Bioquímica 2

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Bioquímica
Enteral
Composição definida ou estimada, especialmente formulada e elaborada para uso por sondas ou via oral para substituir ou complementar a alimentação oral em pacientes desnutridos ou não visando a síntese ou manutenção dos tecidos, órgãos ou sistemas. Na prática, a dieta é administrada por sondas nasogástricas.
Parenteral
Serve para complementar ou substituir completamente a alimentação oral.
Na prática, é a dieta administrada pelas veias, ou seja, é a aplicação nas veias – intravenosa – em pacientes desnutridos em regime hospitalar, ambulatorial ou domiciliar.
Aminoácidos
Definição: Molécula orgânica que contém um grupo amino, carboxila e uma cadeia lateral específica para cada um. São sempre L – estereoisômeros (grupo amino está do lado esquerdo). Os D - aminoácidos foram encontrados apenas em pequenos peptídeos de parede celular bacteriana e alguns peptídeos que têm função antibiótica.
Características químicas:
- ácida (grupo carboxila);
- básica (grupo amino);
- solúveis em água;
- insolúveis em solventes orgânicos;
- Ponto de fusão e Ponto de ebulição altos (características dos sais);
- anfótera (reage tanto em ácidos quanto em bases, produzindo sais).
Zwitterião, protonação e desprotonação
Protonar é adicionar um hidrogênio, desprotonar, é retirar.
Em soluções aquosas de pH neutro, os aminoácidos podem existir em duas formas. Uma pequena fração encontrar-se-á numa forma eletricamente neutra, ou seja, com o grupo amina desprotonado (-NH2) e o grupo carboxílico protonado (-COOH). A maioria estará, no entanto, numa forma ionizada, em que o grupo amina se encontra protonado (-NH3+) e o ácido carboxílico desprotonado: a carboxilato (-COO-), denominando-se esta forma de zwitterionica (do alemão zwitter, que significa “híbrido”). Um zwitterião é uma molécula globalmente neutra em termos de carga elétrica, mas possuindo cargas locais devido a presença de grupos ionizados.
Zwitteriônica, isoelétrica ou iônica.
H3N+ - CHR – COO- 
Protonado: H3N+
Desprotonado: COO-
+H3N – CHR-COO- ou H2N –CHR - COOH -> Neutro
+H3N – CHR – COOH -> ácido
H2N – CHR – COO- -> básico
Os aminoácidos são considerados moléculas dipolares ou zwitteriônicas. Qual é a principal característica deste grupo de moléculas? O que faz dos aminoácidos moléculas dipolares?
Moléculas dipolares ou zwitteriônicas, são moléculas que possuem dois grupos polares em sua estrutura. Em solução, os grupo amina e carboxila tendem a ficar ionizados e com isso tornam-se polarizados (amina carregada positivamente e carboxila carregada negativamente), sendo esta a origem do caráter zwitteriônico dos aminoácidos.
A figura demonstra as etapas de ionização em que podem ser encontrados aminoácidos.
1 – Forma positivamente carregada.
2 – Forma eletricamente neutra. Note que existe uma densidade de carga negativa e uma densidade de carga positiva sobre a molécula, conferindo carga total nula. Essa forma também é denominada isoelétrica ou zwitteriônica.
3 – Forma negativamente carregada.
Ponto Isoelétrico
Essas formas (da figura) são encontradas em maior ou menor quantidade, dependendo do pH em que a solução do aminoácido se encontra. Isso porque quanto menor o valor de pH, maior a concentração de íons H+ em solução e consequentemente, maior a prevalência da forma positivamente carregada (1). Em contrapartida, a forma eletricamente neutra (2) só poderá existir, então, numa condição de pH intermediária à existência predominante da forma positiva e negativa do aminoácido. Quanto maior o valor de pH, menor a quantidade de íons H+ em solução havendo prevalência da forma negativamente carregada (3). Esses valores de pH podem ser facilmente determinados experimentalmente e também podem ser estendidos às proteínas, ou seja: as proteínas também apresentam uma distribuição de cargas, que pode ser alterada em função do pH. O ponto onde a carga líquida total de molécula de aminoácido ou proteína é nula é tão importante, que recebeu uma denominação especial. Assim, o valor de pH onde existe equivalência entre as cargas positivas e negativas da molécula é denominado ponto isoelétrico.
A carga total de uma proteína (ou aminoácido) é dada pela somatória de carga dos R dos aminoácidos, as quais dependem, por sua vez, dos pKas e do pH do meio. O ponto isoelétrico de uma proteína corresponde ao valor do pH em que a molécula se encontre eletricamente neutra, ou seja, quando o número de cargas positivas for igual ao de negativas. O P.I. das proteínas é determinado experimentalmente, sendo considerado o pH no qual a molécula não migra quando submetida a campo elétrico. Cada proteína possui um P.I. característico, que reflete a proporção entre aminoácidos ácidos e básicos. Assim, conclui-se que no P.I., as proteínas apresentam um número de R ácidos desprotonados (COO-) igual ao número de R básicos protonados (NH3+). Dessa forma, as proteínas apresentarão carga líquida positiva em pH menor que P.I. e a carga líquida negativa em pH maior que o P.I. 
pKa -> constante de dissociação
PI: É o ponto isoelétrico, onde a carga líquida total da molécula de aminoácido ou proteína é nula. Valor de pH onde a molécula está neutra, ou seja, quantidade de cargas positivas e negativas passam a ser iguais.
PK1 e PK2: São os pontos constantes de equilíbrio da dissociação dos grupos ácidos e básicos de um aminoácido.
pK1: referente ao grupo COOH. (ácido)
pK2: referente ao grupo NH3+. (básico)
pKR: referente ao grupo R (cadeia lateral). (neutro)
Aminoácidos neutros
PI = (pK1 + pK2) / 2
Aminoácidos com cadeia ácida
PI = (pK1 + pKR) / 2
Aminoácidos com cadeia básica
PI = (pK2 + pKR) / 2
Classificação
Os aminoácidos podem ser classificados nutricionalmente, quanto à sua cadeia lateral e quanto ao seu destino.
Aminoácidos essenciais:
Um aminoácido essencial é aquele que o organismo considerado (normalmente o humano) não é capaz de sintetizar, mas é requerido para o seu funcionamento. O organismo humano é incapaz de sintetizar cerca de metade dos vinte aminoácidos comuns. É obtido, portanto, através da dieta pela ingestão de alimentos ricos em proteínas.
Aminoácidos não essenciais:
São também necessários para o funcionamento do organismo, mas podem ser sintetizados in vivo a partir de determinados metabólitos.
Existem aminoácidos que são essenciais apenas em determinadas situações patológicas ou em organismos jovens e em desenvolvimento. A estes convencionou-se a designação de “condicionalmente essenciais”. Estes aminoácidos são normalmente fonte de divisão entre os cientistas, havendo os que consideram estes como essenciais e os que não os consideram essenciais.
Isômeros Ópticos
Molécula Aquiral: É aquela que não é idêntica à sua imagem especular.
Molécula Quiral: Ela e sua imagem especular formam um par de isômeros especulares.
Cadeias Laterais (R)
As cadeias laterais possuem propriedades específicas em diferentes aminoácidos – afinidade ou não pela água, cargas elétricas – importantes na conformação e função das proteínas.
Podem por exemplo, ser classificados de acordo com a polaridade do grupo R. Se for apolar, o grupo R é hidrofóbico. Se for polar, o grupo R é hidrofílico.
Ligações Peptídicas
A ligação peptídica é uma ligação covalente decorrente da perda de uma hidroxila de um ácido carboxílico e de um hidrogênio de uma amina. Basicamente é a retirada de água (desidratação) entre aminoácidos.
H2N – CHR1 – CO(OH ................ H)2N – CHR2 – COOH
O carbono alfa (principal da cadeia) é quiral (possui quatro ligações diferentes).
H2N – CHR1 – C=O – NH – CHR2 – COOH + H2O
ou
H3N – CHR1 – C=O – (O- .................. H)3N – CHR2 – C = O – O-
H3N – CHR1 – C=O – NH – CHR2 – C=O – O- + H2O
Peptídeos
Definição: Polímeros constituídos de até 100 aminoácidos (monômeros) unidos por ligação peptídica. 
Os peptídeos possuem a terminação “il”.
Ex.: Lisinil
Obs.: O último aminoácido mantém o nome.
Lisinilcisteílglicina ou Lisinil – cisteíl – glicina
(cisteinil também é aceito)Proteínas:
Definição: Polímeros constituídos por mais de 100 aminoácidos (monômeros) unidos por ligação peptídica. 
Atuam como:
Catalizadores (enzimas)
Transportadores (Ex.: Hemoglobina transporta O2)
Armazenamento 
Reguladores, movimento
Quando há alta concentração de glicose no sangue, a insulina a coloca dentro da célula.
Quando há baixa concentração de glicose no sangue, o glucagon estimula a liberação das reservas de glicose.
Estruturais (colágeno)
Transmissão de impulsos nervoso (neurotransmissores)
Controle de crescimento e diferenciação celular
Homeostase e coagulação sanguínea
Formação de tampões
Alta concentração de glicose no sangue -> estimula a Insulina (no pâncreas) a retirar a glicose do sangue para os tecidos.
Jejum – Baixa concentração de glicose no sangue (hipoglicemia) -> estimula o pâncreas a liberar o hormônio Glucagon. Este, por sua vez, estimula o fígado a liberar para a corrente sanguínea, a glicose (armazenada na forma de glicogênio no fígado) e suprir as necessidades energéticas momentâneas do organismo.
Classificação
Há dois tipos de proteínas. Proteína simples e proteína conjugada.
Simples: Formada somente por cadeias polipeptídicas (aminoácidos).
Conjugada: Formada por cadeias polipeptídicas, componentes orgânicos e inorgânicos (grupo prostético, porção não peptídica).
Ex.:
Proteína da molécula de DNA -> Histona – Nucleoproteína ou nucleossomo.
É quando a fita de DNA dá duas voltas em torno de 8 (octâmeros) histonas.
Metaloproteínas -> ferro com hemoglobina.
Quando há duas cisteínas (linear, reta) ligadas, forma-se uma ponte dissulfeto.
Estrutura das Proteínas
Fio de telefone esticado, primária. Fio de telefone normal, secundária. Enrolada e dobrada, terciária. Várias, quaternária.
Primária: número, espécie e a sequência dos aminoácidos unidos por ligações peptídicas e pontes dissulfeto. É especificada por informação genética.
É a ordem na qual os aminoácidos são ligados de forma covalente.
Ex.: Insulina – cadeia A (21 aminoácidos) e B (30 aminoácidos) unidas por pontes dissulfeto.
Cys – S – S – Cys -> Ligações intramoleculares (mais fortes que as de hidrogênio das fitas de DNA, que são inter, por exemplo).
Secundária: Arranjos regulares e recorrentes da cadeia polipeptídica (hélice e folha pregueada).
Terciária: Pregueamento não periódico da cadeia polipeptídica, formando uma estrutura tridimensional estável. Especifica a forma na qual a alfa-hélice, a folha pregueada beta e outras regiões estão dobradas
Quaternária: Arranjo espacial de duas ou mais cadeias polipeptídicas (ou subunidades proteicas) com a formação de complexos tridimensionais (associação entre proteínas individuais para formar um arranjo específico).
Quanto ao número de cadeias polipeptídicas:
Proteínas monoméricas – são proteínas formadas por apenas uma cadeia polipeptídica.
Ex.: Insulina
Proteínas Oligoméricas – são proteínas formadas por mais de uma cadeia polipeptídica.
Ex.: São as proteínas de estrutura e função mais complexa.
Exemplos de proteínas:
Hemoglobina, enzimas, albumina, actina, miosina etc.
Albumina: responsável pela manutenção da pressão osmótica sanguínea.
Globulinas: incluem os anticorpos que proporcionam imunidade.
Ferritina: encontrada em tecidos animais e vegetais, armazena ferro na medula óssea.
Tanto o estabelecimento de pontes de hidrogênio como o de outros tipos de ligações dependem da sequência de aminoácidos que compõem a proteína. Uma alteração na sequência de aminoácidos (estrutura primária) implica em alterações nas estruturas secundárias e terciárias da proteína. Como a função de uma proteína se relaciona, a sua forma espacial também será alterada. Um exemplo clássico é a anemia falciforme. Nessa doença hereditária, há uma troca na cadeia de aminoácidos da hemoglobina (substituição de um Ácido Glutâmico por uma Valina). Isto acaba por determinar mudanças na hemácia, célula que contém a hemoglobina que assume o formato de foice quando submetida a baixas concentrações de oxigênio.
Mecanismos de Coagulação Sanguínea
Existem dois mecanismos relacionados intimamente que, quando estimulados, podem gerar fibrina. O mecanismo intrínseco refere-se a sequência de reações enzimáticas que se inicia quando o sangue entra em contato com a superfície lesada. O mecanismo extrínseco refere-se à sequência de reações que ocorrem quando a lesão de um vaso sanguíneo resulta na liberação de proteínas teciduais. Estas duas vias estão intimamente relacionadas com a produção de fibrina (que é também uma proteína). 
Denomina-se Hemostasia (não confundir com homeostasia) o equilíbrio entre proteínas coagulantes, na qual estão envolvidos os vasos, as plaquetas, as proteínas da coagulação da fibrinólise.
Todas as substâncias estão inter-relacionadas, constituindo os sistemas de coagulação.
Esquema da coagulação:
Quando um vaso é lesionado, significa que o endotélio vascular (tecido de dentro) também está. Assim, os fatores de coagulação são ativados. Paralelamente, há aderência e agregação de plaquetas, formando um tampão plaquetário. Assim, há o coágulo através da fibrina.
Plaquetas são também chamadas de trombócitos.
Não são células, mas fragmentos de células originadas da fragmentação dos megacariócitos da medula óssea vermelha.	
Há cerca de 150 000 a 490 000 mm³ de sangue em uma pessoa normal.
Quando um tecido sofre uma lesão, o vaso lesionado se contrai. Assim, diminui o fluxo de sangue. Logo, as plaquetas aderem e se agregam, formando um tampão plaquetário, um obstáculo temporário para evitar a perda de sangue. Tromboplastinogênio é liberado pelas plaquetas, se convertendo rapidamente em Tromboplastina. A Tromboplastina é responsável por ativar a protombina que se converte em Trombina. A Trombina é o catalizador que transformará fibrinogênio em fibrina na presença de Ca2+ e Vitamina K. A Fibrina é um filamento que prende os elementos celulares do sangue.
Fibrina – filamentos de fibrina prendem os elementos celulares do sangue. Formam uma “rede”.
Esses elementos são:
Células dos glóbulos vermelhos (hemácias ou eritrócitos).
Células dos Glóbulos brancos (anticorpos).
Plaquetas