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64 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II 5 METABOLISMO DOS COMPOSTOS NITROGENADOS NÃO PROTEICOS Os compostos nitrogenados não proteicos importantes para a Bioquímica são os porfirinas e os ácidos nucleicos. Lembrete Os ácidos nucléicos são polímeros formados por nucleotídeos, os quais são constituídos por um grupo fosfato, uma pentose e uma base nitrogenada. 5.1 Porfirinas As porfirinas são compostos formados por quatro anéis contendo nitrogênio. Esses anéis possuem radicais, sendo que as diferenças entre as porfirinas estão nos radicais ligados aos quatro anéis. Essas moléculas possuem afinidade por íons metálicos e a associação entre a porfirina e o íon metálico forma a metaloporfirina. As porfirinas são grupos prostéticos de algumas proteínas importantes. Lembrete Grupo prostético é um grupo que se encontra ligado covalentemente. Em mamíferos a principal porfirina é o heme. Essa molécula é encontrada como grupo prostético de proteínas como a hemoglobina, a mioglobina, os citocromos e a catalase. A hemoglobina possui 4 cadeias polipeptídicas, sendo duas delas chamadas de a e duas chamadas de b. Cada cadeia polipeptídica contém um grupo heme. A mioglobina possui uma cadeia polipeptídica combinada com um grupo heme. 5.2 Metabolismo da porfirinas O heme é sintetizado pelo nosso organismo a partir de succinil-CoA e glicina. Na sua degradação ocorre a produção de bilirrubina. Vejamos agora como ocorre a síntese e a degradação do heme. 65 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 BIOQUÍMICA METABÓLICA Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 5.2.1 Síntese do heme A síntese do heme ocorre na medula óssea, baço e fígado. As moléculas precursoras são succinil-CoA e glicina. O succinil-CoA é proveniente do Ciclo de Krebs e a glicina é um aminoácido. A síntese do heme pode ser resumida em quatro etapas: • Primeira etapa: as moléculas succinil-CoA e glicina se condensam formando uma molécula de ácido aminolevulínico (ALA). A enzima que catalisa essa reação é a ALA sintetase; ela controla a síntese do heme e sua atividade é regulada pelo produto final, o heme. A coenzima dessa enzima é o piridoxal fosfato. Essa primeira etapa acontece na matriz mitocondrial. • Segunda etapa: duas moléculas de ácido aminolevulínico condensam-se originando porfobilinogênio. • Terceira etapa: quatro moléculas de porfobilinogênio formam o uroporfirinogênio. A segunda e a terceira etapas ocorrem no citosol. • Quarta etapa: formação de protoporfirina e incorporação do Fe2+. Essa etapa ocorre na matriz mitocondrial. Indivíduos com defeitos na síntese do heme apresentam maior excreção de porfirinas ou precursores de porfirinas, essa patologia é chamada de porfiria. Os indivíduos com essa doença geralmente apresentam sensibilidade cutânea à luz, apresentando prurido e sensação de queimação quando expostos à luz visível. Saiba mais Para aprender um pouco mais sobre as porfirias, leia: DINARDO, C. L. et al. Porfirias: quadro clínico, diagnóstico e tratamento. Rev. Med., São Paulo, v. 89, n. 2, p. 106-114, abr./jun., 2010. Disponível em: <http://www.revistas.usp.br/revistadc/article/download/46282/49937>. Acesso em: 14 ago. 2015. 5.3 Degradação do heme O heme libera Fe2+, o qual passa a fazer parte do reservatório de ferro no organismo. Os anéis do heme primeiramente são convertidos em biliverdina por meio do sistema microssomal heme-oxigenase das células reticuloendoteliais e depois são convertidos em bilirrubina pela biliverdina redutase. A bilirrubina é um pigmento amarelo e tóxico, principalmente para o sistema 66 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II nervoso. Aproximadamente 85% da bilirrubina total é derivada do catabolismo da hemoglobina presente nas hemácias, as quais após 90 a 120 dias de atividade são degradadas e liberam o seu conteúdo de hemoglobina, sendo que a cadeia globínica é reaproveitada integralmente ou degradada em seus aminoácidos constituintes. O restante é obtido das outras proteínas que contêm o heme. Observação Ao observar um hematoma ele pode apresentar diferentes colorações que são resultantes dos intermediários da degradação do heme. A bilirrubina, por ser insolúvel em água e como consequência insolúvel no plasma, é transportada para o fígado e ligada à albumina, que é denominada bilirrubina indireta ou não conjugada. A bilirrubina isolada que entra na célula hepática e é ligada ao ácido glicurônico é denominada bilirrubina direta ou bilirrubina conjugada. A bilirrubina direta é um componente normal da bile e é encaminhada para a vesícula biliar e depois para o duodeno. No intestino, a bilirrubina direta é hidrolisada para a forma não conjugada, que é reduzida pela flora bacteriana transformando-se em urobilinogênio. A maior parte do urobilinogênio é transformado em estercobilina pelas bactérias intestinais. A estercobilina tem cor castanha e dá a coloração característica das fezes. Uma parte do urobilinogênio é reabsorvido a partir do intestino e entra no sistema porta hepático. Uma porção desse urobilinogênio é captada pelo fígado e novamente secretada na bile. A parte restante é transportada para o rim, onde é convertida em urobilina e é excretada. A urobilina tem coloração amarela dando a cor característica da urina. 67 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 BIOQUÍMICA METABÓLICA Eritrócitocitos senescentes (principal fonte de hemeproteínas) Biliverdina (pigmento verde) Bilirrubina absorção Bilirrubina (pigmento amarelo e tóxico) Urobilinogênio Estercobilina (marrom) Complexo bilirrubina-albumina Bilirrubina indireta ou Bilirrubina não conjugada Diglicuronato de bilirrubina Bilirrubina direta ou conjugada Diglicuronato de bilirrubina Bilirrubina direta ou conjugada Captada pelo fígado e liberada novamente na bile Urobilinogênio Urobilina (amarelo) Bilirrubina + Ácido glicurônico Heme Heme oxigenase Biliverdina redutase Glicorunil-transferase Sangue Fígado Fígado Vesícula bilibar Rim Figura 65 – Esquema da degradação do heme Em condições anormais, pode ocorrer o acúmulo tanto de bilirrubina direta quanto de bilirrubina indireta, esses compostos podem se depositar nos tecidos, dando-lhes o aspecto amarelado, condição conhecida como icterícia. Essa condição não é uma patologia, mas um sinal de uma série de patologias hepáticas e biliares. A medida da bilirrubina plasmática fornece um índice quantitativo da severidade da icterícia. A concentração de bilirrubina representa um equilíbrio entre a sua produção e a sua excreção. A icterícia pode ser dividida em três tipos: icterícia pré-hepática, icterícia hepática e icterícia pós-hepática. A icterícia pré-hepática tem como consequência o aumento de bilirrubina indireta. O fígado não consegue captar toda a bilirrubina indireta para fazer a conjugação com o ácido glicurônico. As principais 68 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II causas de icterícia pré-hepática são: icterícia fisiológica do recém-nascido devido à insuficiência na produção da enzima glicuronil-transferase, que catalisa a conjugação da bilirrubina; icterícia hemolítica,quando há a destruição excessiva das hemácias; Síndrome de Crigler-Najjar, em que pode haver a ausência da enzima glicuronil-transferase, sendo fatal nos primeiros meses de vida; e Síndrome de Gilbert, que é caracterizada pela redução da produção da enzima glicuronil-transferase. Na icterícia pré-hepática, também ocorre aumento do urobilinogênio fecal e urinário. Na icterícia hepática, ocorre aumento da bilirrubina direta e indireta, diminuição do urobilinogênio fecal (fezes claras) e aumento do urinário (urina escura), com presença de bilirrubina na urina. As principais causas são as lesões hepáticas, como o câncer, a cirrose ou a hepatite. Na icterícia pós-hepática, ocorre aumento de bilirrubina direta, diminuição do urobilinogênio fecal (fezes claras) e presença de bilirrubina na urina. A principal causa é a obstrução do ducto biliar, que impede a bilirrubina de ir para o intestino, como consequência ela reflui para o sangue. Nas doenças hepáticas agudas ou crônicas, observa-se uma diminuição dos níveis séricos de proteínas, como albumina e proteínas de coagulação. 5.4 Digestão dos ácidos nucleicos Os ácidos nucleicos estão presentes nos alimentos de origem animal e vegetal. A digestão dos ácidos nucleicos ocorre da seguinte maneira: • no estômago os ácidos nucléicos são desnaturados; • as nucleases presentes no suco pancreático quebram os ácidos nucleicos em oligonucleotídeos; • os oligonucleotídeos são quebrados pelas fosfodiestaresases; presentes no suco pancreático, em nucleotídeos; • as nucleotidases quebram os nucleotídeos em nucleosídeos; Lembrete Os nucleotídeos são formados por um fosfato, uma pentose e uma base nitrogenada e os nucleosídeos são formados pela pentose e pela base nitrogenada. • as nucleosidases separam as bases nitrogenadas da pentose; • as pentoses e uma parte das bases nitrogenadas são absorvidas; 69 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 BIOQUÍMICA METABÓLICA • a maior parte das bases nitrogenadas púricas são transformadas em ácido úrico pelas células da mucosa intestinal; • o ácido úrico é excretado pela urina. Boca Estômago Pâncreas DNA RNA DNA RNA pH baixo desnatura o RNA e o DNA Nucleases Fosfodiesterases Nucleotidases Nucleosidases Ácidos nucleicos desnaturados Intestino delgado PI (Desoxirribose) Circulação Oligonucleotídeos Mononucleotídeos Nucleosídeos Pirimidinas purinas Células da mucosa intestinal Ácido úrico Urina Figura 66 – Digestão dos ácidos nucleicos 70 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II 6 VITAMINAS, SAIS MINERAIS E HORMÔNIOS 6.1 Vitaminas O bioquímico polonês Casimir Funk observou que a ingestão de alguns alimentos evitavam certas doenças. Os compostos presentes nesses alimentos apresentavam grupo amino, o qual é característico da função orgânica amina, e foram chamados de aminas vitais ou vitaminas. Hoje se sabe que algumas vitaminas não contêm o grupo amino como é o caso da vitamina C, porém o nome foi mantido. As vitaminas são compostos orgânicos que possuem uma estrutura bastante variada. Elas não são sintetizadas pelo homem ou são sintetizadas em quantidades insuficientes em relação às nossas necessidades, por isso necessitam ser obtidas através da dieta. Uma exceção é a vitamina D, a qual pode ser sintetizada através dos raios solares. Além disso, as bactérias intestinais podem sintetizar pequenas quantidades de biotina, ácido pantotênico, vitamina K, vitamina B1 e B12. As vitaminas juntamente com os sais minerais são chamados de micronutrientes, pois precisam ser ingeridos em pequenas quantidades. Observação As vitaminas não fornecem calorias. As vitaminas são classificadas em relação à solubilidade em lipossolúveis e hidrossolúveis. As vitaminas lipossolúveis são aquelas liberadas, absorvidas e transportadas juntamente com lipídeos da dieta. A, D, E e K são vitaminas lipossolúveis. Essas vitaminas não são facilmente eliminadas por meio da urina e, por isso, podem acumular-se principalmente no fígado e no tecido adiposo causando efeitos danosos, principalmente no caso da vitamina A e D. As vitaminas hidrossolúveis são aquelas facilmente eliminadas por meio da urina. As vitaminas do complexo B e a vitamina C são hidrossolúveis. A importância das vitaminas para o metabolismo é que muitas vitaminas hidrossolúveis são precursoras de coenzimas e uma vitamina lipossolúvel, a vitamina K, tem função de coenzimas. Para a descrição das vitaminas serão considerados os seguintes itens: fontes, funções, efeitos da deficiência e efeitos do excesso. Esse último item será descrito apenas para as vitaminas lipossolúveis, pois só essas podem se acumular. 6.1.1 Vitaminas lipossolúveis Vitamina A – retinol O termo vitamina A refere-se a várias moléculas naturais da dieta, de estrutura química e atividade biológica relacionadas ao retinol. Dentre essas moléculas tem-se o retinal, o ácido retinoico e os carotenoides. Os carotenoides são denominados como formas pró-vitamínicas, pois podem ser convertidos 71 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 BIOQUÍMICA METABÓLICA em retinol principalmente nas células absortivas do intestino. Dentre os carotenoides, o b-caroteno, é o mais potente precursor de retinol. O retinol é distribuído para todos os tecidos, percorrendo a corrente sanguínea ligada à albumina. Naturalmente a vitamina A ocorre na forma de ésteres de retinil. A deficiência dessa vitamina pode estar relacionada a vários fatores como uma dieta deficiente em vitamina A, baixa ingestão de gordura, síndrome de má absorção, alcoolismo crônico, dentre outras. • Fontes: alimentos de origem animal, vegetais folhosos verde-escuros e frutas e vegetais amarelo-alaranjados. Exemplos: fígado, batata-doce, cenoura, espinafre, abóbora, damasco, leite, gema de ovo e margarina. • Funções: processo visual, resistência a infecções e resposta imunológica, crescimento ósseo normal, reprodução, antioxidante, expressão gênica, crescimento e diferenciação celular. • Efeitos da deficiência: alterações da pele e da mucosa, alterações na mucosa do trato respiratório, urinário e gastrintestinal, perda de apetite, inibição do crescimento, perda do paladar, infecções virais, bacterianas e parasitárias. Em longo prazo pode causar a cegueira noturna que é caracterizada pelo prejuízo da adaptação ao escuro e a xeroftalmia, que é a atrofia da córnea, promovendo a cegueira. • Efeitos do excesso: alterações na pele, náuseas, vômito, dores de cabeça e dores ósseas e articulares. Vitamina D – ergocalciferol (D2) e colecalciferol (D3) As vitaminas D fazem parte de um grupo de esteróis. A vitamina D2 ou ergocalciferol é encontrada em plantas, a vitamina D3 ou colecalciferol é encontrada em tecidos animais. No homem, a vitamina D3 é obtida pela irradiação ultravioleta do composto 7-desidrocolesterol, intermediário da síntese de colesterol, presente na pele e na epiderme. • Fontes: óleo de fígado de peixe, peixes, lácteos integrais e margarinas enriquecidas. • Funções: manutenção dos níveis normais de cálcio e fósforo sanguíneo. No intestino, aumenta a absorção de cálcio e fosfatos e no rim atua na reabsorção tubular do cálcio. Observação Por causa da estrutura da vitamina D e da sua função, ela pode ser considerada como um hormônio. • Efeitos da deficiência: raquitismo, osteomalácia e osteoporose. • Efeitos do excesso: fraqueza, náuseas, perda de apetite, cefaleia, dores abdominais, câimbras, diarreia, hipercalcemia e calcificação dos ossos. 72 Re vi sã o: M ar cí lia- D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II Saiba mais Para aprofundar seus conhecimentos sobre o assunto, leia: MAEDA, S. S. et al. Recomendações da Sociedade Brasileira de Endocrinologia e Metabologia (SBEM) para o diagnóstico e tratamento da hipovitaminose D. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, São Paulo, v. 58, n. 5, p. 411-433, jul. 2014. Disponível em: <http://www. scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0004-27302014000500411 &lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 28 ago. 2015. Vitamina E – tocoferóis Oito tocoferóis que ocorrem naturalmente estão relacionados à vitamina E, sendo que o mais ativo é o a-tocoferol. • Fontes: ovos, óleos vegetais, fígado, lácteos integrais, abacates e amêndoas. • Funções: antioxidantes, impede a oxidação da coenzima Q e parece participar da síntese do heme • Efeitos da deficiência: surgimento de peróxidos, substâncias citotóxicas. • Efeitos do excesso: baixa toxicidade. Observação A vitamina E é destruída por cozimento, congelamento e processamento industrial. Vitamina K – fitoquinona e menaquinona As principais substâncias com atividade de vitamina K são a fitoquinona (K1) e a menaquinona (K2). • Fontes: a fitoquinona é encontrada nos vegetais, na alface, na couve, no espinafre; e a menaquinona é produzida pelas bactérias da flora intestinal. • Funções: essencial na síntese de fatores de coagulação: fator II ou protrombina; fator VII ou proconvertina; fator IX ou fator tromboplastínico do plasma; e fator X ou fator Stuart- Power. Funciona como coenzima na carboxilação de alguns resíduos de ácido glutâmico presentes em proteínas responsáveis pelo processo de coagulação. 73 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 BIOQUÍMICA METABÓLICA • Efeitos da deficiência: aumento no tempo de coagulação. • Efeito do excesso: anemia hemolítica. 6.1.2 Vitaminas hidrossolúveis Vitamina C – ácido ascórbico As substâncias mais importantes que possuem atividade de vitamina C são ácido L-ascórbico e ácido deidroascórbico. Observação Grande parte dos animais conseguem sintetizar ácido ascórbico a partir de glicose. O homem não tem essa capacidade. • Fontes: kiwi, brócolis, pimentão, frutas cítricas, morango, caju, acerola, tomate, goiaba. • Funções: atua como coenzima de hidroxilases, participa da síntese do colágeno e do processo de absorção do ferro no intestino e atua como agente antioxidante. • Efeitos da deficiência: o escorbuto é a patologia associada a sua carência. A pessoa com essa doença apresenta gengivas edemaciadas e sangrando, eventual perda dentária, letargia, fadiga, fragilidade óssea, entre outros sintomas. Agora vamos estudar as vitaminas do complexo B, que são extremamente importantes para o metabolismo, pois participam como coenzimas. Vitamina B1 – tiamina A forma ativa da vitamina é a pirofosfato de tiamina (TPP). • Fontes: carne de porco, gérmen de trigo, carnes magras, gema de ovo, peixes, legumes, grãos integrais, lácteos e frutas. • Funções: atua como coenzima de decarboxilases e transferases na forma de pirofosfato de tiamina (TPP), participa do processo de descarboxilação do piruvato e do a-cetoglutarato. • Efeitos da deficiência: ansiedade, edema, depressão, síndrome do pânico, infecções crônicas e beribéri, sendo que a última é uma doença caracterizada por confusão mental, paralisia periférica, anorexia e taquicardia. 74 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II Vitamina B2 – Riboflavina É a coenzima de numerosas enzimas sob a forma de flavina adenina dinucleotídeo (FAD) e riboflavina mononucleotídeo (FMN). • Fontes: carnes magras, ovos, lácteos e folhas verdes. • Funções: é coenzima de numerosas enzimas sob a forma de flavina adenina dinucleotídeo (FAD) e riboflavina mononucleotídeo (FMN). Essas coenzimas agem no transporte de hidrogênio e atuam também como receptores de elétrons, por exemplo, na b-oxidação e no ciclo de Krebs e como doador de elétrons na cadeia de transporte de elétrons. • Efeitos da deficiência: queilose, estomatite, dermatite seborreica, fotofobia, alopecia e depressão. Vitamina B3 – niacina ou ácido nicotínico A niacina faz parte de duas coenzimas extremamente importantes para o metabolismo o NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e NADP (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato). • Fontes: carnes magras, aves, peixes, oleaginosas. • Funções: participam do metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas atuando como grupo prostético da desidrogenases e atuam na transferência de elétrons na cadeia de transporte de elétrons. • Efeitos da deficiência: a deficiência de niacina está relacionada com a patologia pelagra, que é caracterizada por diarreia, dermatite, irritabilidade e confusão mental. Vitamina H – biotina A biotina é uma coenzima transportadora de CO2. • Fontes: fígado bovino, amendoim, ovos e cenoura. • Funções: é coenzima de reações de carboxilação, por exemplo, da enzima acetil-CoA carboxilase, que participa da síntese de ácidos graxos; da piruvato carboxilase, que participa da gliconeogênese, dentre outras. • Efeitos da deficiência: menor tolerância à glicose, dermatite e alopecia. Vitamina B5 – ácido pantotênico O ácido pantotênico é componente da coenzima A. • Fontes: carnes, vísceras e ovos. 75 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 BIOQUÍMICA METABÓLICA • Funções: faz parte da coenzima A que é essencial para o metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas. • Efeitos da deficiência: não há consequência de deficiência descrita em humanos. Vitamina B6 – piridoxina As formas ativas são piridoxal fosfato (PAL) e piridoxamina (PAM). • Fontes: gérmen de trigo, cereais integrais, legumes, batata, banana e aveia. • Funções: coenzima das reações que envolvem aminoácidos como a transaminação, a desaminação e descarboxilação dos aminoácidos. • Efeitos da deficiência: dermatites, queilose, estomatite, glossite, depressão mental, irritabilidade. Observação A vitamina B6 é a única vitamina hidrossolúvel que possui toxicidade significante. Ácido fólico ou folato A forma ativa do ácido fólico é o ácido tetraidrofólico. Tem sido relatado que a suplementação com ácido fólico no primeiro trimestre de gestação diminui defeitos no feto como anencefalia e espinha bífida. Também existe uma relação entre altas doses de ácido fólico e câncer. • Fontes: fígado, feijões, folhas verde-escuras. • Funções: é uma coenzima importante na síntese de diversos aminoácidos e transportador dos radicais metil e formil na síntese das bases nitrogenadas púricas e na síntese da timina, que é uma base pirimídica. Essas bases são importantes para a síntese do DNA • Efeitos da deficiência: anemia megaloblástica e alterações neurológicas. Vitamina B12 – cianocobalamina As formas ativas da vitamina B12 são cobalamina e metilcobalamina. A vitamina B12 é a única que contém cobalto. A vitamina B12 é sintetizada por microorganismos e não está presente em alimentos de origem vegetal, apenas em alimentos de origem animal. Os animais obtêm essa vitamina através dos microorganismos da flora intestinal ou pela ingestão de outros animais. 76 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II • Fontes: alimentos de origem animal como o leite integral, o fígado, o ovo, a carne de porco e de galinha. • Funções: atua na conversão de homocisteína em metionina, sendo essencial para a conversão de ácido fólico em tetraidrofóliconecessário para a síntese de bases nitrogenadas; atua como coenzima das redutases que convertem ribose em desoxirribose; atua na conversão de metilmalonil-CoA, produzido na degradação de ácidos graxos com número ímpar e na degradação de alguns aminoácidos, em succinil-CoA. • Efeito da deficiência: anemia perniciosa. 7 MINERAIS Os elementos minerais são classificados em elementos principais, que são aqueles que constituem 60 a 80% de todo o material inorgânico do corpo, e os elementos traços, que são aqueles que são encontrados em menor quantidade. Os elementos principais são: cálcio, magnésio, sódio, potássio, ferro, fósforo, enxofre e cloro. Os elementos traço são iodo, cobre, zinco, manganês, cobalto, molibdênio, cromo, flúor, níquel, estanho, vanádio, silício e alumínio. Os minerais devem ser obtidos através da alimentação, pois eles não são sintetizados no nosso organismo. 7.1 Cálcio O cálcio é o elemento mais abundante no corpo humano, sendo que a maior parte do cálcio (99%) se encontra nos ossos e dentes, existindo também um pouco de cálcio circulante. As necessidades diárias de cálcio variam com a fase de desenvolvimento do indivíduo e com o estado metabólico. O cálcio é fundamental para as gestantes conseguirem suprir às necessidades do feto e também é importante em mulheres mais velhas para a prevenção da osteoporose. As fontes principais de cálcio são leite e seus derivados, hortaliças e vegetais verde-escuros também são importantes fontes de cálcio. Apenas de 20 a 40% do cálcio proveniente da alimentação é absorvido pelo intestino. A presença de vitamina D e paratormônio é importante para a absorção do cálcio enquanto o excesso de gordura dificulta a sua absorção. Os rins excretam o excesso de cálcio, que também pode ser perdido em pequenas quantidades pelo suor. As principais funções do cálcio são: participação na coagulação sanguínea, na excitabilidade neuromuscular, na permeabilidade capilar e, ainda é cofator enzimático. A deficiência pode causar raquitismo, osteomalacia, tetania, hipertensão, osteopenia e osteoporose. 77 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 BIOQUÍMICA METABÓLICA 7.2 Fósforo O fósforo está presente no nosso organismo na forma de fosfato, por exemplo, no ATP (adenosina trifosfato), nos nucleotídeos e nos fosfolipídeos. As fontes de fósforo são lácteos, carnes, ovos, peixes, oleaginosas e cereais. A absorção do fósforo não depende de vitamina D e do paratormônio. O pH ligeiramente ácido favorece a absorção de fosfato e a presença de cálcio, magnésio, chumbo e ferro dificulta a absorção do fosfato. Ao contrário do cálcio, o qual existe em pequenas quantidades na forma circulante, o fosfato é encontrado no plasma e nas células. Quando a calcemia se eleva ocorre uma redução na fosfatemia. 7.3 Flúor O flúor está presente em chás, vegetais, frutas e na água potável. A absorção do flúor é elevada, cerca de 80% do que é ingerido é absorvido, porém a absorção do flúor é dependente de vários fatores, por exemplo, a presença de outros íons inorgânicos. Parte do fluoreto absorvido é depositado nos ossos e nos dentes. A ingestão excessiva pode causar fluorose dentária, que causa descoloração e manchas nos dentes, e fluorose óssea aumentando a densidade óssea e provocando calcificação. 7.4 Ferro As fontes de ferro são fígado, gema de ovo, trigo integral, ostras e mariscos, feijão e espinafre. Uma pequena quantidade de Fe2+ é absorvida no jejuno e duodeno. Alta concentração de fosfato e oxalatos diminuem a absorção do ferro, enquanto dietas ricas em proteínas e aminoácidos e vitamina C aumentam a absorção do ferro. O ferro é extremamente importante na respiração celular, pois está presente na hemoglobina mioglobina e citocromos. A deficiência de ferro pode ocasionar a anemia ferropriva e o excesso pode ocasionar a hemocromatose, em que o ferro é depositado nos tecidos e órgãos podendo levar a insuficiência hepática. 8 HORMÔNIOS Os hormônios são substâncias que são sintetizadas e secretadas para a corrente sanguínea exercendo efeito regulador em órgãos ou tecidos. Podem ser classificados como peptídeos, esteroides e derivados de aminoácidos (tirosina). Os hormônios peptídeos são formados por aminoácidos, como a insulina, o glucagon, os hormônios hipofisários, o paratormônio e a calcitonina. 78 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Unidade II Os hormônios esteroides são derivados do colesterol, como os hormônios sexuais e os do córtex da suprarrenal. Os hormônios derivados da tirosina são os hormônios da suprarrenal (adrenalina e noradrenalina) e a tiroxina (hormônio tireoide). Os hormônios podem atuar das seguintes maneiras: • Modificando a quantidade de transportadores na membrana plasmática, ou seja, aumentando a permeabilidade da membrana plasmática. Exemplos: insulina no transporte da glicose, o paratormônio no transporte de cálcio e o hormônio do crescimento no transporte de certos aminoácidos. • Ativando ou inibindo enzimas. • Induzindo ou reprimindo a expressão gênica. Os hormônios esteroides são transportados até o núcleo da célula atuando sobre a expressão gênica. Resumo As porfirinas são compostos formados por quatro anéis contendo nitrogênio. As diferenças entre as porfirinas estão nos radicais ligados nos quatro anéis. Essas moléculas possuem afinidade por íons metálicos e a associação entre a porfirina e o íon metálico forma a metaloporfirina. Em mamíferos a principal porfirina é o heme. Essa molécula é encontrada como grupo prostético de proteínas, como a hemoglobina, a mioglobina, os citocromos e a catalase. A hemoglobina possui 4 cadeias polipeptídicas sendo duas delas chamadas de a e duas chamadas de b. Cada cadeia polipeptídica contém um grupo heme. A mioglobina possui uma cadeia polipeptídica combinada com um grupo heme. A síntese do heme ocorre na medula óssea, baço e fígado. As moléculas precursoras são succinil-CoA e glicina. O succinil-CoA é proveniente do Ciclo de Krebs e a glicina é um aminoácido. Na degradação do heme ocorre a formação de bilirrubina que é eliminada pela urina e pelas fezes. Na degradação dos ácidos nucleicos o produto de excreção é o ácido úrico. As vitaminas são compostos orgânicos que possuem uma estrutura bastante variada. Elas não são sintetizadas por humanos ou são sintetizadas em quantidades insuficientes em relação às nossas necessidades, por isso necessitam ser obtidas por meio da dieta. As vitaminas e sais minerais são 79 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 BIOQUÍMICA METABÓLICA chamados de micronutrientes, pois precisam ser ingeridos em pequenas quantidades. As vitaminas são classificadas em lipossolúveis e hidrossolúveis. As lipossolúveis são aquelas liberadas, absorvidas e transportadas juntamente com lipídeos. Essas vitaminas não são facilmente eliminadas por meio da urina e, por isso, podem acumular-se principalmente no fígado e no tecido adiposo. As vitaminas hidrossolúveis são aquelas facilmente eliminadas através da urina. As vitaminas lipossolúveis são A, D, K e E, e as vitaminas hidrossolúveis são as vitaminas do complexo B e a vitamina C. Os elementos minerais são classificados em elementos principais, que são aqueles que constituem 60 a 80% de todo o material inorgânico do corpo, e os elementos traços, que são aqueles que são encontrados em menor quantidade. Os elementos principais são: cálcio, magnésio, sódio, potássio, ferro, fósforo, enxofre e cloro. Os elementos traço são iodo, cobre, zinco, manganês, cobalto, molibdênio, cromo, flúor, níquel, estanho, vanádio, silícioe alumínio. Os minerais devem ser obtidos através da alimentação, pois eles não são sintetizados no nosso organismo. Os hormônios podem ser classificados como peptídeos, esteroides e derivados de aminoácidos (tirosina). 80 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 FIGURAS E ILUSTRAÇÕES Figura 1 CONTEUDO_1283/01.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_1283/01.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 4 CONTEUDO_2994/01.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_2994/01.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 6 CONTEUDO_2994/03.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_2994/03.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 10 IMAGEM180_MENOR.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_9694/imagem180_menor.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 13 PG294_01.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9773/ pg294_01.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 14 PG294_02.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9773/ pg294_02.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. PG294_03.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9773/ pg294_03.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 15 PG294_04.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9773/ pg294_04.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. PG294_05.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9773/ pg294_05.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. 81 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Figura 17 IMAGEM168.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9694/ imagem168.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 18 CONTEUDO_2994/06.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_2994/06.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Adaptado. Figura 20 IMAGEM178_MENOR.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_9694/imagem178_menor.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 21 IMAGEM181.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9694/ imagem181.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Adaptado. Figura 22 IMAGEM181.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9694/ imagem181.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Adaptado. Figura 23 IMAGEM184.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9694/ imagem184.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 24 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2011. p. 39. Figura 25 IMAGEM185.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9694/ imagem185.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 26 IMAGEM186_MENOR.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_9694/imagem186_menor.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. 82 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Figura 27 IMAGEM150.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9694/ imagem150.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 28 IMAGEM188_MENOR.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_9694/imagem188_menor.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 29 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2011. p. 49. Figura 30 139_0.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/139_0.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 31 131_0.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/131_0.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 32 150.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_6859/150.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 33 IMAGEM133.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/ imagem133.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. IMAGEM139.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/ imagem139.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Adaptado. Figura 34 149.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_6859/149.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. 148.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_6859/148.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. 83 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Figura 35 135_0.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/135_0.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 36 46.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_3859/46.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 37 138_0.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/138_0.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 38 47.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_3859/47.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 39 153_0.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/153_0.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 40 147_0.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/147_0.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 41 150_0.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/150_0.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 42 143_0.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9643/143_0.gif>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 45 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2011. p. 259. 84 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Figura 54 PG120_03.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9755/ pg120_03.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 55 PG120_03.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9755/ pg120_03.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Adaptado. Figura 57 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2011. p. 82. Figura 59 CONTEUDO_8448/41P.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_8448/41p.jpg>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 59 PG130_09.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9755/ pg130_09.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Adaptado. Figura 60 CONTEUDO_9755/1.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_9755/1.png>. Acesso em: 27 ago. 2015. Figura 61 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2011. p. 81. Figura 62 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2011. p. 81. Figura 63 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2011. p. 91. Figura 64 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3. ed. São Paulo: Guanabara Koogan, 2011. p. 92. 85 Re vi sã o: M ar cí lia - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 10 /0 9/ 20 15 Figura 66 RICHARD, A. H; DENISE, R. F. Bioquímica ilustrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. p. 299. REFERÊNCIAS Textuais DINARDO, C. L. et al. Porfirias: quadro clínico, diagnóstico e tratamento. Rev. 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