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MACRONUTRIENTES: PROTEÍNAS Prof.: Steffany Pontes Nutricionista pós graduada em Nutrição esportiva Mestranda em educação para o ensino na área da saúde Macronutrientes Compreendem os componentes essenciais dos alimentos. São as proteínas, carboidratos e lipídeos → composição dos alimentos in natura, processados e ultraprocessados → funções diversas. Macronutrientes: Proteínas Proteínas → papel importante nos sistemas biológicos. Polímero complexo → composto por 20 aminoácidos diferentes. As inúmeras funções biológicas desempenhadas pelas proteínas não poderiam ser possíveis sem a complexidade de sua composição, o que dá origem a diferentes estruturas tridimensionais, com diferentes funções biológicas. Funções das Proteínas Enzimas: catalizadoras de reações Componente estrutural: colágeno, elastina, queratina, etc Moléculas contráteis: Miosina, actina e tubulina Funções das Proteínas Transportadoras: albumina, hemoglobina, Transferrina, etc Sistema imune: anticorpos Hormônios: insulina, hormônio do crescimento, etc Funções das Proteínas Cada diversidade de função da proteína vai depender da sua composição química. Macronutrientes: Proteínas As unidades formadoras das proteínas → unidades monoméricas → aminoácidos. Aminoácidos compõem as proteínas, unindo- se uns aos outros por meio de ligações peptídicas. As propriedades e as funções de uma proteína dependem inteiramente da sequência inicial de aminoácidos que formam a sua estrutura. Macronutrientes: Proteínas Se apenas um aminoácido estiver incorreto na sequência→ a proteína perde sua atividade biológica. A sequência de aminoácidos que compõe uma proteína é determinada pela sequência de bases do nosso DNA. A função das proteínas no alimento dependem de sua estrutura e outras características físico- químicas. Aminoácidos Aminoácidos → unidades básicas estruturais das proteínas. Sua estrutura química é formada de um carbono, ligado covalentemente a quatro radicais: um hidrogênio, um grupamento carboxílico, um grupamento amino e um grupamento R de cadeia lateral. Aminoácidos Ao todo → 20 aminoácidos que formam as proteínas que compõem o organismo e as proteínas presentes na natureza. Esses aminoácidos podem ser classificados de acordo com as características químicas do grupamento R (chamado de radical ou cadeia lateral) em apolar, polar, ácido e básico. Aminoácidos Outra forma de classificar os aminoácidos diz respeito à sua síntese no nosso organismo. Essenciais x Não essenciais. Os aminoácidos essenciais são aqueles que o nosso corpo não sintetiza e, portanto, sendo necessários à ingestão por meio da alimentação. Já os não essenciais podem ser sintetizados pelo organismo. Aminoácidos Classificar as proteínas em proteínas de alto ou baixo valor biológico, sendo as de alto valor biológico (AVB) aquelas que apresentam todos aminoácidos essenciais e as de baixo valor biológico aquelas que apresentam algum aminoácido limitante, ou seja, ausente ou em concentrações abaixo dos nossos requerimentos. Aminoácidos A tabela a seguir apresenta a classificação dos aminoácidos quanto à sua síntese no organismo e à necessidade de obtenção por meio da dieta Proteínas A proteína na dieta deve fornecer os aminoácidos → necessidades de cada indivíduo, mas de fato essa situação ideal nunca é atingida. Quantidades em excesso de algum aminoácido → desaminadas (“quebradas” liberando amônia), e seus esqueletos carbônicos são oxidados para fornecer energia ou convertidos em gordura para armazenamento. A parte nitrogenada do aminoácido será excretada como ureia ou utilizada na síntese de qualquer aminoácido não essencial que se apresente em quantidade reduzida. Estrutura das Proteínas Se organizam em 4 níveis de estrutura: primário, secundário, terciário e quaternário. Os diferentes níveis estruturais → grande diversidade de tipos e funções de proteínas, mesmo com somente 20 aminoácidos. Estrutura das Proteínas Estrutura das Proteínas A estrutura primária compreende a sequência básica de aminoácidos que formam as proteínas, em que os aminoácidos se ligam uns aos outros pela ligação peptídica. Ligação peptídica é uma reação de condensação, em que o grupamento a-carboxílico de um aminoácido se liga ao grupamento a-amino de outro aminoácido, ocorrendo a remoção de uma molécula de água Estrutura das Proteínas Estrutura secundária → arranjo espacial que ocorre entre as cadeias laterais dos aminoácidos em alguns segmentos da cadeia polipeptídica. 2 estruturas são formadas durante a interação que ocorre entre o grupamento R dos aminoácidos: estrutura helicoidal (a-hélice) e estrutura folha b. Ambas acontecem pelas interações do tipo pontes de hidrogênio que ocorrem entre alguns segmentos da cadeia de aminoácidos. Estrutura das Proteínas Quando a cadeia linear da proteína com segmentos da estrutura secundária se dobra ainda mais, de forma compacta e tridimensional, formam-se as estruturas terciárias. Processo complexo com várias interações, como as interações hidrofóbicas, eletrostática, pontes de hidrogênio. Essas interações ocorrem entre vários grupos na proteína. São exemplos de proteínas de estrutura terciária a faseolina (do feijão) e a lactoalbumina (do leite). Estrutura das Proteínas Já a estrutura quaternária refere-se ao rearranjo espacial de uma proteína quando ela contém mais de uma cadeia polipeptídica. Ou seja, ocorre a agregação de várias subunidades de estruturas terciárias. Como exemplos de estruturas quaternárias, temos as proteínas: hemoglobina, glicinina. Recomendações e Fontes Todas as proteínas biologicamente produzidas podem ser usadas como proteínas alimentares. Proteínas alimentares → apresentam fácil digestão, são atóxicas, adequadas do ponto de vista nutricional, funcionalmente utilizáveis em produtos alimentícios, disponíveis em abundância e cultiváveis por agricultura sustentável. Recomendações e Fontes As proteínas de origem animal são as consideradas completas → referência em termos de composição de aminoácidos. Fontes de proteínas de origem animal: leite e seus derivados; carnes, incluindo peixes e aves e os ovos. Esses alimentos têm proteína de alto valor biológico, ou seja, com todos os aminoácidos essenciais para o organismo humano Recomendações e Fontes Alimentos de origem vegetal → fontes de proteínas, em especial os cereais e as leguminosas. São consideradas parcialmente completas. As leguminosas (feijão, ervilha, grão de bico, etc) são as mais adequadas, contendo de 10% a 30% de proteínas, com eventuais aminoácidos limitantes, como metionina e cisteína. Os cereais (aveia, arroz, trigo, etc) têm um teor menor de proteína, com valores variando de 6% a 15%, tendo a lisina como aminoácido limitante. Recomendações e Fontes Apesar das limitações nutricionais de cereais e leguminosas com relação ao teor de aminoácidos essenciais, esses alimentos, quando parte de uma dieta equilibrada, na qual o indivíduo consome vários tipos de alimentos, podem se complementar em termos de aminoácidos essenciais. Recomendações e Fontes Dessa forma, a mistura de arroz e feijão, típica do hábito alimentar do brasileiro, é um exemplo de complementariedade de proteínas vegetais, para formação de uma proteína com todos os aminoácidos essenciais e, portanto, equivalente à proteína de origem animal. A lisina, aminoácido encontrado em grande quantidade no feijão, existe em pequenas quantidades no arroz e ametionina que é um aminoácido muito encontrado no arroz, possui poucas quantidades no feijão. Recomendações e Fontes Organização Mundial de Saúde (WHO, 2007) → recomendação de proteínas é de 0,8 g de proteínas por kg de peso corpóreo. Indívíduo com 67Kg deveria ingerir 53,6g de proteína por dia (67 x 0,8) 100g de patinho sem gordura grelhado: 35,9g de proteína; 100g peito de frango grelhado: 32g de proteína Recomendações e Fontes De modo geral, as necessidades de proteínas representam quantidades específicas para a manutenção da saúde em indivíduos normais. Praticantes de atividade física → até 1,4 g/kg/dia. A média de consumo do brasileiro é bem superior ao recomendado. Considerando o gasto energético e valor energético total (VET) para cada indivíduo, recomenda-se a ingestão de 10% a 15% do VET em proteínas. Importância biológica Além das ações já descritas, algumas proteínas têm função nutricional e fornecem aminoácidos essenciais para formação de tecidos e para que ocorra a formação de proteínas com essas diferentes funções metabólicas. São proteínas de importância nutricional a caseína (principal proteína do leite), ovoalbumina (proteína dos ovos); gliadina e glutenina (frações proteicas da proteína do glúten). Importância biológica Dentre as funções das proteínas, a função catalítica traz um diferencial nas ações das proteínas nos sistemas biológicos e por isso merecem ser estudadas detalhadamente. Enzimas Proteínas com ação catalítica → participam de reações químicas, acelerando a velocidade dessas reações. Quase todas as reações que acontecem no nosso metabolismo são mediadas por enzimas, poupando o gasto de energia e acelerando todos os processos metabólicos. Nesses processos, as enzimas não sofrem alterações, permanecendo intactas ao final da reação. Enzimas Propriedades importantes que definem sua atuação nos processos metabólicos. Durante a formação das enzimas, ocorre a formação do que chamamos de sítio ativo ou sítio catalítico, que tem afinidade química pelos substratos, aos quais as enzimas se ligam para promover as reações. Enzimas Sítio ativo ou sítio catalítico é a região específica em forma de fenda ou bolso, em que as cadeias laterais de aminoácidos estão disponíveis, criando uma superfície tridimensional complementar ao substrato. Ao se ligar ao substrato, a enzima forma o complexo enzima-substrato Enzimas Enzimas Enzimas As reações catalisadas por enzimas são altamente eficientes, ou seja, elas são cerca de 103 a 108 vezes mais rápidas que as reações não catalisadas. As enzimas são altamente específicas, interagindo com um ou alguns poucos substratos e catalisando apenas um tipo de reação química. Isso ocorre por que as enzimas têm os sítios ativos, em que as cadeias laterais dos aminoácidos estão disponíveis para reagir com o substrato e formar o complexo enzima-substrato. Enzimas As enzimas estão presentes não só no nosso metabolismo, mas também são componentes em alimentos. Algumas frutas apresentam enzimas que têm ação proteolítica, como a ficina (do figo), papaína (do mamão) e bromelina (do abacaxi), que podem ser utilizadas como amaciadoras de preparações elaboradas a partir de carnes. Enzimas Além dessa ação interessante, as enzimas em alimentos podem participar de reações químicas alterando características sensoriais dos alimentos. As polifenoloxidases são enzimas presentes em frutas e hortaliças que participam dos processos de amadurecimento desses alimentos. Reações de oxidação dos compostos fenólicos presentes em frutas e hortaliças → formação de compostos de coloração amarronzada, as melanoidinas, o que pode causar a rejeição do produto, do ponto de vista sensorial. Enzimas Frutas e hortaliças → susceptibilidade ao escurecimento enzimático. Ocorre principalmente após danos causados aos tecidos durante os processos de colheita, transporte, ou quando são expostos ao ar após terem sido cortados, fatiados ou esmagados, para posterior processamento, permitindo o contato entre a enzima e os substratos fenólicos que podem resultar na formação de compostos escuros. Enzimas O escurecimento enzimático está relacionado à ação das enzimas polifenoloxidase (PPO) e peroxidades (POD), que utilizam compostos fenólicos como substratos e provocam alterações indesejáveis na cor, sabor e aroma dos vegetais. Enzimas Indústria de alimentos → as enzimas atuam como coadjuvantes de tecnologia, para modificar a composição dos alimentos, sem contribuir para o valor nutricional ou continuar no produto final. Exemplos → lactase, usada na obtenção de produtos com teor reduzido de lactose. → invertase, usada na fabricação de açúcar invertido a partir da hidrólise da sacarose.
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