01 - INTRODU+ç+âO A BIOQU+ìMICA

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INTRODUÇÃO A 
BIOQUÍMICA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CAMPUS MINISTRO REIS VELLOSO
CURSO DE FISIOTERAPIA
Prof. Daniella Veras
OBJETIVOS
Identificar a estrutura química dos 
principais grupos de biomoléculas. 
Correlacionar estrutura, propriedades 
físicas e funções biológicas. Compreender 
o metabolismo celular, inter-relacionando 
as principais vias metabó1icas nos tecidos
ATIVIDADES AVALIATIVAS
• Objetivas  20 questões
DUAS 
AVALIAÇÕES
• Ocorrerão aos sábados
ATIVIDADES 
AVALIATIVAS
• Apresentação de artigos 
científicos
SEMINÁRIOS
PRINCIPAL REFERÊNCIA 
BIBLIOGRÁFICA
CHAMPE, P. C; FERRIER, D. R; HARVEY, R. A. 
Bioquímica ilustrada. 4ª ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2009. 528p. 
BIOQUÍMICA e FISIOTERAPIA
A bioquímica aplicada ao exercício teve seu primeiro 
congresso realizado na Bélgica em 1968 e coordenado pelo 
Research Group on the Biochemistry of Exercise.
• Ciência da saúde que estuda, diagnostica, previne e 
trata os distúrbios da cinesia humana decorrentes de 
alterações de órgãos e sistemas humanos
• Complexidade da profissão reside na necessidade do 
entendimento global da bioquímica e de outras 
ciências básicas. 
Fisioterapia 
• De caráter interdisciplinar, deve fornecer 
conhecimentos básicos para facilitar a integração 
com as ciências da saúde, levando o profissional a 
integrar a bioquímica com as aplicações práticas
Bioquímica nos 
cursos de 
Fisioterapia
BIOQUÍMICA e FISIOTERAPIA
• Fadiga em exercícios físicos prolongados ou de 
alta intensidade:
Baixos estoques e depleção de glicogênio nos 
músculos, hiperglicemia e desidratação
Como os estoques de carboidratos são 
limitados no organismo e suficientes para 
poucas horas de exercícios
Manipulação da dieta com alimentação rica em 
carboidratos
Introdução ao 
Metabolismo
Conjunto de reações químicas organizadas, 
sequenciais e controladas responsável por 
todas as transformações químicas em uma 
determinada célula.
Objetivos do Metabolismo
Produzir energia em 
forma de ATP (adenosina 
trifosfato) e NADH -
nicotinamida adenina 
dinucleotídeo (ou 
NADPH)
1
Sintetizar 
compostos não 
obteníveis 
através da 
ingestão
2
• Ingerimos várias toneladas de alimentos e água e não alteramos 
significantemente nem o nosso peso nem a concentração dos 
compostos químicos que fazem parte do metabolismo – estado 
estacionário distante do equilíbrio.
Rota Metabólica
É um conjunto de reações químicas que 
produz um determinado produto ou conjunto 
de produtos, ou degrada um determinado 
substrato ou conjunto de substratos. 
Ex.  Glicólise, que degrada a glicose em piruvato.
Rota Metabólica
As rotas metabólicas podem ser divididos em:
• Converte um grande número de substâncias 
diversas (carboidratos, lipídios, proteínas) em 
intermediários comuns, levando normalmente e em 
última análise, à queima completa (CO2 e H2O).
Catabólicas 
(degradação)
• Poucos metabólitos básicos são transformados em 
substâncias fundamentais para a sobrevivência da 
célula.
Anabólicas 
(síntese)
Rotas Catabólicas
O catabolismo pode ser dividido 
em 3 estágios:
1
• hidrólise de macromoléculas 
complexas em blocos estruturais.
2
• Conversão dos blocos estruturais 
em intermediários simples.
3
• Oxidação da acetil-CoA, 
produzindo ATP, CO2 e H2O
Mapa das Principais Rotas 
Metabólicas:
• 1. Glicólise e ciclo de Krebs – centros do metabolismo – síntese se 
origina de seus intermediários e degradação passa por esta rota.
• 2. Piruvato e acetil-Coa – os principais resultantes de degradação.
• 3. Intermediários do ciclo de Krebs – os principais precursores 
das rotas sintéticas.
• Principais metabolismos:
Glicídeos Aminoácidos
Ácidos 
Ribonucléicos
Ácidos graxos –
importância do 
acetil-CoA;
Rotas especiais 
(exemplo, 
Colesterol)
Mapa das Principais Rotas 
Metabólicas:
Características das Rotas 
Metabólicas
1. Irreversibilidade: 
Um ciclo (as vezes vicioso) permite controles separados da síntese e da 
degradação.
Ex: Se o composto A é 
rapidamente necessário, a 
rota de degradação (2) pode 
ser “desligada” ao mesmo 
tempo que a rota de síntese 
(1) pode ser “ligada”, 
fazendo com que a 
alteração na concentração 
de A seja muito maior do 
que se somente uma destas 
regulações fosse efetuada.
Características das rotas 
metabólicas:
2. Direcionamento
• Geralmente várias reações são possíveis, mas somente uma faz sentido nas 
transformações químicas necessárias para a célula. 
3. Regulação (LIMITANTE)
• Irreversível geralmente é o passo limitante da velocidade 
(como se fosse o gargalo mais fino de uma seqüência de tubos 
com diâmetros diferentes). 
• Sobre esta característica, ENZIMAS geralmente estão 
concentradas a maioria das regulações.
Características das Rotas 
Metabólicas
Termodinâmica da vida
O ATP é a molécula que evoluiu como a “moeda” 
energética da vida, pois possui uma grande 
quantidade de energia livre que pode ser liberada 
pela sua hidrólise. 
Energia transportada pelo ATP
• O ATP consiste em uma molécula de adenosina, à qual três grupos 
fosfato estão aderidos. 
– Se um fosfato é removido produz-se difosfato de adenosina (ADP); se dois 
fosfates são removidos, produz-se monofosfato de adenosina (AMP).
• A energia livre padrão de hidrólise do ATP, G°
– aproximadamente -7.300 cal/mol para cada P hidrolisado
ATP é denominado um composto de 
fosfato de alta energia.
Energia transportada pelo ATP
• Existem compostos que contêm fosfato com uma energia maior que 
maior que -10.000 cal/mol.
– Ex: o fosfoenol piruvato, 1,3-difosfoglicerato e fosfocreatina.
• Outros compostos contendo fosfato possuem fosfatos de baixa 
energia, os quais têm energias livres de hidrólise menores que -
4.000 cal/mol.
– Ex: a glicose 6-fosfato, glicerol 3-fosfato e AMP.
O ATP ocupa uma posição intermediária na escala 
bioenergética dos compostos fosfatados. 
Não existem enzimas nas células que possam transferir os grupos 
diretamente de doadores de alta energia para aceptores de baixa 
energia sem serem primeiramente transferidos para o ATP.
Utilização do ATP
Conversão de metabólitos 
(síntese e degradação controlada)
Contração muscular e movimento celular 
(dos componentes celulares)
Transporte através da membrana 
(contra o gradiente de concentração)
Produção de ATP
1. Acoplamento a ligações fosfato de alta energia de 
intermediários do metabolismo
2. Fosforilação oxidativa (ou fotofosforilação)
Turnover
Tempo de meia vida do ATP é na faixa de 
segundos/minutos dependendo do tecido e do 
nível de atividade.
• É interessante observar que gastamos 1,5kg/h de ATP em 
condições normais e até 15 Kg/h em condição de 
exercícios físicos
– quer dizer o que gastaríamos se ele não fosse ressintetizado
Reações de Oxi-redução
• A energia que os animais obtêm dos alimentos é conseguido através 
da combustão de vários tipos de moléculas como carboidratos, 
ácidos graxos e aminoácidos com a produção de CO2 e H2O. 
Combustão nada mais é do que a oxidação destes 
compostos e a consequente redução do O2.
Reações de 
oxi-redução
• Os intermediários metabólicos
• Coenzimas especializadas:
– Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+)
– Flavina adenina dinucleotídeo (FAD)
para formar coenzimas reduzidas ricas em 
energia, NADH e FADH2. 
Regulação do Metabolismo
Devem ser coordenadas de modo que a produção de energia ou 
síntese de produtos finais preencha as necessidades da célula. 
• Um sofisticado sistema de comunicação evoluiu para coordenar o 
funcionamento do corpo. 
• Os sinais regulatórios que informam uma célula individual sobre o 
estado metabólicodo corpo como um todo incluem:
– Hormônios
– Sistema nervoso
– Disponibilidade de nutrientes  os quais influenciam os sinais gerados na 
própria célula.
Regulação do Metabolismo
• Existem dois mecanismos básicos pêlos quais um sinal químico, como um 
hormônio ou neurotransmissor, produz um efeito biológico dentro de uma 
célula.
• 1° sistema de transdução de sinais, as moléculas como os esteróides, vit. 
D, ácido retinóico e tiroxina agem através de receptores intracelulares
localizados no citosol ou núcleo. 
DNA – RNA – Proteína 
• 2° mecanismo básico para a transdução é iniciado pela ligação aos 
receptores localizados na membrana plasmática (extracelulares). Existem 
três classes:
– Receptores de neurotransmissores ligados a canais de íons
– Receptores catalíticos
– Receptores envolvendo moléculas mensageiras secundárias
http://www.sigmaaldrich.com/img/assets/4202/MetabolicPathways_updated_4.19.05.pdf
CARBOIDRATOS (Glicídios, açúcares)
• CLASSIFICAÇÃO
– Monossacarídeos
– Dissacarídeos
– Polissacarídeos
CARBOIDRATOS (Glicídios, açúcares)
• Monossacarídeos: 
– Trioses (C3H6O3)
– Tetroses (C4H8O4)
– Pentoses: Ribose (C5H10O5)
Desoxirribose (C5H10O4)
– Hexoses (C6H12O6) Glicose
Frutose
Galactose
• Dissacarídeos: 
– Sacarose (Glicose + Frutose) = C12H22O11
– Lactose (Glicose + Galactose) = C12H22O11
– Maltose (Glicose + Glicose) = C12H22O11
CARBOIDRATOS (Glicídios, açúcares)
• Polissacarídeos: 
• Reserva energética vegetal (raízes, caules)Amido
• Reserva energética animal (fígado, músculos)Glicogênio
• Estrutural vegetal (parede celular)Celulose
• Exoesqueleto de artrópodes e parede de fungosQuitina
Quitina é um polissacarídeo nitrogenado
CARBOIDRATOS (Glicídios, açúcares)
LIPÍDEOS
• Função principal: 
– Reserva de energia (9 kcal/g): Gorduras e óleos
• Outras funções: 
Proteção mecânica
Isolamento 
térmico (tela 
subcutânea)
Estrutural 
(fosfolipídeos da 
membrana)
Vitamínica 
(vitamina D)
Hormonal 
(estrogênios, 
testosterona, 
cortisona)
Impermeabilização 
de superfícies 
vegetais (ceras)
CLASSIFICAÇÃO DOS LIPÍDEOS
PROTEÍNAS
• Conceito: 
– São polímeros de aminoácidos que exercem função 
biológica.
• Funções biológicas das proteínas: 
– Estrutural: membrana plasmática, citoesqueleto
– Hormonal: insulina, hormônio do crescimento
– Transporte: hemoglobina, hemocianina
– Receptores de membrana
– Enzimática: enzimas (catalisadores)
– Imunológica: anticorpos e linfocinas
PROTEÍNA
ÁCIDOS NUCLÉICOS
• Conceito: 
– São polímeros de nucleotídeos.
• Funções biológicas dos ácidos nucleicos: 
– Armazenamento da informação genética.
– Controle das atividades celulares.
– Informação para as enzimas produzir proteínas.
VITAMINAS
• São compostos orgânicos que os seres vivos 
necessitam em quantidades muito pequenas 
(mg). São necessárias para o funcionamento das 
enzimas (coenzimas).
Obrigada!