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RESUMO - AULA 2 As proteínas são moléculas nitrogenadas que exercem diversas funções no organismo humano, como função estrutural, transporte de gases, regulação metabólica e contração muscular. São estruturas poliméricas, formadas por moléculas menores, os aminoácidos. Os aminoácidos apresentam como estrutura geral a presença de um grupo amino, um grupo carboxila, um hidrogênio e uma cadeia lateral (grupo R), unidos a um carbono denominado carbono α. A cadeia lateral difere para cada aminoácido e, dependendo da natureza química de suas cadeias laterais, os aminoácidos são agrupados como: (1) não-polares e alifáticos; (2) aromáticos; (3) polares descarregados; (4) sulfurados; (5) carregados negativamente; (6) carregados positivamente. Nas proteínas, os aminoácidos mantêm-se unidos por meio de ligações covalentes formadas entre o grupo amino de um aminoácido e um grupo carboxila de outro aminoácido, chamadas de ligações peptídicas. Os aminoácidos primários são aqueles utilizados na biossíntese de proteínas, existindo um conjunto de 20 aminoácidos primários que podem ser utilizados para esse propósito. Os aminoácidos não-essenciais são aqueles que nosso organismo é capaz de sintetizar em quantidades suficientes para o atendimento de nossas necessidades metabólicas. Os aminoácidos essenciais são aqueles que não podem ser biossintetizados, devendo portanto ser obtidos pela dieta. Um aminoácido não-essencial pode ser condicionalmente essencial em certas circunstâncias nas quais a biossíntese se torna insuficiente, como é o caso da arginina, um aminoácido não essencial que, no período de crescimento, torna- se condicionalmente essencial. A sequencia de aminoácidos em uma proteína corresponde à sua estrutura primária. A estrutura primária determina a estrutura tridimensional de uma proteína, que por sua vez, associa-se à sua função no organismo. O conjunto orgânico de aminoácidos (pool de aminoácidos) é estabelecido através da ingestão de proteínas dietéticas, pela degradação de proteínas corporais e pela biossíntese de aminoácidos não- essenciais. Os aminoácidos do pool são destinados para vias metabólicas como síntese de proteínas e de outros compostos nitrogenados, síntese de glucose (glicogeogênese) e outras vias, cujas intensidades estarão na dependência das necessidades metabólicas do momento. A taxa de renovação Paulo Carvalho de Paula Nutricionista e Bioquímico proteica (turnover) corresponde ao ciclo de renovação de proteínas gerado pela degradação e resíntese de proteínas corporais. Em adultos saudáveis, a quantidade total de proteína corporal permanece constante, pois a taxa de síntese proteica é apenas suficiente para substituir a proteína que é degradada. Os ciclos endógenos de nitrogênio que determinam o balanço nitrogenado do corpo são baseados nas taxas de ingestão/excreção de nitrogênio e de síntese/degradação de proteínas corporais. Equivalência entre ingestão e excreção de nitrogênio e entre síntese e degradação de proteínas corporais determinam um balanço nitrogenado nulo. Ingestão de nitrogênio maior que sua excreção e síntese de proteínas em taxas maiores que as de degradação determinam um balanço nitrogenado positivo. Excreção de nitrogênio e degradação de proteínas maiores que a ingestão e síntese, respectivamente, geram um balanço nitrogenado negativo. A taxa de renovação das proteínas (turnover proteico) varia amplamente, de acordo com o tipo de proteína, existindo proteínas de meia-vida de minutos, horas, dias, semanas, meses e anos. A degradação de proteínas é realizada por sistemas enzimáticos, incluindo o sistema ubiquitina-proteassomo (dependente de ATP) e o sistema lisossomal (não dependente de ATP). A digestão das proteínas inicia-se no estômago, pela atuação da enzima pepsina. Esta é secretada na forma inativa (pepsinogênio), sendo ativada pelo ácido clorídrico presente no suco gástrico. É uma endopeptidase, que cliva ligações peptídicas nas quais o grupo carbonila é fornecido pelos aminoácidos fenilalanina, tirosina, glutamato ou aspartato. Possui atividade ótima em um pH de 2,0 a 3,0, sendo inativa em pH acima de 5,0. A digestão ocorrida no estômago pela pepsina acaba por gerar polipeptídeos menores, que adentram o intestino delgado. Lá, atuam proteases pancreáticas e intestinais. As enzimas do pâncreas são liberadas na primeira porção do intestino delgado (duodeno), pela inserção do ducto pancreático principal na papila duodenal maior. As enzimas pancreáticas são: tripsina, quimotripsina, elastase, carboxipeptidase A e carboxipeptidase B e tais enzimas são secretadas na sua forma inativa (tripsinogênio, quimotripsinogênio, pró-elastase, pró-carboxipeptidase A e pró- carboxipeptidase B, respectivamente). A cascata de ativação enzimática das enzimas pancreáticas ocorre da seguinte forma: a enteropeptidase, uma enzima intestinal de borda em escova, ativa o tripsinogênio em tripsina. A tripsina, por sua vez, ativa outras moléculas de tripsinogênio em tripsina, ativando também as outras enzimas pancreáticas. Portanto, a tripsina exerce um papel fundamental no processo digestório das proteínas, como enzima e como ativadora enzimática. A tripsina hidrolisa ligações peptídicas cuja carbonila é fornecida por lisina ou arginina. As outras enzimas atuam em ligações peptídicas nas quais as carbonilas são fornecidas por outros aminoácidos, de tal forma que a digestão de proteínas promovida pelas enzimas pancreáticas é bem mais completa quando se compara àquela ocorrida no estômago. Dessa digestão resultam dipeptídeos, tripeptídeos e aminoácidos livres, podendo também serem formados oligopeptídeos ainda maiores. Tais oligopeptídeos são finalmente hidrolisados pelas aminopeptidases intestinais de borda em escova, resultando em dipeptídeos, tripeptídeos e aminoácidos livres. Os aminoácidos são absorvidos para o enterócito principalmente por co-transporte com sódio, no qual o influxo de sódio é mantido pela bomba de sódio/potássio ATPásica. A absorção de di e tripeptídeos ocorre principalmente pelo co-transporte com prótons H+, sob atividade auxiliadora do transportador Na+/H+ e da bomba de sódio/potássio ATPase. No enterócito, os di e tripeptídeos absorvidos são hidrolisados por peptidases, resultando em aminoácidos livres. Uma alíquota dos aminoácidos é utilizada pelo próprio enterócito e a outra é destinada para a veia porta. Os aminoácidos saem do enterócito para a veia porta por meio de transporte facilitado. Da veia porta, os aminoácidos são direcionados para o fígado, sendo captados principalmente por co-transporte aminoácido/Na+. Uma alíquota dos aminoácidos é utilizada pelo próprio fígado e outra sai dos hepatócitos, por transporte facilitado, adentrando a circulação sistêmica. Então, os aminoácidos circulantes são direcionados para os outros tecidos, pelos quais são captados através de diversos tipos de sistemas de transporte, dependendo do aminoácido em questão.
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