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A Q U Í M I C A D A V I D A CAPÍTULO 8 Professora: Naara Coutinho Agora, vamos entrar no universo celular e saber um pouco mais a respeito das substâncias inorgânicas e das substâncias orgânicas que formam as células. As substâncias inorgânicas estão representadas pela água e pelos sais minerais; as substâncias orgânicas, pelos carboidratos (como os açúcares), lipídios (como as gorduras e os óleos), proteínas e ácidos nucleicos, além das vitaminas. A porcentagem média dessas substâncias no corpo dos seres vivos varia nos diferentes grupos e em células dos diferentes tecidos, mas a água é a substância mais abundante. Nas células vegetais, os teores de água e de carboidratos são mais elevados, e o teor de proteínas é menor. ÁGUA Na molécula de água (H2o), a distribuição de cargas elétricas não é uniforme: em uma extremidade concentram-se cargas positivas; na outra, cargas negativas. Polos positivos e polos negativos de diferentes moléculas atraem-se, estabelecendo as chamadas ligações de hidrogênio (ou pontes de hidrogênio), que garantem a coesão entre as moléculas. A presença das ligações de hidrogênio faz com que a água seja uma molécula com alta capacidade de interagir com outras moléculas, conferindo uma grande capacidade de coesão (água ligadas com outras molécula de água) e adesão (água ligada com outras substâncias). Dentre as funções da água no organismo, podemos citar o transporte de substâncias pelo corpo, carregando excretas e nutrientes e a regulação térmica, principalmente nos animais endotérmicos, possível graças ao alto calor específico da água, que faz com que ela possa ganhar calor sem alterar seu estado físico. Ela também atua no metabolismo em reações de anabolismo (de construção) e catabolismo (de quebra), como por exemplo a fotossíntese e a quebra da glicose, respectivamente. As reações de quebra da água são chamadas de hidrólise. Segundo o Guia Alimentar Para a População Brasileira, desenvolvido pelo Ministério da Saúde, a quantidade ideal de água a ser consumida varia conforme a idade e o peso da pessoa, mas, em média, o valor se mantém em aproximadamente 2 litros diários para adultos. Para extrair todos os benefícios da hidratação, é essencial garantir que você esteja consumindo água da forma mais saudável possível. Ou seja: bebendo o líquido puro, aromatizado com frutas, em chás, sucos naturais ou até mesmo por meio de frutas. Entre os benefícios para o corpo, está comprovado que a água: • Regula a temperatura corporal • Auxilia na desintoxicação do corpo • Ajuda na absorção de nutrientes de outros alimentos • Deixa a pele mais bonita e hidratada • Auxilia no metabolismo celular, contribuindo para o emagrecimento • Previne o aparecimento de pedras nos rins • Melhora a circulação sanguínea • Facilita a digestão de refeições SAIS MINERAIS Os sais minerais são substâncias inorgânicas reguladoras do metabolismo, e são encontradas principalmente em verduras, frutas, ovos, carnes e alimentos derivados do leite. São alguns sais minerais importantes para o organismo: 10 PRINCIPAIS SAIS MINERAIS E SUAS FUNÇÕES NO CORPO 1. Cálcio O cálcio é o mineral mais abundante no corpo, sendo encontrado principalmente nos ossos e nos dentes. Além da formação do esqueleto, ele também participa de processos como a contração muscular, a liberação de hormônios e a coagulação do sangue. Ele está presente principalmente no leite e derivados, como queijos e iogurtes, mas também pode ser encontrado em alimentos como espinafre, feijão e sardinha. Conheça todas as funções do cálcio. 2. Ferro A principal função do ferro no organismo é participar do transporte de oxigênio no sangue e da respiração celular, sendo por isso que sua deficiência pode causar anemia. Ele está presente em alimentos como carnes, fígado, gema de ovo, feijão e beterraba. Veja o que comer para curar anemia. 3. Magnésio O magnésio participa de processos como contração e relaxamento muscular, produção de vitamina D, produção de hormônios e manutenção da pressão arterial. Ele está presente em alimentos como sementes, amendoim, leite e derivados e grãos integrais.Veja mais sobre o magnésio aqui. 4. Fósforo O fósforo é encontrado principalmente no ossos, juntamente com o cálcio, mas também participa de funções como fornecer anergia ao corpo através do ATP, fazer parte da membrana celular e do DNA. Ele pode ser encontrado em alimentos como sementes de girassol, frutas secas, sardinha, carnes e leite e derivados. 5. Potássio O potássio desempenha diversas funções no organismo, como participar da transmissão de impulsos nervosos, da contração muscular, controlar a pressão arterial, produzir proteínas e glicogênio e gerar energia. Ele está presente em alimentos como iogurte, abacate, banana, amendoim, leite, mamão e batata.Veja o que acontece no organismo quando os níveis de potássio estão alterados. 6. Sódio O sódio ajuda a controlar a pressão sanguínea, regular os níveis de líquidos no corpo e participa da transmissão de impulsos nervosos e da contração muscular. Sua principal fonte na alimentação é o sal, mas ele também está presente em alimentos como queijos, carnes processadas, vegetais enlatados e temperos prontos. 7. Iodo A principal função do iodo no organismo é participar da formação dos hormônios da tireoide, além de prevenir problemas como câncer, diabetes, infertilidade e aumento da pressão arterial. Ele está presente em alimentos como sal iodado, cavala, atum, ovo e salmão. 8. Zinco O zinco estimula o crescimento e desenvolvimento das crianças, fortalece o sistema imunológico, mantém o bom funcionamento da tireoide, previne diabetes por melhorar a ação da insulina e tem ação antioxidante. As principais fontes de zinco são os alimentos de origem animal como ostra, camarão, e as carnes de vaca, frango, peixe e fígado.Veja mais sobre o zinco aqui. 9. Selênio O selênio tem um grande poder antioxidante e previne doenças como câncer, Alzheimer e doenças cardiovasculares, melhora o funcionamento da tireoide e ajuda na perda de peso. Ele está presente em alimentos como castanha-do-pará, farinha de trigo, pão e gema de ovo. 10. Flúor A principal função do flúor no organismo é evitar a perda de minerais pelos dentes e impedir o desgaste causado por bactérias que formam a cárie. Ele é acrescentado na água encanada e nos cremes dentais, e a aplicação tópica de flúor concentrado pelo dentista, tem um efeito mais potente para fortalecer os dentes. O QUE SÃO VITAMINAS? As vitaminas são compostos orgânicos presentes nos alimentos e indispensáveis para o funcionamento normal do nosso organismo. São essenciais para o crescimento e a reparação dos tecidos, vitais para o funcionamento dos órgãos e a produção das reações metabólicas específicas no meio celular. Além de pertencerem a um grupo de nutrientes orgânicos que promovem o bem-estar físico e mental, as vitaminas são fundamentais para que as pessoas possam manter o funcionamento normal e adequado do seu corpo por meio de uma alimentação balanceada. E, assim, suprir o organismo de todas as vitaminas necessárias para a saúde, de acordo com a forma de vida de cada um. Vitaminas Fontes Funções no organismo Problemas de saúde resultantes de sua falta A (retinol) Hortaliças de coloração verde- escuro; vegetais de coloração alaranjada; leite e derivados; e fígado. Apresenta importante papel na visão, atua na manutenção de tecidos epiteliais e imunidade. Problemas de visão, alterações na pele e alteração na imunidade D (calciferol) Leite e derivados; salmão; e gemas de ovo. Participa da absorção e utilização de dois sais importantes: o cálcio e o fósforo. Raquitismo (problema de saúde que desencadeia amolecimento e fragilidade de ossos e, em crianças, causa deformações ósseas) e osteoporose https://brasilescola.uol.com.br/biologia/vitamina-a.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/vitamina-d.htm Vitaminas Fontes Funções noorganismo Problemas de saúde resultantes de sua falta E (tocoferol) Óleos vegetais; nozes; e sementes. Atua como antioxidante. Problemas no sistema nervoso K (filoquinona) Hortaliças verdes; também é produzida por bactérias presentes no intestino. Possui importante papel na coagulação sanguínea. Alterações na coagulação sanguínea B1 (tiamina) Carne de porco; legumes; vegetais folhosos; e grãos integrais. Atua como coenzima usada na remoção de gás carbônico de compostos orgânicos. Importante na manutenção do funcionamento dos sistemas nervoso e circulatório. Beribéri (problema de saúde que desencadeia sintomas como fraqueza, formigamento, dor nos membros, falta de ar e inchaço dos membros) B2 (riboflavina) Carnes; grãos integrais; hortaliças; leite e derivados. Faz parte das coenzimas FAD e FMN. Está relacionada com a manutenção da pele. Lesões na pele https://brasilescola.uol.com.br/biologia/vitamina-e.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/vitamina-k.htm Vitaminas Fontes Funções no organismo Problemas de saúde resultantes de sua falta B3 (niacina) Carnes; ovos; vegetais folhosos; grãos; e nozes. É um componente das coenzimas NAD+ e NADP+. Ajuda no funcionamento do sistema nervoso e imunológico. Lesões gastrointestinais e na pele, e confusão mental B5 (ácido pantotênico) Carnes; hortaliças; grãos integrais; frutas; e leite e derivados. Componente da coenzima A. Relaciona-se com a formação de hemácias e previne a degeneração de cartilagens. Formigamentos, dormência e fadiga B6 (piridoxina) Carnes; grãos integrais; nozes; e hortaliças. É uma coenzima utilizada no metabolismo de aminoácidos. Ajuda na manutenção do sistema nervoso central e imunológico. Irritabilidade, anemia e espasmos musculares B7 (biotina) Hortaliças; ovos; e carnes. Atua como coenzima na síntese de gordura, aminoácidos e glicogênio. Auxilia na produção de ácidos graxos e redução dos níveis de glicose no sangue. Pele com escamações e problemas neuromusculares Vitaminas Fontes Funções no organismo Problemas de saúde resultantes de sua falta B9 (ácido fólico) Hortaliças verde; nozes; legumes; e grãos integrais. Atua como coenzima no metabolismo de ácidos nucleicos e aminoácidos. Atua na manutenção do sistema imunológico, nervoso e circulatório. Anemia e problemas congênitos B12 (cobalamina) Carnes; leite; e derivados e ovos. Participa da produção dos ácidos nucleicos e das hemácias. Age também sobre as células nervosas e no equilíbrio hormonal. Dormência, alterações neurológicas, anemia e perca de equilíbrio C (ácido ascórbico) Brócolis; frutas cítricas; e tomate. Importante na síntese de colágeno, manutenção e integridade das paredes capilares, e atua como antioxidante. Escorbuto (doença que causa sangramentos nas gengivas, fraqueza e irritação na pele) e dificuldade de regeneração de feridas https://brasilescola.uol.com.br/biologia/vitamina-c.htm CARBOIDRATOS Os carboidratos são responsáveis por liberar glicose, fornecer energia para as células por ser a primeira fonte de energia celular e fazer a manutenção metabólica glicêmica para que o corpo continue funcionando bem. Este macronutriente é formado fundamentalmente por moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio. BENEFÍCIOS DOS CARBOIDRATOS • Fonte de energia: Ao ingerimos carboidratos, temos glicose na corrente sanguínea constantemente, esta é a principal molécula que fornece energia para as células do corpo. • Aliado do cérebro: O cérebro é um dos órgãos que não funcionam sem glicose disponível na corrente sanguínea, quando há uma diminuição no consumo deste nutriente há uma produção exagerada de corpos cetônicos, uma vez que o organismo utiliza proteínas como fonte de energia. Esses corpos cetônicos podem levar a uma intoxicação no indivíduo levado a sintomas indesejáveis como dores de cabeça, mau hálito, perda de massa muscular esquelética, insônia, alteração de humor, tremores e até desmaios. • Protege os músculos: Quando nosso corpo possui as quantidades corretas de carboidratos, não é necessário utilizar a energias das proteínas (aminoácidos da massa muscular esquelética). Assim, as proteínas podem ser utilizadas para reparar os músculos que sofreram microlesões devido à prática de exercícios e também à manutenção correta dessa massa muscular. Esses músculos são reparados e ficam mais fortes e, dependendo da quantidade, podem até aumentar (hipertrofia). Mas vale lembrar que até mesmo o carboidrato em excesso pode gerar acumulo de gordura corporal • Proporcionam saciedade: Este benefício vale somente para os carboidratos complexos. Isto porque eles possuem estrutura química maior (polissacarídeos). Por ser uma molécula maior, são digeridos e absorvidos mais lentamente, ocasionando aumento gradual da glicemia e saciedade por maior tempo. Este mesmo mecanismo faz com que os carboidratos complexos sejam o tipo indicado para diabéticos, para quem está em um programa alimentar (dieta) buscando saciedade e manutenção da glicemia, para quem vai fazer atividade física como pré-treino e também para aqueles que utilizam as fibras dos carboidratos complexos para melhora do perfil lipídico (melhora do colesterol). • Aliado do humor e bem-estar: A diminuição do consumo de carboidratos pode afetar a produção de serotonina, um neurotransmissor capaz de influenciar o humor e o bem estar dos indivíduos. DEFICIÊNCIA DE CARBOIDRATOS A falta de carboidratos pode levar a uma depleção do sistema imunológico, uma vez que nossos músculos são os responsáveis em fornecer glutamina para formação de células imunes. Na falta de carboidratos, os músculos são afetados, já que como foi dito acima, as proteínas passam a ser utilizadas como fonte de energia. O indivíduo que restringe o consumo de carboidratos pode ter falta de energia e fadiga principalmente se praticar atividade física. Os músculos são responsáveis por armazenar glicogênio (glicose) para fornecimento de energia para a atividade física. Esse estoque de glicogênio dura em média 1 hora, após isso devemos consumir o carboidrato a fim de recuperar os estoques de glicogênio muscular. O fígado é outro órgão que armazena o glicogênio, provendo dessa forma energia como um outro reservatório para o corpo Caso o indivíduo não tenha glicose disponível para a utilização nas células, como nos casos de jejum ou dietas restritivas, os lipídios serão oxidados, formando uma quantidade excessiva de cetonas que poderão causar uma acidose metabólica no organismo, podendo levar a sintomas como dores de cabeça, tontura, mau hálito. Os principais sintomas da falta de carboidratos na dieta são: cansaço, tontura, náuseas, nervosismo, fraqueza e tremores. Estudos publicados no American Journal of Nutrition (2001) e na Revista Brasileira de Nutrição Clínica apontam que o desequilíbrio na proporção dos macronutrientes pode ser prejudicial à saúde, uma vez que a troca de carboidratos por proteínas leva o indivíduo a um quadro de cetose, acarretada pela restrição da glicose. As repercussões adversas da cetose incluem desidratação, constipação, litíase renal e deficiência de micronutrientes, pela diminuição do consumo de frutas, vegetais e grãos, junto com o aumento da ureia e do ácido úrico pelo excesso de proteínas na dieta. Por isso dietas restritivas de carboidrato não são recomendadas. Alimentos ricos em carboidratos As principais fontes de carboidratos são: mel, pães, torradas, batata, arroz, cereais integrais como aveia, linhaça, farelo de trigo, milho e frutas. PROTEÍNAS O QUE É PROTEÍNA? Proteína é um tipo de substância formada a partir de um conjunto de aminoácidos ligados entre si (ligações denominadas de peptídicas). Em outras palavras, as proteínas são compostas por moléculas de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. É preciso destacar que existem apenas 20 tipos de aminoácidos, os quais se ligam de forma variadapara originarem diferentes proteínas. Uma rede longa de aminoácidos é chamada de polipeptídio, sendo que toda proteína é constituída de uma ou mais cadeias desse tipo. FUNÇÃO DAS PROTEÍNAS Não há sequer um processo biológico do qual as proteínas não participem, isto porque, além de estarem envolvidas de forma ativa no conjunto de reações químicas, muitas células são compostas por proteínas. Sendo assim, são funções das proteínas: • assumir o papel de enzimas, influenciando diretamente a aceleração de uma reação química; • movimentar músculos (realizado pela miosina e actina); • composição hormonal; • composição de anticorpos; • coagulação sanguínea; • transporte de oxigênio (feito pela hemoglobina). SÍNTESE PROTEICA Um processo que envolve o RNA, enzimas, ribossomos e aminoácidos, a síntese proteica nada mais é do que um procedimento capaz de realizar a produção de outras proteínas, todas elas estabelecidas pelo DNA. Esse processo ocorre no citoplasma, e é dividido em duas etapas, transcrição e tradução. TIPOS DE PROTEÍNAS Podemos classificar as proteínas em relação à sua origem, separando-as em 3 grupos: proteína animal; proteína vegetal e sintética. Origem animal Como o próprio nome sugere, é a proteína encontrada na carne de animais, as quais fornecem praticamente todos os aminoácidos essenciais. Vale destacar que, por ser quase completa, esse tipo de proteína viabiliza o ótimo funcionamento do organismo humano. Origem vegetal Encontrada nos vegetais, essa proteína tem menor valor nutricional, uma vez que conta com menos aminoácidos essenciais em sua composição. Sintética A proteína sintética é obtida por meio de manipulações laboratoriais, ou seja, possui diversas variações nutricionais. Ela é muito utilizada por pessoas que querem fazer uma reposição alimentar, buscando assim outras fontes de proteínas além das de origem animal e vegetal. ALIMENTOS COM PROTEÍNAS Alimentos que contém proteínas animais carne vermelha; peixes; ovos; leite; queijo; iogurte. Alimentos ricos em proteína vegetal feijão; ervilha; soja; lentilha; nozes; grão-de-bico. Alimentos com proteína sintética suplemento alimentar (popularmente conhecido como Whey Protein). LIPÍDEO Os lipídios são substâncias que se caracterizam pela sua baixa solubilidade em água e alta solubilidade em solventes orgânicos, como o álcool e o éter. A sua grande maioria deriva ou possui, na sua estrutura, a presença de ácidos graxos e é caloricamente mais densa que os carboidratos. FUNÇÕES DOS LIPÍDIOS Composição das membranas biológicas: Todos os tecidos apresentam lipídios em sua composição, uma vez que a membrana das células é formada por fosfolipídios. → Fornecimento de energia: Quando comparado com os carboidratos, os lipídios liberam, em média, 2,23 vezes mais energia quando oxidados. Estima-se que cada grama de gordura seja responsável por liberar cerca de 9Kcal. Já uma grama de carboidrato produz apenas 4 Kcal. Vale destacar, no entanto, que o metabolismo energético dos lipídios ocorre de maneira secundária ao dos carboidratos. → Precursores de hormônios e de sais biliares: Os lipídios estão relacionados com a produção de hormônios esteroides, tais como a testosterona, progesterona e estradiol. Também se relacionam com a produção de sais biliares, compostos que agem como detergente, ajudando no processo de absorção de lipídios. → Transporte de vitaminas lipossolúveis: Os lipídios transportam vitaminas que são solúveis em gordura, tais como a A, D, E e K. → Isolante térmico e físico: Os lipídios garantem proteção contra as baixas temperaturas e contra choques mecânicos. → Impermeabilização de superfícies: Os lipídios impermeabilizam evitando a desidratação. Um bom exemplo são as ceras encontradas nas superfícies dos frutos. • Percebe-se, portanto, que os lipídios são moléculas importantes para os organismos vivos, incluindo-se o homem. Sendo assim, não é recomendada a realização de dietas que restrinjam esse nutriente da alimentação. Vale destacar, no entanto, que o consumo exagerado pode trazer riscos à saúde, como o aumento das chances de infarto em decorrência da aterosclerose. LIPÍDIOS DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA • Glicerídios – São lipídios que atuam como reserva energética e isolante térmico, além de amenizarem impactos mecânicos. Óleos e gorduras são exemplos de glicerídios e podem ser classificados de acordo com o seu ponto de fusão. Gorduras são lipídios sólidos, na temperatura ambiente, obtidos a partir de animais. Já os óleos são lipídios líquidos, na temperatura ambiente, obtidos a partir de produtos vegetais. • Ceras –Atuam como importantes substâncias impermeabilizantes. São comuns em folhas e frutos, mas também são produzidas por animais, como é o caso das aves e das abelhas. • Esteroides – Destacam-se por não possuírem ácidos graxos em sua estrutura, sendo bastante diferentes dos outros lipídios. Como exemplo de esteroides, podemos citar os hormônios sexuais e o colesterol. Sem dúvidas, o esteroide mais conhecido e mais importante é o colesterol, que, apesar de ser fundamental para o organismo, está bastante relacionado com problemas cardíacos. • Fosfolipídios – Lipídios que possuem fosfato em sua estrutura e são encontrados nas membranas celulares e no tecido nervoso. • Carotenoides – São importantes pigmentos fotossintetizantes que, além de participarem desse processo, dão coloração a frutos, flores e outras partes vegetais. A coloração gerada pelos carotenoides vai do amarelo ao vermelho. https://www.biologianet.com/histologia-animal/tecido-adiposo.htm https://www.biologianet.com/botanica/frutos.htm https://www.biologianet.com/histologia-animal/tecido-nervoso.htm COLESTEROL O colesterol é uma das principais causas das doenças coronárias. Cerca de 40% dos brasileiros têm colesterol alto. Entre os jovens, de 12 a 17 anos, a taxa é de 20%*. *Estudo de Riscos Cardiovasculares em Adolescentes (Erica) • O que é colesterol? É um tipo de gordura produzida em nosso organismo que tem o papel vital de manter as células funcionando, de produzir hormônios e vitamina D. Entretanto, o excesso de colesterol no sangue pode aumentar o risco de doenças do coração. • Tipos Para circular pelo corpo, o colesterol se associa a proteínas, dando origem às lipoproteínas. Existem dois tipos de lipoproteínas, o HDL (high density, ou alta densidade) e o LDL (low density, ou baixa densidade). • Níveis Saudáveis A nova Diretriz Brasileira de Dislipidemias e Prevenção da Aterosclerose, da Sociedade Brasileira de Cardiologia, recomenda: Colesterol total: menor que 190 mg/dl Colesterol HDL (bom): maior que 40 mg/dl Colesterol LDL (ruim) menor que 130 mg/dl: em pessoas com risco cardiovascular baixo menor que 100 mg/dl: em pessoas com risco cardiovascular intermediário menor que 70 mg/dl: em pessoas com risco cardiovascular alto menor que 50 mg/dl: em pessoas com risco cardiovascular muito alto *Valores de referência do perfil lipídico para adultos maiores de 20 anos. Fontes de colesterol O colesterol está presente apenas nos alimentos de origem animal, que são ricos em gorduras do tipo saturada. Alimentos de origem vegetal não contêm colesterol. Dica: os fitoesteróis, presentes em alguns alimentos de origem vegetal, são substâncias que contribuem com a redução do colesterol sanguíneo, quando associado a uma dieta equilibrada e a um estilo de vida saudável. • Outras causas O consumo de gordura saturada é a principal causa do colesterol elevado. No entanto, outros fatores podem influenciar nos níveis de colesterol no sangue. Cigarro Bebidas alcóolicas Idade Diabetes Etnia Condições hereditárias (Hipercolesterolemia Familiar) • Possíveis complicações O colesterol alto é um fator de risco para doenças cardiovasculares. O LDL elevado pode acarretar a aterosclerose, um acúmulo de gordura nas paredes das artérias que dificulta a passagem do sangue e a irrigação do coração. Tratamento A medicação para controle do colesterol deveser combinada com mudança no estilo de vida. Uma dieta variada, com pouca gordura de origem animal e exercícios físicos regulares são fundamentais. THE END
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