ebook bioquimica basica 822

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Biologia e Bioquímica 
Aplicada 
 
 
 
 
 
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Biologia e Bioquímica 
 
A Homeostase é equilíbrio do organismo e qualquer alteração que venha 
a alterá-la é chamada de estresse ocorrendo por patologias ou exercícios físicos 
logo após quando ocorre seu restabelecimento é chamada de adaptação. 
O metabolismo é um conjunto de reações químicas do nosso organismo que 
ocorre de 4.000 (quatro mil) a 4.500 (quatro mil e quinhentas) reações. 
 
Os Principais átomos são:C= CarbonoH=Hidrogênio O=OxigênioN=Nitrogênio 
 
As moléculas são formadas através de ligações químicas e os íons são 
átomos que possuem cargas podendo elas serem negativa ou positiva, já o 
ânion possui carga negativa e o cátion possui carga positiva. A ligação iônica é 
resultado da alteração entre íons de cargas elétricas contrárias (ânions e 
cátions)ex: Na+ -Cl- = NaCL e a covalente é caracterizada pelo 
compartilhamento de elétrons. 
Uma reação química é uma transformação da matéria no qual ocorrem 
mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias 
reagentes resultando em um ou mais produtos. 
Exemplos: A+B (substrato)→← AB o resultante vem a ser um produto que 
tornou-se uma nova substância formada e substrato um conjunto de 
substancias energéticas. 
 
Reações Bioquímicas 
 
As enzimas são um grupo de substâncias orgânicas de natureza 
normalmente proteica (existem também enzimas constituídas 
de RNA 1 ,as ribozimas), com atividade intra ou extracelular que têm 
funções catalisadoras, catalisando reações químicas que, sem a sua presença, 
dificilmente aconteceriam. Isso é conseguido através do abaixamento da energia 
de ativação necessária para que se dê uma reação química, resultando no 
aumento da velocidade da reação e possibilitando o metabolismo dos seres 
vivos tendo dois fatores que determinantes o nº de enzimas e a velocidade da 
reação. O sufixo “–ase” é adicionado para determinar que tal substância é uma 
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enzima, como por exemplo: Creatinakinase, ATPase, Fosfofrutokinase, o sufixo 
“lise” é um processo de catabolismo (degradação), como a glicólise (quebra de 
glicose), Lipólise (quebra de lipídeo) e proteólise (quebra de proteína). 
Hidrólise, (do grego hidro-, significando água, e-lysis, significando separação) é 
uma reação química de quebra de ligação química de uma molécula com a 
adição de uma molécula de água. Nessa reação ocorre a quebra da molécula de 
água em íons de hidrogênio, reação de oxidação são substâncias que doam 
elétrons (e) para outra substância, Redução substância que recebe elétrons de 
outra substância, ficando reduzida, Fosforilação quando ocorre a união de um 
fosfato inorgânico a uma molécula Ex: ADP+Pi →ATP e quando é retirado um 
fosfato inorgânico de uma molécula é chamada de Desforilação, ex: 
ATP→ADP+Pi. 
 
Organelas 
 
 O Nucléolo tem sua principal função, produzir componentes ribossômicos 
(DNAr). 
 O Núcleo tem a função de conservar e transmitir as informações 
genéticas na reprodução das células e regular as funções celulares. 
 O Ribossomo, sua função é servir de sítio para a tradução, ou seja, 
síntese de proteínas. 
 O Retículo Endoplasmático Rugoso (RER), participa da síntese e 
transporte das proteínas, ou seja, recepciona e armazena os 
aminoácidos. 
 O Complexo de Golgi armazena, identifica, empacota e secreta 
substâncias (proteínas, lipídios, glicoproteínas, glicolipídios e outras) e 
sintetiza lisossomos. 
 O Citoesqueleto possui um papel mecânico, de suporte, mantendo a 
forma celular, organização das organelas e também é responsável pelos 
movimentos celulares 
 O Retículo Endoplasmático Liso (REL), participa no transporte celular, 
predomina a morfologia de túbulos e vesículas cuja função principal é a 
de síntese de lipídios para a produção de biomembranas, bem como o 
armazenamento de precursores na síntese de hormônios esteróides. 
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 A Mitocôndria participa da respiração celular, processo aeróbio (Ciclo de 
Krebs e cadeia respiratória). 
 O Citoplasma, nele está um fluído chamado citosol. O citoplasma tem a 
função de albergar as organelas e favorecer seus movimentos 
 Os Lisossomos que participam da digestão intracelular e extracelular por 
meio de autofagia e heterofagia. 
 A Membrana Plasmática tem uma permeabilidade seletiva, vínculo entre 
interior e exterior, entrada de nutrientes, saída de metabólitos, eliminação 
de produtos e secreções, reconhecimento celular e transmissão e 
recebimento de informações. 
 Peroxissomos são organelas que tem papel importante de 
desintoxicação realizada nas células dos hepatócitos e dos rins, essencial 
na produção do peróxido de hidrogênio H²O² 
 O Citosol é um líquido que representa cerca de 55% do volume total da 
célula e contém importantes elementos celulares. O citosol contém ainda 
inclusões citoplasmáticas e o citoesqueleto, ou seja, preencher espaços 
entre organelas incorporando as células. 
 
As mudanças de nível celular que ocorrem nas células dos seres 
humanos é a hipertrofia que se trata do aumento do volume celular e 
hiperplasia são novas células produzidas aumentando seus números, ou 
seja, multiplicação de números de células, A atrofia consiste na redução 
do tamanho celular resultante da perda de proteínas e outros materiais 
celulares (assim como de organelas), a redução das células se reflete 
também na redução do tecido ou órgão afetado. O Edema, consiste em 
um acúmulo anormal de líquido no compartimento extracelular intersticial 
ou nas cavidades corporais constituído de uma solução aquosa de sais 
e proteínas do plasma. 
 
 
 
 
 
 
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Biologia Celular 
 
CITO: Sufixo denomina a ser uma célula, seguindo logo abaixo onde 
conheceremos algumas células e suas características. 
 O Osteócito: São células dos Ossos, formam o esqueleto, que tem sua 
função dar forma e sustentação ao corpo. Calcificação (Ca) é a principal 
característica. 
 Miócito: Células musculares contráteis. São células multinucleadas com 
grande capacidade de regeneração. O sarcolema envolve 
o sarcoplasma, que é o citoplasma da célula muscular, e tem capacidade 
de estender-se. Dentro dessa célula há o retículo sarcoplasmático que é 
especializado no armazenamento de íons cálcio, e quando libera esse 
cálcio para o citoplasma dá-se a contração muscular (deslizamento 
da actina sobre a miosina). 
 Hepatócito: Células hepáticas encontradas no fígado, com capacidade de 
metabolizar substâncias e tem grande capacidade de se regenerar, 
hiperplasia 
 Cardiomiócito: São células cardíacas e sua função é a contração. Seu 
maior diferencial é que ela é resistente à fadiga 
 Adipócito: São as células de gordura encontradas no tecido adiposo tem 
a capacidade de hipertrofia e hiperplasia, e uma vez criado o adipócito, 
não perde mais, sem intervenção mecânica. A formação dessas células 
acontece em três fases da vida, sendo a 1ª na gestação, a 2ª logo ao 
nascimento de 0 a 3 meses e a 3ª fase no estirão do crescimento na pré-
adolescência adolescência. 
 Leucócito: Células do sangue, mais específico do sistema imunológico, 
que apresentam grande quantidade de lisossomos. 
 Eritrócito: Células do sangue, e sua diferença é que não possui 
mitocôndria, pois é responsável pelo transporte de O² e tem seu 
metabolismo anaeróbio 
 Astrócito: Células nervosas (neurônio), responsável pelo transmitir 
impulsos elétricos e não possui uma característica específica. 
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 Plaquetas: Células do sangue, responsável pela coagulação. O sangue 
tem um tempo exato para coagular, se coagularmuito rápido, corre o risco 
de trombos, e se demorar corre o risco de hemorragias. 
 
Sistema ATP-CP (Creatina Fosfato) 
 
A Adenosina Trifosfato (ATP), é um nucleotídeo responsável pelo 
armazenamento de energia em suas ligações químicas, constituída por 
adenosina (adenina + ribose) + um fosfato inorgânico (Pi) formando um AMP 
(monofosfato) nele adicionado +Pi, formando um ADP(difosfato), adicionado + 
Pi temos a formação do ATP (trifosfato) que constitui na associação de três 
radicais fosfato conectados em cadeia. A energia liberada para o músculo (de 7 
a 12 cal/mol) apenas na última ligação. O corpo só consegue utilizar de 20 a 25% 
da energia armazenada no ATP, o restante é perdido em forma de calor. 
 Reação Exergônicas: Ligações que liberam energia e Endoergônicas: 
Quando a energia é adicionada no sistema para dentro da molécula (ligação). A 
quebra de ATP, ligação Desforilação exergônica e Hidrólise. 
 
Metabolismo Da Glicose 
 
 Logo após ingerirmos carboidratos ele será transformado em glicose e irá 
para corrente sanguínea. A glicemia é concentração de glicose no sangue, 
quando a glicose está alta chamamos de hiperglicemia, e quando está baixa, de 
hipoglicemia. Ela é medida em miligrama por decilitros, e sua média é 110 
miligramas por decilitros. Para que a glicose entre na célula, é necessário que 
haja a insulina para que sinalize o GLUTs para MP, que é transportador de 
glicose, que permite a entrada dela na célula. 
 A hipoglicemia de rebote é quando o nosso pâncreas percebe o auto 
volume de glicose no sangue, e produz insulina proporcional, dessa forma 
causando aumento instantâneo de insulina, causando rapidamente a queda 
brusca de glicemia. Então nosso pâncreas é quem a fornece e que libera para 
que a glicose entre na célula. 
 Quando há uma falha na produção ou liberação de glicose pelo pâncreas, 
desenvolvemos o diabetes, que pode ser de 3 tipos: 
Diabetes tipo 1 = insulino dependente, pode começar a desenvolver na infância. 
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Diabetes tipo 2 = Insulino independente, ela se desenvolve ao longo da vida. 
Diabetes tipo 3 = a que acontece no momento da gestação, mecanismo similar 
do tipo 2. 
Na primeira fase acontece cinco reações chamamos de fase preparatória, 
onde consumimos dois ATPs para dar condições para chegar a fase de produzir 
ATP. 
 Na segunda fase ou fase da produção de ATP, acontece um conjunto de 
cinco reações em duas partes, (que foi a quebra da glicose, onde transformou 
dois fosfogliceratos, na última reação da faze preparatória da glicólise) as 
reações 6, 7, 8, 9 e 10 são onde vamos produzir os quatro ATPs, sendo dois de 
lucro. Na 10ª reação, o resultado são dois ácidos pirúvicos, sendo um de cada 
lado, que, a partir daí, de acordo com o exercício, vai caracterizar aeróbico ou 
anaeróbico. 
 O que determina glicólise aeróbica ou anaeróbica é o exercício. O 
exercício de alta intensidade, transforma o Ácido Pirúvico em Ácido Lático e 
manda para o sangue em forma de lactato. Esse Lactato irá para o fígado que 
se transformara novamente em Ácido Pirúvico e poderá virar glicose e cair 
novamente na corrente sanguínea, ir para mitocôndria e sintetizar ATP ou ficar 
estocado em forma de glicogênio. Essa reação de transformar lactato em glicose 
chama-se de Ciclo de Cori. Esse processo será ANAERÓBICO. 
 
 
 
 
Glicólise Aeróbica 
Se a intensidade do exercício for leve ou moderada e volume alto, o Ácido 
Pirúvico entrará na mitocôndria por meio de uma proteína chamada 
transportador de piruvato. Dentro da mitocôndria, uma molécula de O2 se 
acoplará ao carbono (inspiração), retirando ele em forma de CO2 (expiração) do 
Ácido Pirúvico, liberando dois íons H, que se unirão ao NAD (transportador de 
hidrogênio), formando o NADH2, resultando no AcetilCoA. 
Esse AcetilCoA iniciará o Ciclo de Krebs, ligando-se ao oxalacetato da 10ª 
reação, transformando-se em citrato (AcetilCoá + Oxalacetato). Na quarta 
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reação são liberadas 2 moléculas de hidrogênio (H) formando um NADH2, na 
quinta reação, mais duas moléculas de hidrogênio são liberadas, formando mais 
um NADH2, na sexta reação, acorre uma reação exergônica liberando energia e 
realizando a síntese de um ATP, na sétima reação mais duas moléculas de 
hidrogênio são liberadas, formando um FADH2, e na nona reação, mais duas 
moléculas de hidrogênio, formando outro NADH2, na décima reação, o produto 
resultante é o oxalacetato, onde se juntará com o AcetilCoA e iniciará novamente 
o Ciclo de Krebs.
 
 
Todo esse ciclo produz 2 ATP`s + 6 NADH² + 2 FADH², devido ao início se dar 
por 2 AcetilCoA. 
Todos os NAD`s e FAD`s produzidos serão direcionados para a Cadeia de 
Transporte de elétrons (CTE). 
 
 
 
 
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Metabolismo Das Proteínas 
 
Cerca de 3/4 dos sólidos corporais são proteínas. 
Formação: a proteína é formada por 20 ou mais aminoácidos. 
Fonte: Carne, ovos, leite, etc. 
Dos aminoácidos normalmente presentes nas proteínas animais: 12 podem ser 
sintetizados nas células (NÃO ESSENCIAIS) e 8 não podem ser sintetizados ou 
são sintetizados em quantidades tão pequenas que não suprem as 
necessidades orgânicas (ESSENCIAIS). 
Os essenciais devem obviamente estar presentes na dieta para que a adequada 
formação de proteínas se processe no organismo. 
Os principais constituintes das proteínas são os aminoácidos, 20 dos quais estão 
presentes nas proteínas em quantidades significativas. 
 
Cada aminoácido tem um grupo ácido (-COOH) em um radical nitrogenado 
ligado à molécula próximo ao radical ácido, em geral representado pelo grupo 
amino(-NH2). 
 
Características Físicas das Proteínas 
 
Com exceção das proteínas fibrosas, a maioria das proteínas corporais assume 
uma forma globular ou elíptica e são chamadas proteínas globulares. 
 
Essas proteínas executam milhares de funções diferentes no organismo. 
 
Alguns exemplos importantes de proteínas globulares são a albumina, as 
globulinas, e o fibrinogênio, que constituem as proteínas plasmáticas. 
 
Também a hemoglobina, os citocromose a maioria das enzimas celulares são 
proteínas globulares. 
 
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Proteínas Fibrosas 
 
Os tipos mais importantes de proteínas fibrosas são: 
 
1.Colágenos: constituem as proteínas estruturais básicas do tecido conjuntivo, 
dos tendões, da cartilagem e do osso; 
2.Elastinas: correspondem às fibras elásticas dos tendões, artérias e tecido 
conjuntivo; 
 
3.Queratinas: consistem nas proteínas estruturais dos cabelos e unhas; 
 
4.Actinae Miosina: proteínas contráteis do músculo. 
 
Proteínas Conjugadas 
 
São proteínas que estão combinadas com substâncias não proteicas: 
–Servem como lubrificantes naturais nas articulações; 
–Responsáveis pela consistência gelatinosa do humor vítreo dos olhos. 
 
Além destes importantes tipos de proteínas, há as lipo proteínas, que contêm 
material lipídico. 
 
Cromoproteínas (como a hemoglobina e os citocromos), que contém agentes 
corantes. 
Fosfoproteínas, que contém fósforo. 
Metaloproteínas, que contém magnésio, cobre, ferro, zinco ou outros íons 
metálicos se constituem muitas enzimas. 
 
Proteínas Plasmáticas 
 
Os três tipos principais de proteínas presentes no plasma são: 
albumina, globulina e o fibrinogênio. 
 
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A principal função da albumina é estabelecer a pressão coloidosmótica, que 
impede a perda de plasma nos capilares. 
 
As globulinas executam inúmeras funções enzimáticas no próprio plasma e, mais 
importante que isso, são responsáveis pela imunidade natural e adquirida que o 
indivíduo possui contra organismos invasores. 
 
O fibrinogênio se polimerizaem longos filamentos de fibrina durante a 
coagulação sanguínea, formando assim, os coágulos sanguíneos. 
 
Degradação oxidativa de aminoácidos 
 
Conceito: conjunto complexo de vias catabólicas de degradação de aminoácidos 
para produção de energia. 
 
Não há uma via catabólicas comum a todos os 20 AA. 
 
Fonte energética em 3 situações metabólicas: 
–1. No “turnover” protéico; 
–2. No jejum prolongado; 
–3. No diabetes mellitus. 
 
Utilização das proteínas como fonte de energia 
 
Desaminação: significa a remoção dos grupos amino dos aminoácidos. 
 
• A amônia liberada durante a desaminação é quase totalmente removida do 
sangue mediante a conversão em uréia; 
• Duas moléculas de amônia e uma molécula de CO2 se combinando; 
•. Essencialmente, toda a uréia formada no corpo humano é formada no fígado; 
 
•. Na ausência do fígado ou na doença hepática grave, a amônia se acumula no 
sangue. Esta é, por sua vez, extremamente tóxica, em particular para o cérebro, 
quase determinando um estado designado coma hepático; 
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• A uréia se difunde das células hepáticas para os líquidos corporais e é 
excretada pelos rins. 
 
Ciclo da Uréia 
 
No ciclo da uréia, a amônia vai ser convertida em uréia, nas mitocôndrias dos 
hepatócitos. 
 
Este ciclo foi descoberto em 1932, por Hans Krebs. 
 
A produção de ureia é o destino de grande parte da amônia que enviada ao 
fígado e ocorre quase sempre nele. 
 
 
Metabolismo De Lipídeos 
 
 O tecido adiposo, pode ser formado por adipócitos de dois tipos: Brancos 
- subcutâneos, intramuscular e intra-abdominal; 
Marrons – cavidade óssea. 
 
 O adipócito é composto de colesterol, que tem a função de síntese de 
hormônio esteroide, síntese de vitamina D, síntese de bile e síntese de suco 
pancreático, esfingomielina que é responsável pela formação da bainha de 
mielina, os fosfolipídios (glicerol + um ou dois ácidos graxos + Pi), responsável 
pela formação da MP e os "Triglicerídeos", (glicerol + três ácidos graxos), que 
serve apenas para síntese de ATP e 90% é triglicerídeo (glicerol + 3 ácidos 
graxos). 
Tipos de ácidos graxos: 
Os ácidos graxos podem ser classificados de acordo com as ligações de 
Carbono em: 
 
AG¹ = saturado (ligações simples) 
AG² = Mono Insaturado (uma ligação dupla) 
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AG³ = Pode ser Saturado ou Insaturado (Poli insaturado = mais de 2 ligações 
duplas). 
 
 
Ômega 3 = a última ligação dupla está a 3 carbonos do grupo carboxila; 
Ômega 6 = a última ligação dupla está a 6 carbonos do grupo carboxila; 
Ômega 9 = a última ligação dupla está a 9 carbonos do grupo carboxila. 
 
Lipólise 
 
1ª Fase - Mobilização do Lipídeo no Adipócito 
 Fora do Adipócito, o Sistema Nervoso Simpático estimula a glândula 
supra renal a secretar adrenalina e noradrenalina que irão se acoplar ao receptor 
β Adrenérgico e ingressar no adipócito. A enzima lipase sensível a hormônio, 
quebra a ligação dos ácidos graxo com o glicerol. Os ácidos e o glicerol caem na 
corrente sanguínea. O glicerol pode ir para o fígado fazer gliconeogênese e virar 
glicose, ou se acoplar a outros três ácidos graxos e formar o triglicerídeo. 
 O ácido graxo por ser lipossolúvel é revestido pela proteína albumina, 
formando assim o ácido graxo livre A.G.L 
O A.G.L. sai do sangue, vai para célula muscular. Para ele entrar na célula 
muscular, ele será transportado pela proteína trans-membrana (ptn). 
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2ª Fase - Lançadeira de Carnitina 
 O A.G.L. é transformado em AcetilCoA graxo, pela enzima AcetilCoA 
sintetase, localizada na primeira membrana da mitocôndria. No AcetilCoA Graxo, 
é separado o Coa pela proteína trans membrana chamada CPT1, ficando o CoA 
no citoplasma, e entrando o Acetil Graxo, no espaço intermembrana, onde se 
acoplará a carnitina, virando Acetilcarnitina, que passará pela proteína trans 
membrana "translocase" para o espaço chamado "matriz mitocondrial", onde a 
proteína trans membrana CPT II lançará a carnitina para o espaço 
intermembrana, deixando o Acetil Graxo dentro da matriz. Esse Acetil Graxo, se 
unirá a Com a enzima A, retornando a ser AcetilCoá Graxo. 
 
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3ª Fase - β Oxidação ou oxidação do lipídeo 
Serve para quebrar os ácidos graxos: 
 Teremos como exemplo o Ácido Palmítico ou palmitato (16 carbonos). 
 
 
 
A ligação feita entre essas duplas, quando quebradas, formam um 1 NADH2 e 
um 1 FADH2. Reações se repetem até ser quebrado todo ácido graxo. 
Após quebrada a ligação, os 2 carbonos formam AcetilCoá que vai para o Ciclo 
de Krebs. 
 O rendimento energético dessa beta oxidação, é de 8 Acetil CoA, que 
equivale a 96 ATPs, 7 NADH2, que equivalem a 21 ATPs, a 7 FADH2, que 
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equivalem a 14 ATPs, somados em um total de 131 ATPs, menos 2 ATPs gastos 
para ativação, resultando em 129 ATPs.