Vitaminas cederj

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MÓDULO 4 - A U L A 2 5
As vitaminas
As vitaminas
 Você já deve ter observado que nos rótulos dos alimentos industrializados
vem sempre uma referência a respeito do teor vitamínico destes alimentos. Além
disso, você também já deve ter percebido que alguns alimentos infantis como
biscoitos, por exemplo, também são VITAMINADOS... Mas, afinal, qual a impor-
tância das vitaminas? Por que as crianças precisam tanto de vitaminas? O que
acontece quando esses compostos faltam no nosso organismo?
Objetivos
Na aula de hoje, veremos o que são as vitaminas e para que servem. Ao final,
falaremos um pouco dos problemas que podem ocorrer devido a sua ausência.
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As vitaminas
BIOQUÍMICA IQUÍMICA I
Introdução
São inúmeros os tipos de vitaminas: A, B, C, D, E, K etc. Parece uma sopa
de letrinhas!!! Todos nós aprendemos desde pequenos, que precisamos comer le-
gumes, verduras e frutas pois tais alimentos são ricos em vitaminas. Além disto,
também ouvimos falar que para abrir o apetite das crianças que não comem com
facilidade, devemos dar um suplemento vitamínico. Conforme já mencionamos,
as crianças precisam de vitaminas.
As vitaminas podem ser divididas em três grandes grupos:
• Vitaminas solúveis em água (hidrossolúveis).
• Vitaminas solúveis em lipídeos (lipossolúveis).
• Nutrientes tipo vitaminas.
Veja a tabela abaixo onde estão listadas as principais vitaminas, bem como
suas funções e o nome das doenças causadas pela sua ausências:
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As vitaminas
Conforme observamos, muitas vitaminas são precursoras de coenzimas. Mas
afinal, o que é uma coenzima? Coenzimas são moléculas orgânicas pequenas que agem
junto com as enzimas catalisando as reações bioquímicas. Como o próprio nome diz é
uma “co-enzima”! Este prefixo co, que é o mesmo encontrado na palavra colabo-
ração, por exemplo, quer dizer fazer junto com. É isso mesmo! Colaborar com
alguém é fazer algum trabalho junto com alguém. É ajudar alguém.
Com as vitaminas dá-se o mesmo. Elas ajudam as enzimas a realizarem suas
reações. Em geral, as coenzimas estão no sítio ativo das enzimas, já que é lá que
ocorrem as reações catalisadas pela enzima.
Conforme você estudou nas aulas anteriores sobre enzimas, poderíamos
dizer que elas são como os operários das células. Existe enzima para tudo! Enzimas
que quebram as proteínas em peptídeos (proteases); que duplicam o DNA
(polimerases); que fosforilam substratos das células (fosforilases ou cinases); que
sintetisam ou quebram o ATP (ATPases); que carboxilam substratos (carboxilases)
etc etc etc.
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As vitaminas
BIOQUÍMICA IQUÍMICA I
O nome vitamina foi
cunhado em 1911 para
a primeira vitamina
descoberta que foi a
tiamina. Uma vez que
a tiamina é uma amina,
deu-se este nome,
embora as demais
vitaminas não
sejam aminas,
necessariamente.
As enzimas são formadas por aminoácidos e são eles que devem, portanto,
exercer a função daquela respectiva enzima. Entretanto, dos vinte aminoácidos,
apenas nove aminoácidos possuem grupamentos R capazes de participar de rea-
ções. São eles: histidina, ácido glutâmico, ácido aspártico, serina, treonina, tirosina,
lisina, arginina e cisteína. Os grupamentos desses aminoácidos podem agir como
ácidos e bases, mediando a transferência de prótons e de outros grupos. Os de-
mais aminoácidos, por apresentarem grupamentos R inertes, não são capazes de
mediar reações químicas. Se você está na dúvida a respeito do grupamento R dos
aminoácidos, consulte a Aula 8.
Entretanto, várias reações metabólicas envolvem reações químicas que não
podem ser realizadas por esses nove aminoácidos. É aí que entram as coenzimas
que, por possuírem natureza variada, aumentam o repertório de possíveis reações
a serem catalisadas pelas enzimas.
As vitaminas que são, então, precursoras das coenzimas, são essenciais para
o bom funcionamento dos organismos. Vitaminas são, portanto, moléculas orgânicas
essenciais em pequenas quantidades para uma nutrição saudável em humanos e outros verte-
brados. Desta forma, as vitaminas que ingerimos com a alimentação são transfor-
madas em coenzima que, por sua vez, associam-se às apo enzimas tornando-as
aptas a catalisar uma determinada reação. As apo enzimas são as enzimas sem sua
coenzima. Logo,
Coenzimas + Apo enzima = Holo enzima (enzima ativa, enzima completa).
Conforme mencionamos, as enzimas funcionam como os operários das nos-
sas células. Muitas enzimas exercem sua função sem necessitar da colaboração de
outras moléculas, apenas usando seus aminoácidos. Mas, como já vimos, algumas
só exercem sua função se auxiliadas por uma coenzima presente no seu sítio ativo.
Sem a coenzima, a enzima não é ativa. Logo, a coenzima é fundamental para o
funcionamento desta enzima.
Agora que já sabemos para que servem as vitaminas, podemos imaginar por
que elas são tão importantes para as crianças. As crianças apresentam o metabo-
lismo bastante ativo, já que estão crescendo. A vitamina D, por exemplo, ajuda na
absorção de cálcio e fósforo, dois elementos indispensáveis para o crescimento
ósseo. Desta forma, se falta vitamina D, os ossos não crescem devidamente, apa-
recendo o raquitismo.
Vejamos agora alguns detalhes das vitaminas.
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As vitaminas
Vitaminas solúveis em água
A vitamina B1 dá origem à tiamina pirofosfato (TPP), uma coenzima essen-
cial em várias reações metabólicas. Enzimas como a piruvato descarboxilase (atua
na fermentação alcoólica); piruvato desidrogenase e α- ceto glutarato desidrogenase
(síntese de acetil-coenzima A e ciclo do ácido cítrico); a transcetolase (fixação de
carbono na fotossíntese) e o acetolactato sintase (síntese de valina e leucina) de-
pendem da TPP para seu funcionamento. A falta desta vitamina causa o Beribéri,
que se caracteriza pelo acúmulo de fluidos corpóreos e inchamento, dor, paralisia
e morte. A palavra Beribéri vem do cingalês, língua falada Sri Lanka, antigo Ceilão,
onde beri significa “eu não posso”. Desta forma, beribéri (“eu não posso” duas
vezes!) mostra como as pessoas acometidas pela deficiência desta vitamina ficam
incapacitadas e fracas. A casca do arroz é rica em vitamina B1 mas, quando o arroz
é polido, sua casca é removida e com ela a vitamina B1.
A vitamina B12 (chamada de cobalamina já que possui um átomo de cobalto
em sua estrutura) dá origem à coenzima B12 presente na enzima metil-malonil-
coenzima A mutase, por exemplo. Esta enzima é muito importante durante a que-
bra de ácidos graxos (lipídeos) de número ímpar de átomos de carbono. Seu papel
é transformar o L-metilmalonil-coenzima A em succinil-coenzima A que vai, en-
tão, para o Ciclo de Ácido Cítrico. Você verá em Bioquímica II a importância
desta enzima quando estudar o metabolismo dos Lipídeos.
A vitamina B12 tem uma importância fundamental no processo de formação
dos glóbulos vermelhos. A deficiência de vitamina B12 resulta em uma doença
séria denominada anemia perniciosa. Esta vitamina não pode ser sintetizada por
plantas nem por animais, mas apenas por alguns microorganismos. As pessoas que
possuem anemia perniciosa apresentam deficiência na absorção da B12 pelo intes-
tino, local onde a mesma é sintetizada por bactérias que lá vivem. Essas pessoas
apresentam baixa produção de células vermelhas, baixos níveis de hemoglobina e
problemas mentais que se agravam com o tempo. A administração de grandes
doses de vitamina B12 pode aliviar os sintomas em alguns casos.
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As vitaminas
BIOQUÍMICA IQUÍMICA I
Vitaminas solúveis em solventes orgânicos não polares
São quatro as vitaminas incluídas neste grupo: D, E, K, A. As vitaminas D
e A são precursoras de hormônios.
Avitamina D dá origem a um hormônio chamado de 1,25-
diidroxicolecalciferol, que controla a captação de cálcio no intestino, bem como
os níveis de cálcio nos rins e ossos. A vitamina D3, também chamada de
colecalciferol, é normalmente sintetizada na pele a partir do 7-diidrocolesterol.
Para que esta reação ocorra, é necessária a participação de luz UV, um dos compo-
nentes da luz solar. Veja:
Luz UV
7-diidrocolesterol > colecalciferol (vitamina D3) > 1,25- diidroxicolecalciferol (1,25-diidroxivitamina D3)
Controle dos níveis de cálcio nos ossos e rins
Controle da captação de cálcio no intestino
O que poderíamos esperar em caso de deficiência de vitamina D? Confor-
me já havíamos comentado anteriormente, crianças que apresentam problemas na
via de biossíntese da vitamina D apresentam graves problemas de formação óssea
(raquitismo). Esta doença é mais comum em crianças que vivem em áreas de
clima frio. Você saberia o porquê? Pense levando em consideração a via de
biossíntese desta vitamina apresentada na Figura 25.1.
Crianças com deficiência em vitamina D podem recebê-la externamente e
curar-se dos danos causados pela sua insuficiência.
A vitamina A, também conhecida como retinol, funciona como hormônio e
como pigmento visual do olho dos vertebrados. A vitamina A também regula a
expressão gênica e o desenvolvimento do tecido epitelial, incluindo a pele. Algu-
mas drogas usadas no tratamento da acne severa contêm ácido retinóico, um deri-
vado da vitamina A. O retinal, também derivado da vitamina A, é o pigmento
envolvido no processo visual capaz de perceber os estímulos luminosos e produ-
zir um sinal neuronal para o cérebro.
Figura 25.1: Via de biossíntese da vitamina D3 e do hormônio 1,25 diidroxicolecalciferol.
Mas como será que
o hormônio 1,25-
diidroxivitamina D3
controla os níveis de
cálcio no intestino?
O que ocorre é que este
hormônio atua como
ativador da expressão
gênica. Isto significa que
eles são capazes de
"ligar" um gene
específico que quando
"lido" vai dar origem a
uma proteína capaz de
ligar cálcio.
Assim, quando o
hormônio é sintetizado e
passa a circular na
corrente sangüínea, ele
informa para a célula
intestinal que ela precisa
dar início à síntese da
proteína ligadora de
cálcio que passa, então,
a se ligar a este íon
colocando-o para dentro
da célula.
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O β-caroteno é o precursor da vitamina A. Veja:
β-caroteno >> vitamina A (retinol) >> cis-retinal
 pigmento visual
A vitamina A é muito abundante em óleos de fígado de peixes, no fígado,
ovos, leite integral e manteiga. O β-caroteno presente na cenoura e em outros
legumes amarelos, pode ser convertido em vitamina A, enzimaticamente, pelos
vertebrados. A deficiência em vitamina A pode levar a vários sintomas em huma-
nos, tais como ressecamento da pele, dos olhos e mucosas; desenvolvimento e
crescimento retardado e cegueira noturna.
Vitamina E é o nome dado a um conjunto de lipídeos relacionados chama-
dos tocoferol. Devido ao fato de serem hidrofóbicos, os tocoferóis se associam às
membranas, depósitos lipídicos ou lipoproteínas do sangue. Os tocoferóis são
antioxidantes e este efeito se deve à presença de anéis aromáticos em suas molé-
culas, capazes de destruir as espécies reativas de oxigênio e outros radicais que
são deletérios às células. Essas espécies reativas de oxigênio oxidam lipídeos das
membranas causando fragilidade às mesmas. O tocoferol está presente em ovos e
óleos vegetais sendo muito abundante em germes de trigo. Animais de laboratório
que recebem dieta pobre em vitamina E desenvolvem fraqueza muscular e cansa-
ço, esterilidade e pele escamosa. Em humanos, esta deficiência é muito rara mas
quando ocorre, o sintoma é a fragilidade das células vermelhas do sangue.
A vitamina K participa ativamente da cascata de coagulação sangüínea. A
deficiência desta vitamina pode ser fatal, uma vez que pode levar a um retardo da
coagulação sangüínea levando a hemorragias. A deficiência desta vitamina tam-
bém é rara em humanos.
A vitamina K1 pode ser encontrada em folhas verdes, ao passo que a vita-
mina K2 é sintetizada pelas bactérias que vivem no intestino de vertebrados. Po-
demos ver, então, que algumas das bactérias que vivem dentro da nossa barriga
não são tão más assim....
ácido retinóico >> sinal para células
epiteliais
trans-retinal >> sinal neuronal para
o cérebro
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BIOQUÍMICA IQUÍMICA I
Resumo
Na aula de hoje aprendemos o que são vitaminas e o que elas fazem.
Percebemos como as vitaminas são importantes para o bom
funcionamento dos organismos, já que atuam como coenzimas auxiliando
diversas enzimas das nossas células a realizarem suas funções.
Exercícios
1. Talvez a vitamina mais conhecida seja a vitamina C (ácido ascórbico) que está
presente em frutas cítricas como laranja, limão etc. Pesquise sobre as alterações
causadas pela ausência desta vitamina em nosso organismo (causa uma doença
chamada de Escorbuto). Procure entender o porquê dos sintomas desta doença.
Se você preferir, pode responder à questão em grupo.
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