenado mais abundante encontrado na urina, pois é altamente 0 ciclo de formação da ureia é complexo e envolve inúmeras etapas, metabólitos e enzimas. Importância biológica dos aminoácidos Os aminoácidos participam de praticamente todas as funções vitais originando as proteínas que possuem importância biológica incontestável, tanto do ponto de vista microscópico quanto macroscópico. Sendo assim, podemos citar alguns deles e suas funções biológicas a fim de obter a real compreensão da relevância desses compostos. Quadro 3 Exemplos de alguns aminoácidos e suas funções biológicas Aminoácido Função biológica Triptofano Envolvido na síntese de serotonina, um importante neurotransmissor Lisina Proteína transportadora ligada a absorção de cálcio Fenilalanina Base para formação de neurotransmissores Arginina Faz parte da estrutura de anticorpos e outras células de defesa Histidina Presente na molécula de hemoglobina responsável pelo transporte de oxigênio pelo sangue Alanina Manutenção do tecido muscular, formação de anticorpos e metabolismo de carboidratos Adaptado de: Galante et al. (2012, p. 138-139). 30FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Proteínas globulares e fibrosas As proteínas são macromoléculas biológicas formadas por sequências específicas de aminoácidos essenciais para a vida. A palavra proteína se origina do grego (primeiro). Além disso, elas podem unir-se a outras como carboidratos lipídeos (lipoproteínas) ou até mesmo a outras cadeias de aminoácidos, formando dímeros, trímeros ou tetrâmetros. Existem, ainda, grupos não proteicos que podem ser unidos à estrutura da proteína (grupos prostéticos). A hemoglobina, por exemplo, é um tetrâmetro com um grupo prostético heme, importante para a ligação do oxigênio. Esse tetrâmetro se concentra principalmente dentro das células vermelhas do sangue, sendo responsável por conduzir oxigênio proveniente da respiração até os órgãos e tecidos. Um grupo especial de proteínas são as enzimas que, por definição, são as proteínas com a capacidade de catalisar reações químicas. É por meio de várias enzimas que o alimento ingerido "se transforma" em energia. No interesse diagnóstico, as proteínas e as enzimas são utilizadas como marcadores da situação metabólica. São consideradas substâncias sólidas, incolores e têm solubilidade variável de acordo com a solução e a própria conformação da molécula de proteína. Algumas das principais funções das proteínas podem ser demonstradas na figura a seguir. Estruturais Motoras Membrana Hormonais Proteínas Enzimas Reserva Anticorpos Transporte Figura 8 Funções biológicas das proteínas Sendo as proteínas uma sequência específica de aminoácidos ligados entre si, atribui-se a essa ligação nome de ligação peptídica. A ligação entre um aminoácido e outro acontece entre grupo carboxila (COO-) de um e 0 grupo amina (NH2) do outro (figura 9). Essa ligação sempre gera como resíduo uma molécula de água. H 0 H H 0 H 0 H 0 I Il H3N+ Ca - C + H N+ Ca C 0 H3N+ Ca C R1 H R2 R1 H Ligação Figura 9 Demonstração de uma ligação 31Unidade I Nos seres humanos, a organela celular responsável por capturar e unir esses aminoácidos de maneira específica e eficiente são os ribossomos presentes no retículo endoplasmático rugoso (RER), sendo um processo extremamente complexo que demanda a interação de material nucleico (DNA e RNA) e enzimas específicas. Quando ocorre a ligação entre 2 até 40 aminoácidos, produto dessa ligação recebe nome de (monômero), e devido à característica intrínseca dessa molécula de gerar polímeros (união espontânea e em sequência de várias moléculas quimicamente semelhantes), estes vão se unindo formando polipeptídeos (polímeros) e somente quando há formação de cadeias atribuímos a estas nome de proteínas. H2N - Leu Gly Trip Asp His Leu Gly Trip Asp His / Trip COOH A) B) Figura 10 - Demonstração da união entre um peptideo (A), e a formação de um (B) Os são classificados de acordo com número de aminoácidos unidos entre si. Dipeptídeo: ligação de apenas 2 aminoácidos unidos por uma ligação ligação de 3 aminoácidos unidos por ligações polímero contendo de 4 a 40 aminoácidos unidos por ligações Polipeptídeos: polímero contendo mais de 40 aminoácidos unidos por ligações As proteínas são classificadas de acordo com sua estrutura molecular em proteínas de estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. Proteína de estrutura primária: representa uma ligação linear de aminoácidos. Proteína de estrutura secundária: pode-se dizer que essa estrutura é formada por duas moléculas de estrutura primária unidas entre si por pontes de hidrogênio. Essa conformação dá origem a dois tipos de estruturas, as a-hélice e 32FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Proteína de estrutura terciária: é a classe de proteínas formadas pelo "enovelamento" de polímeros de proteínas secundárias. Proteína de estrutura quaternária: é a forma mais complexa e também a mais encontrada no organismo. Consiste em uma união de cadeias proteicas de estrutura terciária unidas por força e pontes de hidrogênio. As proteínas podem ser distribuídas de acordo com as suas funções: Enzimas: proteínas especializadas que catalisam a formação de um produto a partir de um substrato. Ex.: sacarase, amilase. Proteínas transportadoras: se ligam a certos componentes carreando-os até seus destinos. Podem transportar hormônios, vitaminas, oxigênio ou lipídios. Ex.: hemoglobina, apoproteínas. Proteínas de defesa: as imunoglobulinas são proteínas capazes de reconhecer e de neutralizar as estruturas estranhas ao organismo. Fibrinogênio e trombina: são proteínas que atuam na coagulação sanguínea. Proteínas estruturais: são capazes de dar sustentação ou suporte às estruturas biológicas. Ex.: queratina, colágeno, elastina. Proteínas reguladoras: os hormônios são um grupo especial de proteínas que regulam várias atividades metabólicas. Ex.: insulina e glucagon. Proteínas de armazenamento: a ferritina, responsável por armazenar ferro em sua estrutura. Proteínas de motilidade: atuam na movimentação das células ou contração produzindo um movimento, como no caso da actina e miosina, na contração muscular. Proteínas globulares: formadas por cadeias que originam um formato esférico. São hidrossolúveis e formadoras de algumas enzimas, moléculas transportadoras, como a hemoglobina que transporta oxigênio no sangue, anticorpos e outras. Proteínas fibrosas: formadas geralmente pela associação de moléculas de estrutura secundária e terciária e têm funções biológicas relacionadas a estruturas como colágeno e a queratina, por exemplo. São insolúveis em água e têm um formato alongado e fibroso. Um exemplo de proteínas fibrosas são as alfa-queratinas ricas em aminoácidos hidrofóbicos. As alfa-queratinas são produzidas pelas células epiteliais de vertebrados e os principais constituintes da pele e estruturas relacionadas, como cabelos, unhas, chifres, cascos, bicos e penas. 33Unidade I Proteínas plasmáticas: sangue total é composto de plasma (70% água), células vermelhas (eritrócitos ou hemácias), células brancas (leucócitos) e proteínas circulantes, sendo que a albumina representa cerca de 60% de todas as proteínas plasmáticas. 0 restante se divide entre as globulinas, fatores de coagulação e fibrinogênio (que também é um fator de coagulação, porém com função diferenciada quando comparado aos outros de sua categoria). Albumina: proteína hidrossolúvel, pouco solúvel em soluções salinas e sofre intensa desnaturação com calor. É sintetizada no fígado (hepatócitos) e possui inúmeras funções: transporte de hormônios, ácidos graxos, medicamentos; atuante na coagulação sanguínea; manutenção da pressão intravascular; equilíbrio ácido-base; efeito antioxidante. Globulinas: proteínas insolúveis em água, porém solúveis em soluções salinas, ácidas ou básicas. Quando expostas ao calor sofrem processo de coagulação. São divididas em globulina a1, globulina a2, e globulina. Essa última classe, as gamaglobulinas, são conhecidas também como imunoglobulinas (anticorpos) e possuem cinco classes (lgG, IgM, IgA e Com exceção das imunoglobulinas que são produzidas pelos linfócitos (plasmócitos), as outras classes também são produzidas pelos hepatócitos. Fibrinogênio: glicoproteína envolvida nas etapas finais do processo de coagulação sanguínea como precursor de monômeros de fibrina que vão "amarrar" todos os componentes envolvidos na coagulação dando origem ao coágulo propriamente dito. Assim como as outras proteínas plasmáticas, fibrinogênio também é produzido no fígado, fazendo que sua produção seja diretamente relacionada a doenças hepáticas. Desnaturação de proteínas Algumas condições biológicas e experimentais pedem que as proteínas tenham sua conformação alterada e com isso percam suas atividades. A esse processo de "desmontagem" das proteínas atribuímos nome de desnaturação. Entre as condições biológicas que envolvem desnaturação proteica, podemos citar a degradação (proteólise). Em base experimental utiliza-se uma variedade de técnicas que envolvem desnaturação, a fim de que se possa identificar e quantificar proteínas específicas. Quando desnaturada, a proteína sofre alterações de caráter físico (como aumento da viscosidade), químico (maior reatividade) e biológico (perda total e quase sempre irreversível de sua função). 34FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS A desnaturação pode ocorrer de várias formas: Calor: altas temperaturas são capazes de romper as ligações e pontes de hidrogênio desmontando a proteína e tornando-a inativa. Solventes orgânicos: esse tipo de desnaturação promove uma alteração na polaridade do meio onde se encontra a proteína levando à quebra das ligações por exemplo, álcool. Ácidos e bases: a alteração do pH leva à desnaturação pois causa um desequilíbrio de cargas elétricas (ionização) proteica. Atividade enzimática: é um processo fisiológico e irreversível, uma vez que as enzimas proteolíticas são altamente específicas e quebram as ligações pépticas de uma maneira que a "remontagem" da proteína é inviável. Enzimas As enzimas são polipeptídeos construídos pelo organismo e têm como função principal serem catalisadoras de reações químicas. Alguns metabolismos (a maioria deles) são dependentes de atividade enzimática, que quer dizer que, se não houver enzimas, ou se por algum motivo elas estiverem ineficientes, todo metabolismo não funcionará ou será de forma deficiente, levando a uma série de distúrbios generalizados. Sendo proteínas, oferecem várias vantagens fisiológicas, como uma grande variedade estrutural, e obedecem a mecanismos de regulação genética, que garante a síntese desta classe de proteínas de forma específica e eficiente. Como catalisadoras metabólicas, sua função é acelerar as reações, porém não devem ser consumidas e inutilizadas por este processo, assim, são capazes de transformar reagente, aqui conhecido como substrato, transformá-lo em um produto diferente do inicial e, ao final da reação, regenerar-se para recomeçar 0 processo (figura adiante). + + Substrato Enzima Encaixe no Produtos Enzima sítio ativo recuperada Figura 11 Representação esquemática da atividade enzimática Uma das principais características das enzimas é sua especificidade, isto é, cada enzima é responsável por reações próprias e não realizarão reações para as quais não foram sintetizadas. A especificidade das enzimas é determinada por uma região específica deste chamado sítio ou centro ativo (CA). 35Unidade I A nomenclatura das enzimas varia de acordo com substrato ao qual são designadas, sufixo -ase é característico de todas as enzimas e a primeira parte do nome varia: Desidrogenase: grupo de enzimas responsável pela remoção de hidrogênio, por exemplo: lactato desidrogenase (retira um H + lactato). Transferase: grupo de enzimas responsável pela transferência de moléculas de um local para outro, preservando a integridade de seu substrato, que será reaproveitado em outra reação, por exemplo metiltransferase (transfere um grupo metila). Lipase: grupo de enzimas responsável pela hidrólise de lipídios. Descarboxilase: grupo de enzimas responsável pela retirada de um grupo carboxila em forma de Carboxilase: conhecida como coenzima responsável pela ligação entre átomos de carbono. As enzimas, via de regra, são constituídas por proteínas, sendo que, além da parte proteica, algumas possuem também uma região não proteica, que recebe nome de cofator e é classificado como grupo prostético (baixo peso molecular com forte ligação com a enzima); coenzimas (em sua maioria são compostos orgânicos oriundos de vitaminas e possuem uma ligação fraca com a enzima); íons ativadores (geralmente são metais como Mg2+, e ativadores não metais e Br). Diferentemente do que acontece com as enzimas que não são degradadas após efetuarem suas reações, os cofatores sofrem degradação imediata após final da reação. Coenzima Coenzima não recuperada + + Substrato Enzima Encaixe no Produtos Enzima sítio ativo recuperada Figura 12 Representação esquemática da atividade enzimática utilizando uma coenzima ou cofator Alguns fatores (inibidores enzimáticos) interferem na atividade enzimática, inibindo ou retardando sua atividade a fim de controlar sua atividade. Tais fatores podem ser orgânicos (como mecanismo homeostático) ou medicamentoso (alguns fármacos têm como alvo a atividade enzimática para diminuir ou impedir sua função). A atividade desses inibidores pode ser: Reversível competitiva: as estruturas tanto do substrato quanto do inibidor são muito semelhantes, porém inibidor costuma ligar-se antes ao sítio ativo da enzima bloqueando a ligação do substrato. Um aumento na concentração do substrato leva então ao aumento na 36FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS competição pela ocupação do sítio, que promove um aceleramento da reação, com posterior "desligamento" do inibidor. Inibidor Substrato competitivo Enzima Enzima + Substrato Enzima + Inibidor Figura 13 - Representação esquemática dos fatores inibitórios da atividade enzimática reversível competitiva Reversível não competitiva: nesse tipo de reação, 0 inibidor se liga a um local diferente do sítio ativo, levando a uma mudança estrutural da enzima, alterando também sítio ativo, que impede que substrato se ligue à enzima. Substrato Inibidor não competitivo Enzima Enzima + Inibidor Enzima + Substrato não competitivo Figura 14 - Representação esquemática dos fatores inibitórios da atividade enzimática reversível não competitiva Irreversível: inibidor tem potencial de se ligar ao sítio ativo da enzima e a regiões próximas a ele, mudando completamente a estrutura da molécula que perde suas características e fica "invisível" para substrato. Geralmente essa classe de inibidor é exógena e oriunda de produtos tóxicos, não sendo produzida pelo próprio organismo. A atividade enzimática é um processo complexo e harmônico controlado finamente pelo organismo, no qual não pode haver excesso nem falta dessa atividade. Por isso 0 organismo dispõe de mecanismos que fazem a regulação enzimática. Esses mecanismos de regulação ocorrem por meio de controle hormonal, controle da quantidade de substrato e inibição enzimática pelo próprio produto formado por ela. 37Unidade I E1 E, S A B C Requerida pelo organismo 0 excesso de C inibe Figura 15 Representação esquemática de regulação enzimática Fatores que influenciam na atividade enzimática Como se trata de uma estrutura proteica, as enzimas podem sofrer desnaturação e consequente inatividade causadas por alterações de temperatura ou pH. Além disso, a concentração do substrato afeta diretamente, tanto aumentando quanto diminuindo a atividade enzimática. Lipídios (estrutura, função e metabolismo): é um grupo de moléculas características pela insolubilidade em água. Os lipídios de armazenamento são os ácidos graxos, cuja degradação por oxidação produz energia via ATP, e, além de funcionarem como reservatório energético, são componentes importantes nas membranas celulares e na estrutura dos hormônios. Os lipídios de armazenamento também são importantes na formação dos adipócitos. Estes formam tecido adiposo, que se concentra logo abaixo da pele, servindo como reservatório energético, proteção mecânica e isolamento térmico. 0 colesterol também é outro lipídeo importante, que faz parte das membranas celulares. Ele é precursor dos ácidos biliares, de alguns hormônios e ainda compõe parte das lipoproteínas HDL (high density lipoprotein), LDL (low-density lipoprotein), VLDL (very low-density lipoprotein) e Essas proteínas especiais ficam associadas ao colesterol, e outros lipídeos transportando-os até seu destino final pela corrente circulatória. 0 LDL transporta colesterol armazenado no fígado para a corrente circulatória e os órgãos. 0 HDL faz inverso, removendo colesterol do sangue de volta ao fígado. Por consequência disso, LDL é considerado colesterol ruim, justamente porque ele eleva os níveis de colesterol no sangue, relacionando-se ao aumento do risco de aterosclerose (entupimento dos vasos sanguíneos). Os distúrbios dos lipídeos no metabolismo são denominados dislipidemias. Vale ressaltar que a produção de cetonas provenientes da degradação de ácidos graxos para a produção de energia também é importante para diagnóstico clínico. A detecção dessas cetonas na urina é um indicativo de que os lipídeos foram utilizados como fonte energética no lugar de carboidratos. Esse tipo de metabolismo pode decorrer de diabetes melito, jejum prolongado ou alcoolismo. Metabolismo dos lipídeos na dieta Um adulto ingere cerca de 60 g a 150 g de lipídeos diariamente (90% e restante dos lipídeos é composto de colesterol, ésteres de colesterol, fosfolipídeos e ácidos graxos não esterificados (livres). 38FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Metabolismo dos ácidos graxos e dos triacilgliceróis A síntese de ácidos graxos tem, entre outras funções, 0 armazenamento de gorduras para utilização posterior. Portanto a insulina, hormônio que induz armazenamento, é estimuladora da síntese de malonil-CoA e consequentemente de ácidos graxos. Os hormônios glucagon e epinefrina são liberados quando se faz necessária a disponibilidade de energia para as células, sendo lógico pensar que esses hormônios inibem a síntese de ácidos graxos. 0 excesso de ácidos graxos formado fará um feedback negativo na transformação de acetil-CoA em malonil-CoA, modulando dessa forma a produção de ácidos graxos. Uma vez formado, ácido graxo terá de ser conglomerado em triacilglicerol, que constitui a forma de armazenamento de lipídeos nos adipócitos. A formação do triacilglicerol ocorrerá em três etapas: formação do glicerol-3-fosfato; acilação dos dois grupos oxidrila livres do glicerol-3-fosfato; e adição do terceiro grupo acila com formação do triacilglicerol. Metabolismo dos lipídeos complexos, colesterol e esteroides Os lipídeos complexos são formados por triacilgliceróis (ou fosfolipídeos e colesterol. Os triglicerídeos são a forma mais abundante na alimentação, já os fosfolipídeos são 0 principal elemento estrutural das membranas celulares, enquanto 0 colesterol é precursor de hormônios e componente da bile. 0 colesterol é sintetizado e armazenado no fígado e entre suas principais funções está a síntese de vários esteroides ou esteróis importantes (precursor de vitamina D, sais biliares, aldosterona e hormônios sexuais). Classificação dos lipídeos Ácidos graxos São compostos cuja unidade estrutural é uma longa cadeia linear com ácido carboxílico em uma de suas extremidades. C 0 Ácido carboxílico Cadeia carbônica Figura 16 Representação da estrutura de uma molécula de ácido graxo A maioria dos ácidos graxos encontrados na natureza possuem em sua cadeia 16 ou 18 átomos de carbono, e de acordo com a cadeia carbônica, são classificados em: 39Unidade I Ácidos graxos saturados: as ligações que unem os átomos de carbono são apenas do tipo simples. Esse tipo de ácido graxo é encontrado em gorduras de origem animal, em temperatura ambiente geralmente estão em estado sólido (próxima figura). 0 OH Ácido graxo saturado Figura 17 - Representação da estrutura de uma molécula de ácido graxo saturado 0 quadro a seguir mostra alguns ácidos graxos saturados. Quadro 4 - Nomenclatura usual e de acordo com a IUPAC, fórmula química de alguns ácidos graxos saturados. Nome usual Fórmula Nome IUPAC Ácido butírico Ácido butanoico Ácido Ácido Ácido caproico Ácido etanoico Ácido caprílico Ácido occitânico Ácido cáprico Ácido mecânico Adaptado de: Galante et al. (2012, p. 215). Ácidos graxos insaturados: há pelo menos uma ligação dupla entre os átomos de carbono e é encontrado principalmente em óleos de origem vegetal, em temperatura ambiente são encontrados em estado líquido. Insaturação 0 HO Ácido graxo insaturado Figura 18 - Representação da estrutura de uma molécula de ácido graxo insaturado 0 quadro a seguir mostra alguns ácidos graxos insaturados. 40FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Quadro 5 - Nomenclatura usual e fórmula química de alguns ácidos graxos insaturados Nome usual Fórmula Ácido palmitoleico Ácido oleico Ácido linoleico Ácido linolênico Ácido araquidônico Adaptado de: Galante et al. (2012. p. 215). Fosfolipídeos São lipídeos complexos pois se compõem basicamente de ácido graxo, glicerol e ácido fosfórico. A complexidade dessa molécula atribui a ela características diferenciadas em relação a sua resistência a ação enzimática, garantindo sua eficiência como constituinte básico das membranas celulares. G I Ácido graxo i C r Ácido graxo Fosfato Álcool Figura 19 - Estrutura básica da molécula de fosfolipídeo Essas moléculas possuem em uma extremidade um grupo fosfato polar e hidrofílico e na outra estão presentes as cadeias longas de ácidos graxos apolares e hidrofóbicos. Essa diferença na solubilidade em água nas diferentes extremidades recebe nome de molécula anfipática. A estrutura desse tipo de molécula pode ser vista na figura a seguir. 0 - -CH, -CH 0 0 - 0 - P - 0 - X graxo) Apolar hidrofóbico Polar hidrofílico Figura 20 - Estrutura molecular do fosfolipídeo identificando as regiões polares e apolares 41Unidade I Esteroides São um tipo peculiar de lipídeos que possuem cadeia longa assim como os outros, porém seus constituintes principais são as moléculas de colesterol que participam ativamente da síntese dos hormônios sexuais (testosterona e progesterona) além de hormônios como cortisol e a aldosterona. Além dos hormônios, os esteroides participam como constituintes dos sais biliares. Essas moléculas são lipossolúveis e possuem basicamente 17 átomos de carbono em sua estrutura ligados em quatro anéis interligados e essa estrutura recebe o nome de ciclopentanoperidrofenantreno em que há três anéis semelhantes ao fenantreno ligados a um ciclopentano, conforme mostra a figura. R C H C C C C C C C C C C Figura 21 Estrutura do componente básico dos lipídeos esteroides Os principais representantes dos lipídeos esteroides são os glicorticoides e mineralocorticoides, compostos produzidos pelo próprio organismo (endógenos) no córtex da glândula adrenal. 0 metabolismo dos glicocorticoides é estimulado pelo hormônio ACTH (hormônio adrenocorticotrófico), e dos mineralocorticoides é regulado pela ação da aldosterona e angiotensina II. Glicocorticoide cortisol: é principal representante dessa classe e que difere dos mineralocorticoides é mecanismo de ação desencadeado pela ligação a receptores drasticamente diferentes. 0 cortisol está envolvido em uma diversidade de processos fisiológicos que vão desde a atividade cardiovascular e metabólica até a imunológica. É conhecido como hormônio do estresse pois têm uma estreita relação com a adrenalina, que, uma vez lançada em grandes quantidades, ativa as glândulas suprarrenais aumentando a produção de cortisol, que, por sua vez, é capaz de aumentar a frequência cardíaca, os movimentos respiratórios e outras ações relacionadas a momentos de estresse. Sabe-se que estresse crônico está envolvido com uma série de doenças cardiovasculares devido à elevação constante dos níveis séricos de cortisol. A figura a seguir mostra a estrutura molecular do cortisol. 42FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS 0 OH HO OH H H H Figura 22 - Estrutura molecular do cortisol Mineralocorticoide - aldosterona: é considerado um hormônio com atividade renal responsável direto pela regulação do equilíbrio pois atua na reabsorção de Na e água nos túbulos A produção da aldosterona ocorre na região conhecida como zona glomerulosa da glândula suprarrenal e tem atividade modulada pelo ATCH e pela angiotensina (um dos componentes responsáveis pela regulação da pressão arterial). Como atuante na reabsorção de água, é capaz de regular 0 volume sanguíneo e consequentemente alterar a pressão arterial. A função principal dos mineralocorticoides é a regulação das concentrações de Na+ e P+ entre os meios intra e extracelular por meio da osmose e da ativação da bomba de sódio e potássio. A figura a seguir mostra a estrutura molecular do cortisol. 0 OH 0 HO H H H 0 Figura 23 - Estrutura molecular da aldosterona Corpos cetônicos Tendo em vista que os lipídeos representam uma importante fonte de energia para corpo humano, especificamente triacilglicerídeo, que se encontra armazenado no tecido adiposo, têm maior 43Unidade importância nesse papel energético. Sempre que necessário, essa molécula é acionada como fonte energética e sofre ação da lipase (enzima), que fornece glicerol e ácidos graxos. Assim que glicerol é produzido e lançado na corrente circulatória, é aproveitado no fígado para a formação de glicose a partir da gliconeogênese. Já as moléculas de ácido graxo somente podem ser usadas como fonte energética após serem submetidas ao processo de betaoxidação, que fornece a acetil-CoA que será utilizada posteriormente no ciclo de Krebs e na glicólise. Durante a betaoxidação, além da acetil-CoA, algumas outras moléculas são geradas, sendo as de maior importância clínica conhecidas como corpos cetônicos, que são direcionados para fígado e principalmente encéfalo, pois são facilmente movimentados pela corrente sanguínea por apresentarem boa hidrossolubilidade. São três tipos distintos de corpos cetônicos encontrados após a betaoxidação: acetoacetato, acetona e beta-hidroxibutirato. Acetoacetato Acetona 0 0 0 C C C OH OH 0 C C / H2C CH, OH Beta-hidroxibutirato Figura 24 Estrutura molecular dos corpos cetônicos A produção hepática dos corpos cetônicos ocorre de forma constante em estados fisiológicos, aumentando drasticamente durante estados de jejum prolongado a fim de garantir energia para bom funcionamento dos órgãos vitais, como sistema nervoso central, coração e córtex adrenal. Esse tipo de composto tem grande importância clínica quando pensamos que níveis elevados (hipercetonemia) se tornam tóxicos para 0 organismo como um todo e que podemos encontrar com relativa frequência hipercetonemia em indivíduos portadores de diabetes melito não tratada ou não diagnosticada, evoluindo para um quadro patológico chamado cetoacidose diabética, que se trata de um mal metabólico decorrente da acidificação sanguínea devido à doação de H+ pelos corpos cetônicos. Triacilgliceróis Os triacilgliceróis são considerados lipídeos mais simples em razão dos produtos gerados a partir de sua degradação (álcool e ácido graxo). Esse tipo de lipídeos em humanos tem como função principal a reserva de energia e são armazenados principalmente no tecido adiposo. 44FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS Os triacilgliceróis são considerados moléculas apolares e altamente hidrofóbicas, que representa ser insolúvel em água, como dito anteriormente, após ser hidrolisado libera moléculas de glicerol e ácido graxo. 0 metabolismo e a mobilização desse tipo de lipídeo estão esquematizados na figura a seguir. C - 0 - C H2 - C - OH +3H,0 0 H - C - 0 - C H - C OH 0 3R C OH + C 0 C LHS Triacilglicerol Ácido graxo Glicerol livre (AGL) Lançados na corrente sanguínea + albumina Levado até fígado Tecidos (fonte energética) Figura 25 Ilustração do mecanismo de hidrolise do triacilglicerol 0 triacilglicerol é degradado por meio da ação da LHS (lipase liberando ácido graxo na corrente sanguínea, onde se une à albumina e é levado a todos os órgãos que necessitam de energia. Já glicerol não é reaproveitado pela ausência de uma enzima chamada gliceriquinase (presente apenas no fígado), então é transportado até tecido hepático, onde é eliminado. Vale lembrar que diferente dos outros tipos de lipídeos, os triacilgliceróis são provenientes do metabolismo dos carboidratos, e não das gorduras de origem animal. Colesterol 0 colesterol representa lipídeo mais abundante no homem e é característico dos animais em geral, isso significa que não é encontrado em nenhum produto de origem vegetal. Tem importância biológica única por ser a molécula precursora de várias outras de mesma ou maior importância fisiológica, como os esteroides, os presentes nas membranas celulares, e os sais biliares (emulsificantes - "detergentes"), que hidrolisam as gorduras provenientes da alimentação promovendo assim a sua absorção. A figura a seguir mostra a estrutura molecular do colesterol. 45Unidade I H H H H HO Figura 26 - Estrutura molecular do colesterol A síntese do colesterol acontece em praticamente todos os tecidos do corpo humano, porém são órgãos prioritários desse tipo de síntese fígado, intestino e córtex adrenal. Mesmo 0 corpo humano sendo capaz de sintetizar as moléculas de colesterol, as fontes exógenas (alimentação) representam cerca de 150 md/dia a 300 mg/dia, sendo que a absorção máxima do colesterol proveniente da alimentação é de aproximadamente 1 g/dia. 0 fígado aparece como órgão principal na manutenção do equilíbrio de todo 0 colesterol sendo que colesterol hepático é excretado utilizando a bile como principal veículo de eliminação (através de sais biliares) e é também excretado para todos os tecidos não hepáticos sob a forma de lipoproteínas carreadoras conhecidas como frações do colesterol VLDL, LDL e HDL (very low density lipoprotein, low density lipoprotein e high density lipoprotein, respectivamente). Essa nomenclatura em inglês se refere à densidade das moléculas de colesterol, onde VLDL e LDL são as moléculas de baixa densidade, conhecidas popularmente como "colesterol ruim", e HDL é a molécula de colesterol de alta densidade, conhecida como "colesterol pois é capaz de transportar as moléculas de baixa densidade até fígado (preferencialmente), onde serão metabolizados. Origens Destinos Fígado Dieta Colesterol livre Bile Tecidos extra-hepáticos HDL Ácidos e sais biliares Tecidos Sistese de "novo" VLDL e LDL extra-hepáticos colesterol Figura 27 - Resumo do percurso do colesterol no organismos 46FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS 0 metabolismo do colesterol é um processo complexo que envolve um sistema multienzimático e pode ser resumido em quatro etapas: Acetil-CoA Acetoacetil-CoA Acetil-CoA HMG-CoA Mevalonato Acetil-CoA HMG-CoA redutase Figura 28 - Formação do mevalonato 3 ATP 3 ADP Acetil-CoA Mevalonato + Mevalonato Unidades Acetil-CoA descarboxilado Acetil-CoA isoprenoide UIP Figura 29 - Formação do unidades isoprenoides UIP + UIP Geranil-pirofosfato P P Farnesil-pirofosfato NADPH NADP+ CH2 CH, Esqualeno Figura 30 - Formação do esqualeno 1/2 2 Esqualeno Lanosterol Zimosterol Colesterol 2H+ Figura 31 - Formação do colesterol 47Unidade I Regulação da síntese do colesterol Tendo em vista a presença determinante da enzima HMG-CoA redutase como enzima atuante na primeira etapa da formação de colesterol, podemos afirmar que ela determina a velocidade com que 0 colesterol é sintetizado, sendo assim as vias que regulam essa síntese basicamente afetam a sua atividade, e são principalmente inibição retroativa da HMG-CoA redutase (em que 0 mevalonato e 0 próprio colesterol inibem a ativação da enzima); regulação hormonal (hormônios da tireoide e a insulina, por exemplo, atuam diretamente na HMG-CoA redutase aumentando sua atividade); inibição por drogas (alguns fármacos derivados das estatinas diminuem a velocidade de ação da HMG-CoA, e são usados em casos crônicos de hipercolesterolemia aumento de colesterol sanguíneo em indivíduos com predisposição a doenças cardiovasculares). Metabolismo dos ácidos graxos e dos triacilgliceróis A síntese de ácidos graxos tem entre outras funções armazenamento de gorduras para utilização posterior. É evidente, 0 papel da insulina, um hormônio que induz armazenamento, como estimuladora da síntese de malonil-CoA e consequentemente de ácidos graxos. Os hormônios glucagon e epinefrina são liberados quando é necessário disponibilizar energia para as células, portanto esses hormônios inibem a síntese de ácidos graxos. 0 excesso de ácidos graxos formado fará um feedback negativo na transformação de acetil-CoA em malonil-CoA modulando dessa forma a produção de ácidos graxos. Uma vez formado, ácido graxo terá de ser conglomerado em triacilglicerol que constitui a forma de armazenamento de lipídeos nos adipócitos. A formação do triacilglicerol ocorrerá em 3 etapas: formação do glicerol-3-fosfato, acilação dos dois grupos oxidrila livres do glicerol-3-fosfato e adição do terceiro grupo acila com formação do triacilglicerol. 1.4.5.2 Micronutrientes De uma forma geral, processos biológicos necessitam de componentes inorgânicos para funcionarem de forma aceitável. A esses componentes atribuímos nome de sais minerais e íons que provêm da alimentação e são metabólitos de muitas reações bioquímicas. São divididos em dois grandes grupos: Quadro 6 - Elementos químicos essenciais para a vida Elementos principais (~60% a 80%) Elementos-traço Cálcio (Ca) lodo (I) Magnésio (Mg) Cobre (Cu) Sódio (Na) Zinco (Zn) Potássio (K) Manganês (Mn) Ferro (Fe) Cobalto (Co) Fósforo (P) Cromo (Cr) Enxofre (S) Flúor (F) Cloro (CI) Níquel (Ni) Adaptado de: Ferreira et al. (2010, p. 255). 48FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS 0 metabolismo mineral é extremamente diferente do metabolismo dos carboidratos, lipídeos e proteínas simplesmente pelo fato de que não são produzidos no organismo e a sua absorção ocorre de forma grosseira e em pequenas quantidades. A concentração equilibrada desses compostos inorgânicos se dá pelo mesmo mecanismo responsável pela manutenção do equilíbrio eletrolítico. Funções biológicas do cálcio (Ca) 0 cálcio é um elemento químico de extrema importância, pois participa de inúmeras funções fisiológicas, como a coagulação sanguínea e a excitabilidade neuromuscular, atua como cofator enzimático, entre outras. De todo cálcio do organismo, 99% estão localizados nos ossos e dentes. Em um homem adulto a concentração de Ca é de aproximadamente 10 mg/dl (5 mEq/L), sendo que um pouco mais da metade desta quantidade se encontra na forma ionizada (Ca+2) e restante está ligado a proteínas plasmáticas como a albumina. As necessidades de ingestão de cálcio vão se alterando de acordo com estágio da vida de cada indivíduo, pois crianças, adolescentes e idosos necessitam de uma quantidade maior do que um adulto jovem. Nos idosos, a ingestão de cálcio associado à vitamina D evita doenças de caráter osteomuscular. Segundo a Food and Nutrition Board of National Research Council (agência norte-americana que regulamenta as necessidades dietéticas), a recomendação de ingestão diária de cálcio deve ser de 800 mg na infância, 1300 mg na adolescência e 800 mg na vida adulta. É de senso comum que a principal fonte de cálcio na alimentação é leite e seu derivados, porém existem algumas outras fontes, como hortaliças e vegetais escuros por exemplo. Apenas 20% a 40% do cálcio ingerido é totalmente absorvido pelo trato gastrintestinal, pois se trata de um elemento que sofre alterações de vários fatores limitando sua absorção, como a ingestão de cereais, que no trato intestinal se transformam em ácido oxálico e ácido fítico, formando sais insolúveis na presença de cálcio. A ingesta de grandes teores de gordura também dificulta sua absorção devido à formação de sabões. Já a presença de vitamina D e pH do intestino (quanto maior a acidez, maior a ionização do cálcio e melhor sua absorção) costumam facilitar a absorção deste elemento tão importante. A regulação dos níveis de cálcio no organismo é um processo metabólico complexo que envolve a presença de dois hormônios produzidos nas glândulas paratireoide e tireoide, chamados paratormônio (PTH) e calcitonina, respectivamente. A glândula paratireoide é estimulada a produzir PTH quando os níveis plasmáticos de Ca diminuem e as células produtoras de calcitonina têm atividade inibida; 0 inverso ocorre quando os níveis de Ca aumentam: há inibição da produção de PTH e produção de calcitonina. Funções biológicas do fósforo (P) 0 fósforo é um elemento de extrema importância biológica e está presente no organismo não como fósforo, mas sim como fosfato Pode-se afirmar que em praticamente todos os compostos orgânicos é possível encontrar esse componente em sua forma fosfatada ou em sua forma 49Unidade I Podemos pensar na importância do P apenas de lembrar do metabolismo energético em que a molécula formada a partir da glicose e que fornece energia para todas as células é ATP (adenosina trifosfato). Sua absorção ocorre em nível intestinal e, quando lançado na corrente sanguínea, fosfato permanece livre no plasma. 0 fosfato plasmático é considerado fosfato inorgânico, pois não se liga a nenhuma proteína plasmática. A forma de eliminação é diretamente proporcional a sua absorção e ocorre pelas vias fecal (40%) e urinária (60%). Vale lembrar que os níveis de fosfato estão diretamente ligados aos níveis de cálcio, sendo que a relação entre esses íons é expressa da seguinte forma: Assim, sempre que houver aumento nos níveis séricos do cálcio, haverá uma queda nos níveis de fosfato no sangue. A regulação do fosfato também é dependente do cálcio uma vez que a retenção de PO leva à diminuição do cálcio plasmático. 0 cálcio tem sua regulação modulada pelo PTH (hormônio na paratireoide), logo, se a concentração de fosfato diminui no LEC, potencializa efeito do PTH, levando ao aumento do fosfato plasmático. Funções biológicas do ferro (Fe) A manutenção dos níveis de Fe no organismo é realizada pela limitação da absorção, e não por sua eliminação. 0 ferro participa de vários metabolismos diferentes, como a respiração celular, por meio da fixação de hemoglobina, mioglobina e citocromos. Enzimas como peroxidases e catalases são dependentes de ferro para ter atividade preservada. As fontes de Fe são variadas, tais como fígado, os ovos, os grãos integrais, os frutos do mar, feijão e as verduras escuras. Apenas 10% do Fe ingerido é absorvido no duodeno e jejuno na forma ferrosa (Fe++), e por isso doenças ou cirurgias que afetam essas áreas, diminuem consideravelmente a absorção de Fe. Contudo dietas hiperproteicas e ricas em vitamina C melhoram sua absorção. Após ser absorvido pela mucosa intestinal, ao ser lançado na corrente sanguínea, Fe sofre um processo de redução induzido pela vitamina C, que transforma em sua forma ferrosa (solúvel). Assim que é reduzido, 0 Fe++ se liga à ferritina (glicoproteína plasmática responsável pelo transporte do ferro) e assim pode ser distribuído por todo organismo. Funções biológicas do zinco (Zn) 0 zinco participa dos metabolismos proteicos e de ácidos nucleicos, sendo um elemento inorgânico essencial para as funções biológicas. É capaz de induzir a atividade de inúmeras enzimas e é parte estrutural das células de defesa. Pode ser encontrado em alimentos como frutos do mar, carnes vermelhas, aves e nozes. Funções biológicas do potássio (K) Assim como os outros elementos inorgânicos, potássio também apresenta importância biológica, pois participa de vários processos bioquímicos, atuando diretamente no equilíbrio hidroeletrolítico e ácido-base, e está relacionado com a excitabilidade muscular. Podemos citar como uma das principais 50FISIOPATOLOGIA DAS DOENÇAS ENDÓCRINAS E NUTRICIONAIS atividades do potássio a sua presença ativa nas membranas celulares, como um dos componentes básicos do mecanismo de transporte ativo transmembrana, conhecido como bomba de sódio e potássio. Bomba de Na e K Trata-se de uma proteína de membrana presente em todas as células do organismo que transporta Na+ de dentro para fora da célula e K+ no sentido inverso. Nesse tipo de transporte pela membrana celular ocorre consumo de energia (ATP), por isso sua membrana carreadora tem atividade semelhante à de uma enzima capaz de promover a hidrólise de ATP e recebe nome de sódio-potássio ATPase. A energia liberada pelo ATP na parte interna da membrana faz que os K+ sejam desligados da sódio-potássio ATPase em que irão se fixar os íons Na+ próximos a ela; já na parte externa da membrana, os Na+ são liberados e os íons K+ se fixam a ela. Esse mecanismo é ativado sempre que houver uma diferença de concentração de Na+ e K+ entre os meios intra e extracelular, sendo Na+ que "comanda" a ativação da bomba primariamente. Diante da extrema importância fisiológica desse mineral, deve-se manter uma alimentação equilibrada e buscar componentes como beterraba, couve-flor, abacate, banana, damasco, cereja, ameixa e pêssego, os quais são alimentos com altos teores de K. Estrutura e função das vitaminas As vitaminas são compostos orgânicos não sintetizados pelo organismo, sendo sua obtenção proveniente exclusivamente da dieta. Em alguns casos, organismo consegue sintetizar quantidades muito pequenas consideradas insuficientes para bom funcionamento fisiológico. Sendo assim, a carência nutricional acarreta uma variedade considerada grande de doenças. A estrutura das vitaminas varia quimicamente dos lipídeos, carboidratos, aminoácidos e sais minerais e são classificadas de acordo com suas propriedades relacionadas à solubilidade. Vitaminas lipossolúveis Essa classe de vitaminas apresenta em sua estrutura química uma associação com moléculas de lipídeos e depende da presença destes para serem absorvidas com eficiência. Sua absorção acontece no intestino por intermédio da propriedade emulsificante da bile, e, ao serem absorvidas e lançadas na corrente sanguínea, são distribuídas por todo organismo como um complexo de proteínas. Por serem lipossolúveis, sua excreção por via urinária é bastante difícil e acabam sendo armazenadas no tecido hepático e adiposo. São vitaminas lipossolúveis: vitamina A; D2 ergocalciferol e D3 colecalciferol vitamina D; 51Unidade I tocoferóis - vitamina E; fitoquinona, menaquinonas - vitamina K. Vitaminas hidrossolúveis Essa classe de vitaminas não apresenta moléculas de lipídeos associadas a sua estrutura química, permitindo assim que sejam absorvidas, transportadas, diluídas e excretadas por via urinária com maior facilidade. Essa relativa facilidade de diluição faz que 0 excesso não seja armazenado nem prejudicial. São vitaminas hidrossolúveis: ácido ascórbico - vitamina C; complexo B: - vitamina tiamina; - vitamina - riboflavina; - vitamina niacina; - biotina; - vitamina piridoxina; - ácido pantotênico; - ácido fólico; - vitamina cianocobalamina. Funções biológicas de vitaminas A, complexo B, C e D Vitamina A Pertence à classe das vitaminas lipossolúveis e é encontrada sob duas formas distintas: resinoides (tecido animal) e provitamina do tipo carotenos (tecidos vegetais). No homem, esse tipo de vitamina é encontrado em três formas diferentes: ácido retinoico, retinal e retinol. Dependendo da forma como é encontrada e ingerida por meio da dieta, a absorção e transporte acontecem de maneira diferenciada. É uma vitamina de extrema importância biológica, pois está relacionada a visão, diferenciação celular e outras funções. 52