Por que a água é importante para os seres vivos?

Todos os seres vivos que habitam o planeta Terra são formados por células. Estas, por sua vez, possuem organelas, partículas que mantêm as células vivas utilizando inúmeros tipos de substâncias. Uma dessas substâncias é a água. Nosso planeta é o único no Sistema Solar a apresentar 71% de sua superfície coberta por água. Essa substância é a mais abundante na constituição da maioria dos seres vivos, podendo ser encontrada em porcentagens que variam de 70% a 95%. Capacidade de dissolução Em termos moleculares, a água é constituída de um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio - e sua fórmula molecular é simbolizada por H2O. Usualmente, a água é chamada de "solvente universal", pois é capaz de dissolver uma grande variedade de substâncias químicas que constituem as células vivas, tais como sais minerais, proteínas, carboidratos, gases, ácidos nucléicos e aminoácidos. Essa capacidade de dissolução da água está diretamente ligada à sua polaridade, já que em uma molécula de água há um pólo positivo e um pólo negativo. A maioria das substâncias que compõem as células vivas também é polar. Portanto, essas substâncias possuem uma boa afinidade química com a água, sendo então denominadas hidrofílicas (do grego, hydro = água; e phylos =amigo). Do ponto de vista químico, dissolver uma substância é separar seus átomos por meio de um solvente de propriedades semelhantes, para que eles possam ser utilizados pelas células vivas. Por exemplo, quando ingerimos sal de cozinha (NaCl), a água que está em nosso organismo separa o Sódio (Na) do Cloro (Cl), formando íons que podem ser aproveitados por nossas células em atividades celulares. Se as moléculas de água não ativassem esse processo, jamais poderíamos utilizar tais átomos sob a forma de cristais de sal, como os conhecemos. Portanto, a água e o sal de cozinha passam a constituir uma solução aquosa, na qual a água atua como solvente - e o sal, como soluto. No interior das células encontramos outro exemplo dessa relação solvente-soluto: o citosol. Nesse caso, a água é o solvente - e os aminoácidos, proteínas e carboidratos, o soluto. Juntos, formam uma solução aquosa. O sangue é também, em parte, uma solução aquosa formada por água e uma gama enorme de solutos (glicose, íons de sais minerais, gases respiratórios, etc.). Quebra de proteínas e carboidratos A água também pode ser encontrada reservada em tecidos vivos. Em alguns vegetais superiores, que vivem em ambientes áridos, a água é armazenada nas folhas, raízes e caules para manutenção do metabolismo do vegetal. Em nosso organismo encontramos água armazenada em nossos músculos e ossos, sendo que ela é utilizada em atividades celulares como a quebra de proteínas e carboidratos. Nos animais, a tensão superficial que as moléculas de água formam sobre os alvéolos pulmonares e nas brânquias dos peixes permite que ocorram trocas gasosas e a consequente sobrevivência dos tecidos. Existem substâncias que, ao contrário das polares, não possuem cargas elétricas como a água. Essas substâncias são denominadas apolares. Gorduras e outras substâncias possuem essa propriedade, não desenvolvendo uma boa afinidade química com a água, sendo então denominadas hidrofóbicas (do grego, hydros = água; fobos = medo, aversão). Essas substâncias, quando em contato com água, formam misturas heterogêneas, como, por exemplo, o óleo de soja e a água. Hidrólises e síntese por desidratação Além das aplicações descritas até agora, a água é utilizada em reações químicas no interior das células de organismos vivos. Nas hidrólises, a molécula de água é quebrada e seus átomos de hidrogênio e oxigênio são adicionados a outras substâncias. As reações de digestão de proteínas que ocorrem em nosso tubo digestório são hidrólises sucessivas. Existem também reações de síntese por desidratação, nas quais as moléculas de água são formadas a partir da união de outras moléculas. Esse tipo de reação ocorre no citosol das células glandulares da parede interna do estômago, quando são formadas enzimas digestórias para a degradação dos alimentos ingeridos por nós. Como vimos, a água é um solvente universal, participa de reações químicas e atua na absorção de nutrientes, sendo, portanto, considerada uma substância multifuncional. Nossa atuação, enquanto seres vivos, é decisiva e fundamental no que diz respeito ao destino e ao uso da água. E, consequentemente, da vida no planeta Terra. *Rodrigo Luís Rahal é bacharel e licenciado em biologia, mestre em Biologia Celular e Estrutural pela UNICAMP e professor do curso de Ciências Biológicas do Centro Universitário São Camilo, em São Paulo.

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DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA

Dogma Central da Biologia Molecular Iniciando a saga de resumos de Biologia, temos a matéria de genética molecular, do Fadul, que inclui Duplicação (ou replicação) de DNA, Transcrição de RNA e Tradução de proteínas (juntando tudo temos o Dogma Central da Biologia Molecular). Duplicação: é o processo semiconservativo de produção de novas fitas de DNA através de uma dupla-fita molde (é semiconservativo pois metade das fitas novas de DNA formadas é constituído de fitas antigas). O processo pode ser descrito em fases (não precisa decorar as proteínas): Quebra das ligações de hidrogênio que mantêm a dupla-fita molde unida. A proteína Helicase é responsável por essa quebra. Marcação dos locais de início de leitura das fitas anti-paralelas. A proteína RNA primase coloca os PRIMERS (pedaços de RNA) nas extremidades 3'OH. Leitura e produção de fitas complementares (anti-paralelas) através das fitas moldes. A proteína DNA Polimerase III lê e adiciona aminoácidos de acordo com a fita molde (na direção 3' > 5'). Retirada dos Primers, que são trocados por pedaços de DNA pela enzima DNA Polimerase I. União dos fragmentos de Okasaki (pedaços DNA na fita 5' > 3', lida e complementada de maneira descontínua). A enzima responsável por ligar os fragmentos é a Ligase. Verificação e correção de possíveis erros no processo replicativo. A enzima DNA Polimerase II faz uma lida rápida atentando para possíveis imprecisões, corrigindo-as. Agora, a transcrição. Transcrição: de certa forma similar à replicação, a transcrição é um processo que se utiliza de uma fita molde (um pedaço) de DNA para a formação de uma fita simples de RNA. O processo ocorre no núcleo celular (ou no citoplasma dos procariotos) e pode ser descrito através das seguintes etapas: A enzima RNA Polimerase quebra a dupla-fita na altura para a transcrição, produzindo uma fita anti-paralela (ou seja, lê uma das fitas de DNA no sentido 3' > 5', produzindo a fita de RNA no sentido 5' > 3'). As bases nitrogenadas dos nucleotídeos do RNA são: adenina, uracila ("substitui" a timina), guanina e citosina (A com U, G com C). A fita formada (chamada transcrito primário), é marcada em sua extremidade inicial 5' por uma guanina modificada ("CAP") que comanda a adição de 100 a 200 bases adenina. A essa extremidade, que confere estabilidade à fita de RNA, damos o nome de Cauda Poli A. O transcrito primário passa por um processo de "purificação", digamos assim, no qual são retiradas as partes que não serão utilizadas na sintetização de proteínas: os íntrons (INúteis = ÍNtrons). Os íntrons são retirados por um complexo de proteínas e nucleotídeos chamado spliciossomo, que se liga às pontas dos íntrons, se unem e se destacam do transcrito. As partes úteis (os éxons) são mantidas, formando o transcrito maduro. O transcrito maduro passa para o citoplasma da célula, onde poderá participar do processo de síntese protéica. Observações: Como os procariotos não apresentam núcleo, não ocorre splicing - o RNA primário é utilizado na síntese de proteínas, sem ser "amadurecido" (isso também ocorre devido ao fato de o RNA dos procariotos ser quase 100% útil na tradução). O slicing pode ocorrer de maneira alternativa, ou seja, podem haver combinações diferentes entre os éxons formados, gerando transcritos maduros diversos - tal processo de splicing alternativo aumenta a variabilidade protéica. Agora que vimos como o RNA é transcrito e vai para o citoplasma, vejamos a sua função no citoplasma. O RNA pode formar os ribossomos (RNAr - ribossômico), pode formar o RNA transportador (RNAt - responsável pelo transporte de aminoácidos) e a própria fita que carrega as informações do DNA, o RNA mensageiro (RNAm). Todos esses elementos são fundamentais para o processo que veremos agora: a tradução de proteínas (detalhe: proteínas são formadas por aminoácidos - cadeias carbônicas compostas por um grupo Amina e um grupo Ácido Carboxílico). Tradução: é o processo de sintetização (formação) de proteínas através da fita de RNA mensageiro, que vem do núcleo depois de transcrito. As estruturas participantes do processo são: o RNA mensageiro, o RNA transportador e o ribossomo (formado por RNA ribossômico. O ribossomo é dividido em duas subunidades - maior (contém os sítios de ligação entre RNA mensageiro e RNA transportador) e menor (se liga ao RNA mensageiro, possibilitando sua leitura e a montagem do ribossomo como um todo). A tradução, então, ocorre na seguinte ordem:O RNA mensageiro vai para o citoplasma, aonde é ligado à subunidade menor do ribossomo. O RNA transportador se liga ao RNA mensageiro, iniciando o processo de tradução. A ligação é feita entre trios de nucleotídeos: as sequências de 3 nucleotídeos no RNA são chamadas de códons. Cada códon se liga a uma sequência específica de 3 outros nucleotídeos presentes no RNAt, que é chamada de anticódon. Como cada RNA transportador carrega um aminoácido específico, cada códon comanda a adição de um aminoácido específico. Observação: existe um códon - AUG, adiciona o aminoácido metionina - que determina o início da tradução; assim como existem códons chamados de STOP CODONs, que não adicionam aminoácido - eles determinam o final da tradução. Ao final da tradução, a metionina inicial geralmente é retirada. Nas ligações entre os aminoácidos, que formarão a proteína, o grupo Amina de um se liga ao grupo Ácido do outro, numa ligação chamada Peptídica. Cada ligação peptídica gera, como produto, uma molécula de água. OH do ácido e H da amina se unem - H2O. O exercício pode pedir número de ligações peptídicas, de moléculas de água formadas, de nucleotídeos, de códons, de aminoácidos adicionados... É só usar as seguintes relações: Nº de Códons = número de nucleotídeos do RNAm dividido por 3 Nº de Aminoácidos adicionados = número de códons - 1 (stop códon) Nº de ligações peptídicas = número de aminoácidos - 1 (assim como entre 5 dedos há 4 espaços, entre 5 aminoácidos há 4 ligações) Nº de moléculas de H2O formadas = número de ligações peptídicas Isso vale para cada proteína, ou seja, se ele disser que o mesmo RNAm gerou X proteínas, o número de nucleotídeos (e consequentemente o de códons) é constante; o restante é só multiplicar por X. O código genético Código genético é o conjunto de todos os códons que podem ser formados através das combinações entre os nucleotídeos U, A, C e G (64 códons no total), além de definir quais são os respectivos aminoácidos adicionados pelos códons formados. Diz-se que o código genético é universal pois qualquer ser vivo (algumas bactérias fazem a exceção) produz os mesmos aminoácidos a partir dos mesmos nucleotídeos. Além disso, ele é degenerado. (Eca, Fadul! Degene-quem??) Ele ser degenerado significa que existem aminoácidos que podem ser adicionados por mais de um tipo de códon (no total são apenas 20 tipos de aminoácidos para 64 códons - existem 3 stop códons, por exemplo). Cuidado! Existem aminoácidos definidos por diferentes códons, mas cada códon só define um tipo de aminoácido (é degenerado, mas não é ambíguo!). http://resumosgalois.blogspot.com/2009/05/dogma-central-da-biologia-molecular.html

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Desnutrição

Andrea Luiza Mendes Sales - XXXVIª turma de Medicina Junho de 2001 Conceitos Gerais A desnutrição infantil, apesar da redução mundial da sua prevalência, é atualmente o problema de saúde pública mais importante dos países em desenvolvimento. Mais de 50% das mortes de crianças menores de 5 anos, que ocorrem nestes países, é influenciada pela desnutrição em alguma de suas formas. A mortalidade das crianças desnutridas graves, tratadas em hospital, tem se mantido inalterada nas últimas cinco décadas. Na América Latina, sua incidência é bastante elevada: existe desnutrição de alguma intensidade em cerca de 65% das crianças menores de cinco anos. De acordo com o índice peso/altura, considera-se nutrida a criança que, independentemente da idade, apresenta peso condizente para sua altura e sexo. O conceito de desnutrição de acordo com o índice de baixo p/a aponta, portanto, apenas desnutrição aguda (crianças visivelmente magras). A desnutrição aguda está associada a fenômenos de curto prazo e reversíveis, indicando que a incidência de desnutrição por baixo peso/altura poderia, portanto, ser eliminada por programas nutricionais de emergência. Sendo assim, desnutrição pode ser entendida como o déficit de nutrientes no organismo. Segundo a OMS/FAO, o termo desnutrição energético-protéica define-se como uma gama de condições patológicas com deficiência simultânea de proteínas e calorias em variadas proporções, que acomete potencialmente crianças de baixa idade, comumente associadas com infecções. Classificação Quanto ao tipo de deficiência que origina a desnutrição, esta pode ser: 1. Específica: quando falta um nutriente bem determinado, caracterizando síndromes específicas. (Exemplo: anemia por deficiência de ferro; escorbuto por deficiência de vitamina C; etc...) 2. Global: quando faltam vários nutrientes, inespecificamente. Exemplo clássico constitui a desnutrição calórico-proteica. Quanto à etiopatogenia, pode ser: 1. Primária: quando há oferta inadequada de alimentos 2. Secundária: quando o aproveitamento inadequado dos alimentos ocorre por fatores independentes da oferta, a qual é feita de forma correta. Quanto à intensidade da DPC, podemos dividi-la em graus (Classificação de Gomez): 1º grau ou leve: déficit de peso de mais de 10% até 25% 2º grau ou moderada: déficit de peso de mais de 25% até 40% 3º grau ou grave: déficit de peso superior a 40%. A desnutrição grave pode ainda ser subdividida em tipos, de acordo com a diversidade de quadros clínicos: - Kwashiorkor – desnutrição proteica, que leva a edema e apresenta quadro de pobreza extrema - Marasmo – desnutrição seca, com depleção energética, mesmo com adequada oferta de nutrientes. - Formas intermediárias – apresentam características mistas das duas formas anteriores. Quando levamos em conta os parâmetros peso e altura em associação, de acordo com a idade, temos um perfil mais fiel do tempo de ocorrência do processo: E/I P/E >90% <90% >95% Eutrofia Desnutrição aguda (emagrecimento) <95% Desnutrição pregressa (parada de crecimento) Desnutrição Crônica Sendo E/I= estatura encontrada x 100 Estatura ideal P/E= peso encontrado x 100 Peso ideal para a estatura observada Esta classificação foi estudada por Waterlow em 1976, para tentar fundamentar mais os conceitos de desnutrição, procurando afastar as interferências constitucionais de cada indivíduo. Etiopatogenia e Fisiopatologia da Desnutrição Os fatores etiológicos mais importantes são o baixo nível sócio-ecnômico (pobreza-privação nutricional) e seus acompanhantes intrínsecos: más condições ambientais, que freqüentemente levam a infecções e hospitalização, e baixo nível educacional e cultural, que muitas vezes leva à negligência infantil. A desnutrição é manifestação de pobreza e decorre de três fatores : alimentar (déficit de nutrientes), infeccioso (diarréias e infecções respiratórias repetidas) e psicológico (falta de estimulação e de apoio afetivo). A baixa ingestão calórica condiciona uma correspondente diminuição da atividade física, sendo esta a primeira adaptação decorrente do processo de depleção. A segunda adaptação é a parada de crescimento (falta de ganho de peso e altura). A desnutrição energético-proteica (DEP) provoca uma série de respostas clínicas adaptativas. Somente mais tarde, pela persistência das condições adversas nos seus mais variados graus, a adaptação se transforma em má adaptação, pondo em evidência as manifestações clínicas decorrentes. Vários mecanismos fisiopatológicos são instalados, determinando adaptações metabólicas de variadas intensidades, desencadeados e mantidos por controles hormonais. O organismo passa a lançar mão de vários mecanismos para sobreviver: gliconeogênese, glicogenólise e lipólise, passando a ser consumidas gradativamente a musculatura esquelética (reservatório protéico) e a gordura corporal, às custas da manutenção da homeostase. Em resposta às baixas concentrações de glicose e aminoácidos, os níveis de insulina diminuem. Em contrapartida, ou por um stress infeccioso ou pela própria restrição calórico-proteica, a adrenal cortical passa a secretar quantidades aumentadas de cortisol, com conseqüente liberação de aminoácidos pelo consumo muscular, a fim de serem usados por órgãos nobres como fígado, pâncreas e intestino. Essa integridade visceral às custas desse consumo é característica do marasmo. Quando há insuficiência da adrenal e da utilização do músculo, ocorre quebra do mecanismo de adaptação, condicionando o kwashiorkor. Há elevação da secreção do hormônio de crescimento e de epinefrina, condicionando a lipólise, que libera ácidos graxos e corpos cetônicos como combustíveis para o metabolismo cerebral As anormalidades bioquímicas e manifestações clínicas começam a se intensificar e predominar no quadro clínico-laboratorial da desnutrição após a falência do processo adaptativo. Somente a partir deste estádio é que surgem as formas graves da desnutrição. O marasmo se origina das categorias moderadas da desnutrição (subnutrição) que continuaram sofrendo uma deficiência global de energia. Acomete crianças geralmente abaixo dos 12 meses. O kwashiorkor origina-se de formas leves e moderadas que sofreram deficiência de proteína com adequada ingestão de energia em qualquer idade. A forma seca pode se transformar na edematosa e vice-versa em certas condições: aumento de perdas protéicas fecais, ocorrência de doenças infecciosas. Alterações microscópicas Todas as vísceras se apresentam com déficit de peso quando comparadas com o peso dos mesmos órgãos em crianças não desnutridas da mesma idade. No pâncreas, há inicialmente atrofia das células acinosas e a seguir há degeneração hialina, os canalículos intra-lobulares se dilatam e se inicia esclerose periacinosa intra e perilobular. As ilhotas de Langerhans estão conservadas em número. Funcionalmente, há diminuição da amilase, lipase, tripsina e qimiotripsina. No fígado, pode-se observar esteatose, que consiste na infiltração gordurosa do fígado, que é tanto mais intensa quanto maior o grau de desnutrição, sendo mais freqüente e intensa no kwashiorkor do que no marasmo. Quando a desnutrição se corrige, a esteatose desaparece e as células passam a apresentar aspecto de depleção protéica temporariamente. Podem ser vistos também infiltrado celular linfocitário e fibrose. Há diminuição da síntese de sais biliares e de sua conjugação por causa dessas alterações. nt-size:10.0pt'>As glândulas salivares apresentam lesões de atrofia, mais intensas e freqüentes nas parótidas. Em estágios mais avançados, ocorre infiltrado celular, aumento do depósito de gordura e mesmo fibrose em torno dos ácinos atrofiados e freqüentemente dilatados. Há prejuízo da mastigação e deglutição. No intestino delgado, todas as camadas são atingidas por progressivo processo de atrofia e conseqüente redução das respectivas espessuras, com intensidade crescente no sentido duodeno-ileal. O relevo da mucosa intestinal desaparece por completo em algumas áreas. Há supercrescimento bacteriano levando à desconjugação de ácidos biliares, redução dos sais biliares conjugados, com prejuízo da digestão das gorduras e aumento dos ácidos biliares livres, que são lesivos à mucosa intestinal. Há redução das dissacaridases, particularmente da lactase. Na pele, a epiderme tem todas as suas camadas comprometidas. A camada córnea sofre hiperqueratose em zonas, permanecendo trechos da pele com aspecto normal; a hiperqueratose leva à posterior descamação. Os capilares mostram-se ingurgitados e cheios de leucócitos, podendo sofrer roturas e pequenas hemorragias. Na hipoderme, o tecido gorduroso em geral está ausente. No sistema imune, o componente mais comprometido é o celular. Os níveis de imunoglobulina estão normais ou aumentados, às custas de infecções repetidas. Os fatoes humorais responsáveis pela fagocitose estão diminuídos. A produção de IgA em lágrimas, secreção nasofaríngea e intestinal está diminuída. Quadro Clínico Uma vez instalada a desnutrição grave, podem ocorrer os diferentes tipos clínicos, cada um cursando com quadro clínico peculiar. Marasmo É DPC de 3º grau caracterizada por desaparecimento do tecido subcutâneo, ausência de lesões de pele, de cabelo e de esteatose hepática. O aspecto físico é de quem consumiu todas ou quase todas as suas reservas musculares e de gordura (emagrecimento “seco”). É uma criança com baixa atividade, pequena para a idade, com membros delgados, costelas proeminentes, pele solta e enrugada na região das nádegas. Comumente está irritada, com choro forte e contínuo, além do apetite variável, pois passa a apresentar anorexia e prostração. Ocorre em lactentes (1º ano) que receberam uma dieta inadequada e globalmente deficiente. As proteínas séricas (albumina), as enzimas hepáticas e os minerais são normais. Kwashiorkor É DPC de 3º grau caracterizada por edema clínico, lesões de pele e cabelo, esteatose hepática, hipoalbuminemia, tecido celular subcutâneo ainda presente, freqüentemente diarréia. O aspecto clínico inclui: - Apatia mental: a criança nunca sorri, choraminga, raramente responde a estímulos dolorosos ou prazerosos. - Posição preferencial: encolhido, coberto (frio) e na obscuridade (fotofobia) - Grande emagrecimento do tórax e segmentos proximais dos membros, com edema frio, mole, não doloroso à pressão nos seguimentos distais. - alterações de pele (lesões hipocrômicas alternadas com lesões hipercrômicas) dos membros inferiores, que podem ser secas e frias; tipo xerose – secas, ásperas e sem brilho -; lesões pelagrosas, com eritema, despigmentação das bordas e descamação; tipo queratose folicular; fissuras lineares e flexurais; acrocianose; escaras; piodermite secundária; púrpuras de mau prognóstico. - alterações de cabelos (finos, secos, quebradiços e facilmente destacáveis – alopécia). Pode aparecer o sinal da bandeira nas desnutrições muito prolongadas, quando o cabelo apresenta faixas de coloração escura e clara. - Alterações das unhas: finas, quebradiças, sem brilho e pequeno crescimento. - Mucosas: língua careca ou com hipertrofia de papilas, retração das gengivas, lábios rachados, sangrantes, lesões comissurais. - Olhos: alterações de conjuntiva, córnea com manchas, queratomalácia, úlceras, xeroftalmia, podendo levar à cegueira. - Ossos: osteoporose com linhas de parada de crescimento; idade óssea retardada. - Sistema Nervoso: retardo neuropsicomotor, atrofia cortical e/ou subcortical, timidez, retraimento, irritabilidade - Hepatomegalia pela esteatose hepática presente. - Área perineal sempre com dermatite e escoriações, devido à diarréia. - Déficit importante de estatura e massa muscular seriamente consumida, mas tecido subcutâneo e gorduroso conservados. - Baixas concentrações séricas de proteína e albumina. Kwashiorkor-Marasmático Apresenta as características clínicas dos 2 tipos de DPC. Há uma variada gama dessa forma intermediária, considerando o marasmo e o kwashiorkor como pólos extremos. Diagnóstico Para compor o diagnóstico de desnutrição, deve-se dispor dentro do raciocínio médico, dos seguintes componetes: 1) Anamnese: devem ser enfatizadas as condições sócio-econômicas do paciente, seus antecedentes alimentares, como é o apetite dessa criança e se há história de diarréia prolongada. 2) Exame Físico: devem ser analisados peso (principalmente para classificação da intensidade da desnutrição), estatura, circunferência do braço, alterações da pele, subcutâneo, cabelos, unhas, mucosas da boca, dentes, olhos, fígado. Pesquisar ainda sistema nervoso e psiquismo. 3) Alterações laboratoriais: apesar de não específicas, aparecem em graus mais avançados de desnutrição, sendo úteis o proteinograma, a eletroforese de proteínas, colesterol, glicemia, hemograma e urina tipo I. Baseados no conjunto desses dados, passa-se então a classificar o processo em leve, moderado ou grave, de acordo com o déficit de peso. Quando a desnutrição for de 3º grau, cabe ainda discriminá-la segundo seu quadro clínico mais carcterístico. Conduta terapêutica O tratamento da desnutrição pode ser feito em nível ambulatorial, quando esta ainda apresenta-se nas formas leves e moderadas. Deve ser orientada a terapêutica dietética correta, de acordo com a idade da criança, sendo incentivado o aleitamento materno exclusivo até os seis meses de idade (tentando supressão de mamadeira e a relactação sempre que possível), e desta idade em diante preconizar o uso de alimentos de bom valor, fácil acesso e baixo custo nutritivo (arroz, feijão, fubá); refeições em pequenos volumes e mais freqüentes; e adição de 5 a 8% de óleo (equivalente a uma colher de sobremesa/100g) à refeição láctea ou de sal. O acompanhamento seriado deve ser seguido à risca, para que se possa ter condições de avaliar se houve elevação satisfatória de peso, indicando retorno progressivo à curva pôndero-estatural. DPC Grave O tratamento deste grau de desnutrição se divide em três fases. A primeira é a fase de urgência e o seu objetivo é corrigir os distúrbios hidroeletrolíticos, acidobásicos e metabólicos (hipoglicemias), além de tratar as infecções associadas. Apresenta duração de três a cinco dias. A primeira preocupação é a avaliação clínica da intensidade da desidratação, uma vez que os sinais cutâneos da desnutrição podem mascarar os da desidratação: falta de gordura subcutânea para avaliar o turgor da pele, diminuição da atividade física, diurese presente, etc... sendo os únicos índices confiáveis a pressão arterial e a tensão da fontanela. Para reidratar e combater a hipovolemia, infundir soro glicosado a 5% e soro fisiológico em partes iguais ou ringer lactato a 2/3, em volume de 150 ml/kg, numa velocidade de 20ml/kg/hora, com duração de 6 a 8 horas. Para realizar a manutenção posterior, quando os sinais de choque desaparecerem, usa-se no marasmo: 100-120ml/kg/24 horas de volume 2,5-3,0mEq/kg/24 horas de sódio 3,0-5,0mEq/kg/24 horas de potássio No kwashiorkor: 80ml/kg/24 horas de volume 1,5mEq/kg/24 horas de sódio 3,0-5,0mEq/kg/24 horas de potássio 0,5-1,0mEq/kg/24 horas de magnésio Por fim, existe a fase de reposição, para suprir as perdas volume a volume: solução de soro glicosado a 5% e soro fisiológico em partes iguais. Em caso de diarréia grave (>70ml/kg/dia) dar soro fisiológico puro. Ainda na fase de urgência, deve-se controlar as infecções, que são muito freqüentes e sempre graves. O quadro clínico é atípico e empobrece o diagnóstico precoce. Exames bacteriológicos devem ser realizados sempre que possível. A antibioticoterapia deve ser escolhida criteriosamente, aplicada sempre em dose máxima e com duração controlada. Outro item importante a ser tratado nesta fase é a hipoglicemia, que caracteriza-se por palidez acinzentada e crises de apnéia, hipotermia e coma. A conduta é a infusão imediata de glicose EV hipertônica. A segunda fase consiste na dietoterapia e tem por objetivo diminuir as perdas diarréicas, adaptando-se uma dieta que seja tolerante às alterações intestinais presentes. Duração em torno de uma a duas semanas. O leite é o alimento ideal na dieta de recuperação do desnutrido, pois constitui-se uma proteína de alto valor biológico, boa digestibilidade, fácil ingestão, que apresenta também gordura e hidratos de carbono. O único problema é que a maioria das crianças com desnutrição grave e diarréia apresenta intolerância a lactose. Uma fórmula sem lactose e contendo outros hidratos de carbono é ideal neste caso. Em situações extremas de diarréia protraída, a má absorção de glicose pode ocorrer. Para suprir as necessidades calóricas, concomitantemente, deve ser instalada uma nutrição parenteral periférica. Uma dieta elementar deve ser estabelecida até que a via entérica esteja bem estabelecida. Na última fase, chamada de manutenção, deve-se fornecer dietas hipercalóricas para repor o peso da criança, promovendo adequado crescimento. Deve-se aumentar gradualmente a ingestão de energia até se alcançar 100-150cal/kg/dia. Após três semanas de tratamento, pode-se substituir o leite sem lactose pelo leite de vaca integral. Não se pode esquecer da complementação vitamínica. Uma dose única de 5000UI de vitamina A deve ser dada logo no início; também devem ser administradas vitaminas C e D; o ferro deve ser suplementado na dose de 4,5mg/kg/dia de ferro elementar, acrescentando ácido fólico 1mg/dia. Nas crianças edemaciadas é útil ainda a reposição de potássio via oral 4mEqs/kg, por 2 dias, reduzindo progressivamente nos dias seguintes. Tratamento de condições associadas Edema: geralmente não precisa cuidados especiais. Quando muito intenso, pondo a vida em risco, administrar albumina humana EV (1g/kg) e complementar com potássio. Anemia grave: papa de hemácias 10mg/kg Lesões de pele: banhos com permanganato de potássio a 1:20.000; pincelar com violeta de genciana a 2%, e em lesões extensas usar cremes com nistatina. Seqüelas da desnutrição grave Alguns autores acreditam que, em condições adequadas de recuperação nutricional, há reversibilidade total do déficit estatural. As más condições ambientais em que vivem os desnutridos primários, após a alta hospitalar, é que seriam o fator mais importante do retardo de crescimento, diminuindo a estatura final desses indivíduos. Outros afirmam, entretanto, que quando a estatura foi comprometida, não há normalização total da mesma, o que vai prejudicar especialmente as moças nas gestações e partos futuros. Quando há desnutrição intra-útero, há grande possibilidade de haver lesão grave e permanente do sistema nervoso central. As que ocorrem no período pós-natal podem ocasionar lesões permanentes de acordo com o grau da desnutrição, que são responsáveis pelo retardo de desenvolvimento neuropsicomotor. No entanto, este retardo pode ser reversível, quando a recuperação nutricional se faz em condições sócio-culturais favoráveis, com estimulação psicomotora da criança. Evolução A evolução da desnutrição está na dependência dos seguintes fatores: - Etiopatogenia: se primária, a correção da dieta bastará para que se obtenha a cura; se secundária, a evolução passa a depender da doença que a ocasionou, nem sempre de fácil controle. - Manifestações agregadas: dependem da doença primária que provocou a desnutrição, das complicações desta e principalmente das infecções intercorrentes e distúrbios hidroeletrolíticos, que agravam sobremaneira o prognóstico. - Tratamento: este deve permitir ao organismo reparar os danos já causados durante os diversos estádios patogênicos, além de ser devidamente prolongado para a recuperação. Nos casos de boa evolução, até o fim da 1ª semana, o edemaciado perde peso, para daí em diante começar a recuperação. Sob o ponto de vista psicopatológico, o desnutrido passa por 4 etapas: apatia intensa (1ª semana), receptividade passiva (2ª e 3ª semanas), receptividade ativa (3ª a 7ª semana) e recuperação franca (7ª a 12ª semana). A mortalidade global de desnutrição grave é cerca de 28 % sem predominância de sexo. São fatores indicativos de mau prognóstico: baixa idade, intensidade da desnutrição, hipoalbuminemia, leucopenia, hipotermia, púrpura e presença de distúrbio hidroeletrolítico e infecção agregados. Síndrome de Recuperação Nutricional Caracteriza-se pelo conjunto de modificações clínicas, bioquímicas e histológicas que ocorrem no decorrer de um tratamento bem sucedido do organismo desnutrido. Inicia-se mais ou menos após 20 a 40 dias do início do tratamento e regride cerca de 2 a 3 meses depois. O quadro clínico é variável e se desenvolve tanto nos portadores de marasmo (sendo mais tardia e menos intensa) quanto no kwashiorkor. Constitui-se por: - hepatomegalia: principalmente de lobo esquerdo, com palpação de fígado mole, de bordas lisas e geralmente indolor. Início na 3ª semana e pico máximo por volta da 5ª semana. - Distensão abdominal com rede venosa colateral: abdome globoso com paredes flácidas, não timpânico, semelhante ao batráquio quando a criança está em decúbito dorsal. A rede venosa é ascendente. ize:10.0pt;font-family:"Times New Roman"'>- Ascite: provavelmente por dificuldade circulatória portal, disproteinemia e fator antidiurético formado pelo fígado em sofrimento - Fácies de “lua cheia”: em casos mais intensos - Alteração de pele e fâneros: sudorese abundante, principalmente em segmento cefálico e que aumenta durante o sono; hipertricose, principalmente em fronte, região parotídea, dorso e membros inferiores, com pico em torno da 8ª semana; recuperação da coloração dos cabelos, dando ao conjunto aspecto de pêlo de rato (pontas mais claras que a parte proximal) - Teleangectasias em face - Alterações bioquímicas: hipergamaglobulinemia, eosinofilia e aumento da volemia - Alterações histológicas: esteatose hepática desaparece gradualmente, dando lugar ao quadro de depleção protéica – aumento do volume da célula e reduzido número de grânulos intracitoplasmáticos, dando a impressão de células insufladas. Curva de peso e manifestações clínicas principais da síndrome de recuperação nutriconal (segundo Ramos Galvan & cols. – Fonte: Marcondes)

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Os ácidos nucléicos são as substâncias responsáveis pela transmissão da herança biológica: as moléculas que regem a atividade da matéria viva, tanto no espaço (coordenando e dirigindo a química celular por meio da síntese de proteínas) como no tempo (transmitindo os caracteres biológicos de uma geração a outra, nos processos reprodutivos). Composição e natureza química. Já no segundo quartel do século XIX o cientista suíço Friedrich Miescher isolou uma substância procedente dos núcleos celulares, à qual chamou nucleína, que passou a ser chamada mais tarde de ácido nucléico, por seu forte grau de acidez. Mas só quando já ia avançado o século XX demonstrou-se que essa substância era na realidade o suporte da herança dos caracteres nos seres vivos. Em 1944, as experiências de Oswald Theodore Avery, Colin M. MacLeod e Maclyn McCarty determinaram que um dos ácidos nucléicos, o ADN ou ácido desoxirribonucléico podia transferir uma característica biológica de uma bactéria (no caso, um pneumococo) para outra, característica ausente antes da transmissão. Os ácidos nucléicos são moléculas longas e complexas, de elevados pesos moleculares, constituídos por cadeias de unidades denominadas mononucleotídeos. Estes se compõem de um carboidrato ou açúcar de cinco átomos de carbono (uma pentose), de estrutura cíclica pentagonal, ao qual se une por um de seus extremos uma molécula de ácido fosfórico e, por outro, uma base nitrogenada também de estrutura fechada, seja púrica (que tem dois anéis com vários átomos de nitrogênio unidos ao esqueleto carbonado), seja pirimidínica (que consta de um só anel hexagonal no qual se inserem átomos de nitrogênio, oxigênio e, em alguns casos, um radical metila, -CH3). Os componentes variáveis nos mononucleotídeos são as bases, das quais há cinco tipos possíveis -- duas púricas, a adenina e a guanina, e três pirimidínicas, a citosina, a uracila e a timina --, e nessa variabilidade reside o caráter "informativo" dos ácidos nucléicos e sua funcionalidade como moléculas codificadoras de informação biológica. O açúcar ou pentose pode ser de duas classes: em forma de ribose desoxigenada ou desoxirribose, que é a que constitui o esqueleto do ADN, ou, em sua variedade normal, conhecida simplesmente como ribose, própria do ARN. No primeiro caso, originam-se desoxirribonucleotídeos; no segundo, ribonucleotídeos. Os mononucleotídeos se unem entre si para compor, como já foi dito, longas cadeias de centenas ou milhares de unidades que se dispõem em forma de estruturas filamentosas helicoidais, de dupla hélice no caso de ADN e de hélice simples no ARN. A borda de cada hélice é integrada pelas pentoses, que se engancham umas nas outras através dos restos de ácido fosfórico, enquanto o contato entre uma hélice e outra se efetua pelo estabelecimento de enlaces por parte das bases nitrogenadas, obedecendo a determinadas leis bioquímicas. Cada enlace é, pois, o resultado da interação de um par de bases, cada uma das quais correspondente a uma das hélices. O acoplamento das bases não é arbitrário e atende a exigências espaciais, químicas e estruturais muito precisas. Sempre se emparelham uma base púrica e uma pirimidínica: a adenina sempre com a timina ou uracila, e a guanina com a citosina. Ácido desoxirribonucléico. O ADN, ácido desoxirribonucléico, é formado pela pentose desoxirribose, o ácido fosfórico e as bases citosina, timina, adenina e guanina. É a substância responsável pela herança biológica de todos os seres vivos, à exceção de muitos vírus, nos quais esse papel é representado pelo ARN. No período denominado interfase, imediatamente anterior à divisão celular, o ADN experimenta o processo de autoduplicação, ou seja: suas moléculas duplicam-se, de modo que mais tarde, ao formarem-se as duas hélices-filhas a partir de uma única célula-mãe, cada uma delas possa receber a totalidade do material genético. Na autoduplicação, a dupla hélice se abre e cada um dos dois filamentos que a compõem se separa e se sintetiza, graças à intervenção de diferentes enzimas, o filamento complementar. Ácido ribonucléico. O ARN é o ácido ribonucléico, constituído pela pentose ribose, o ácido fosfórico e as bases citosina, uracila (esta ausente do ADN), adenina e guanina. Compõe-se de uma só cadeia helicoidal e apresenta três classes, cada uma das quais cumpre uma função específica na célula: o chamado ARN mensageiro (ARNm), sintetizado pela ação de diversas enzimas a partir de um filamento de ADN que lhe serve de guia, no processo conhecido como transcrição; o ARN ribossômico, componente essencial, junto com as proteínas, dos orgânulos celulares chamados ribossomas; e o ARN de transferência, que translada os diversos aminoácidos (unidades estruturais das proteínas) até onde se está sintetizando uma molécula protéica, sob a direção de um ARNm, e os insere no ponto exato para obter a seqüência exata, no processo denominado tradução. Síntese de proteínas. A síntese de proteínas ou tradução é o processo em função do qual se formam as seqüências de aminoácidos que constituem as proteínas, a partir de uma seqüência correlativa expressa pelo ARN mensageiro, numa linguagem de bases nitrogenadas. Assim, de um fragmento de ADN dado, que contém a informação precisa para que se forme uma proteína concreta, obtém-se uma cópia, a qual é o ARNm que guiará diretamente o processo de tradução. Ao ARNm unem-se vários ribossomas que, ao se deslocarem, efetuarão um autêntico processo de "leitura química". Cada grupo de três bases do ARNm -- por exemplo GCC -- corresponde na linguagem nucleotídica a um aminoácido dado, neste caso a alanina. O ribossoma reconhece por meios químicos o caráter desse trio (designado em genética como códon) e um ARN de transferência leva até ele o aminoácido alanina. Vai-se formando assim, pouco a pouco, a seqüência que dará lugar à proteína. Cada aminoácido tem sua codificação correspondente, em geral de vários códones, também há trios que indicam o sinal de terminação. O código genético representa, pois, na escala molecular, uma autêntica linguagem, da qual a célula se serve para crescer e reproduzir-se, o que é possível graças aos ácidos nucléicos.

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Código genético e síntese de proteínas

Nos núcleos das células (e também nas mitocôndrias e nos cloroplastos) encontramos dois tipos de ácidos nucleicos: o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico). As moléculas de DNA e de RNA são constituídas da união de unidades menores, os nucleotídeos. Cada nucleotídeo é formado por um grupo fosfato, um açúcar (desoxirribose no DNA e ribose no RNA) e uma base nitrogenada. Existem cinco tipos diferentes de bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), guanina (G), citosina (C), e uracila (U). As quatro primeiras são encontradas no DNA. Já no RNA, a timina é substituída pela uracila. Enquanto os nucleotídeos do RNA se agrupam numa cadeia simples, a molécula de DNA apresenta duas cadeias emparelhadas e enroladas uma sobre a outra, formando uma estrutura conhecida como "dupla hélice". As cadeias do DNA emparelham-se através da ligação entre as bases nitrogenadas: adenina com timina e citosina com guanina (A - T; C - G), que são unidas por pontes de hidrogênio. Os cromossomos (estruturas presentes no núcleo das células dos seres vivos em geral e no citoplasma das bactérias) são constituídos por um longo filamento de DNA associado a certas proteínas chamadas histonas. Alguns trechos do DNA presente nos cromossomos dão início a processos de fabricação de proteínas com as mais diversas funções no organismo. Esses trechos de DNA são o que chamamos de genes. Existem três tipos de RNA: mensageiro (mRNA), ribossômico (rRNA) e transportador (tRNA). Todos eles também participam dos processos de síntese proteica, cada um apresentando diferentes funções. Síntese de proteínas O início da síntese de uma proteína se dá quando determinado trecho de DNA, um gene, tem suas duas cadeias separadas pela ação de uma enzima chamada polimerase do RNA. A polimerase do RNA orienta os nucleotídeos livres presentes no núcleo junto a uma dessas cadeias de DNA. Os nucleotídeos de RNA agrupam-se segundo um emparelhamento de bases nitrogenadas parecido com o das duas cadeias do DNA, com a diferença de que a adenina se emparelha com a uracila (A - U). Forma-se então uma nova molécula de RNA, chamada de mRNA, que se desprende da cadeia de DNA e migra para o citoplasma. Este processo é chamado de transcrição. A sequência de bases transcritas a partir do DNA carrega consigo a informação codificada para a construção de uma molécula de proteína. Essa codificação se dá na forma de trincas de bases nitrogenadas, chamadas códons. As proteínas são moléculas formadas por uma sequência de unidades menores chamadas aminoácidos. Os códons do RNA formado nesse processo determinam os aminoácidos que constituirão uma determinada molécula de proteína. Eles contêm, portanto, uma mensagem para a síntese proteica. A etapa seguinte da síntese proteica ocorre no citoplasma das células, onde o mRNA formado durante a transcrição acopla-se a organelas chamadas ribossomos, que são constituídas por rRNA associado a proteínas. É nos ribossomos que ocorre a síntese - e eles podem encontrar-se livres no citoplasma ou associados ao retículo endoplasmático rugoso. Entra em ação, então, o RNA transportador, que recebe esse nome em virtude de transportar com ele os aminoácidos (unidades constituintes das proteínas). No tRNA há uma trinca de bases nitrogenadas denominadas anticódon, por meio das quais ele se liga temporariamente ao mRNA no ribossomo, pelas bases complementares (códon). Os aminoácidos transportados em cada tRNA unem-se entre si por meio de uma ligação química conhecida por ligação peptídica. O ribossomo, que catalisa esse processo, desloca-se então sobre o mRNAe o primeiro tRNA se desliga do conjunto ribossomo-RNAm, sendo que os aminoácidos permanecem ligados. Em seguida, uma nova molécula de tRNA se une ao ribossomo, transportando mais um aminoácido que se junta aos outros dois. O processo continua até que todos os códons do mRNA tenham sido percorridos pelo ribossomo, recebendo os tRNA complementares e formando uma cadeia de aminoácidos, ou seja, uma molécula de proteína. Este processo é chamado de tradução. Todas as proteínas presentes nos mais diferentes seres vivos são compostas por combinações entre 20 aminoácidos. Chamamos de código genético a correspondência entre os códons e os aminoácidos. As quatro bases nitrogenadas do mRNA combinam-se, três a três, formando 64 códons que correspondem a apenas 20 aminoácidos. Dois ou mais códons podem codificar um mesmo aminoácido, por isso costuma-se dizer que o código genético é degenerado. Existem também alguns códons que não correspondem a aminoácido nenhum. Neste último caso, tratam-se de códons que determinam o término do processo de tradução.

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Lipídios

CONSIDERAÇÕES GERAIS
São substâncias caracterizadas pela baixa solubilidade em água e outros solvente polares e alta solubilidade em solventes apolares. São vulgarmente conhecidos como gorduras e suas propriedades físicas estão relacionadas com a natureza hidrófoba das suas estruturas, sendo todos sintetizados a partir da acetil-CoA.
Na verdade, todas a relevância do metabolismo lipídico advém desta característica hidrófoba das moléculas, que não é uma desvantagem biológica (mesmo o corpo possuindo cerca de 60% de água). Justamente por serem insolúveis, os Lipídios são fundamentais para estabelecer uma interface entre o meio intracelular e o extracelular, francamente hidrófilos.
Todos os seres vivos possuem a capacidade de sintetizar os Lipídios, existindo, entretanto, alguns Lipídios que são sintetizados unicamente pelos vegetais, como é o caso das vitaminas lipossolúveis e dos Ácidos Graxos essenciais.
CLASSIFICAÇÃO
Muitas classificações são propostas dependendo do ponto de vista, se químico ou biológico. Desta forma, encontra-se na literatura especializada, várias formas de organizar os Lipídios de acordo com a abordagem, o que pode complicar a compreensão do assunto. Entretanto, todas as classificações propostas baseiam-se em características comuns às diversas moléculas de Lipídios existentes na natureza, sendo apenas uma forma didática de agrupá-las. Assim sendo, vamos agrupar os Lipídios em dois grandes grupos para melhor entendê-los: aqueles que possuem Ácidos Graxos em sua composição e aqueles que não possuem.
Os Lipídios com Ácidos Graxos em sua composição são saponificáveis, pois reagem com bases formando sabões. São as biomoléculas mais energéticas, fornecendo acetil-coA para o ciclo de Krebs.
1) Acilgliceróis (glicerídeos): compostos por 1 a 3 moléculas de Ácidos Graxos estereficado ao glicerol, formando mono, di ou tri-acil-gliceróis (mono, di ou triglicerídeos.
2) Ceras: Ácidos Graxos de 16 a 30C e álcool mono-hidroxilíco de 18 a 30C.
3) FosfoLipídios: Ácidos Graxos + fosfato
4) EsfingoLipídios: ácido graxo + esfingosina
5) GlicoLipídios: ácido graxo + glicerol + açúcar
Os Lipídios que não contêm Ácidos Graxos não são saponificáveis. As vitaminas lipossolúveis e o colesterol são os principais representantes destes Lipídios que não energéticos porém desempenham funções fundamentais no metabolismo.
1) Terpenos: possuem unidades isoprenóides como unidades básicas. As vitaminas E e K são os representantes mais importantes, além de vários óleos aromáticos de vegetais.
2) Esteróides: o núcleo ciclo-pentano-per-hidro-fenantreno é a estrutura básica. O colesterol (e seus derivados) e a vitamina D são os mais importantes representantes deste grupo.
3) Carotenóides: um tipo de terpeno, geralmente álcool (Figura 5-4). A vitamina A é o representante mais importante deste tipo de lipídio.
4) Prostaglandinas, tromboxanas e leucotrienos: são eicosanóides derivados do ácido aracdônico.
FUNÇÕES
Os Lipídios possuem funções importantíssimas para o metabolismo celular tanto de eucariotas como procariotas, podendo-se relacionar como principais as seguintes .
Componentes das membranas celulares, juntamente com as proteínas (fosfoLipídios e colesterol);
Composto bioquímico mais calórico em animais e sementes oleaginosas sendo a principal forma de armazenamento (tri-acil-gliceróis) e geração de energia metabólica através da ß-oxidação de Ácidos Graxos;
Componentes de sistema de transporte de elétrons no interior da membrana mitocondrial (umbiquinona); Formam uma película protetora (isolante térmico) sobre a epiderme de muitos animais (tecido adiposo); Funções especializadas como hormônios e vitaminas lipossolúveis.

São vários os usos dos Lipídios, seja na alimentação (óleos de grãos, margarina, manteiga, maionese), seja como produtos manufaturados (sabões, resinas, cosméticos, lubrificantes). Várias pesquisas nacionais recentes, indicam os Lipídios como importantes combustíveis alternativos, como é o caso do óleo vegetal transestereficado que corresponde a uma mistura de Ácidos Graxos vegetais tratados com etanol e ácido sulfúrico que substitui o óleo diesel, não sendo preciso nenhuma modificação do motor, além de ser muito menos poluente e isento de enxofre.
Fonte: www.geocities.com

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Regulação da Glicemia

Regulação da Glicemia
Após a absorção dos carboidratos nos intestinos, a veia porta hepática fornece ao fígado uma quantidade enorme de glicose que vai ser liberada para o sangue e suprir as necessidades energéticas de todas as células do organismo.
As concentrações normais de glicose plasmática (glicemia) situam-se em torno de 70 - 110 mg/dl, sendo que situações de hipergicemia tornam o sangue concentrado alterando os mecanismos de troca da água do LIC com o LEC, além de ter efeitos degenerativos em nervos, rins, vasos etc.
Os hormônios pancreáticos insulina e glucagon possuem ação regulatória sobre a glicemia plasmática. Não são os únicos envolvidos no metabolismo dos carboidratos (os hormônios sexuais, epinefrina, glicocorticóides, tireoidianos, GH e outros também têm influenciam a glicemia), porém, sem dúvida, são os mais importantes.

A insulina é um polipeptídeo (PM = 5.700d) formado por duas cadeias de aminoácidos (a cadeia A com 21 e a cadeia B com 31), unidas entre si por duas pontes dissulfeto de cistina e uma ponte dissulfeto interna na cadeia. É produzida nas células beta das ilhotas de Langherans e é armazenada em vesículas do Aparelho e Golgi em uma forma inativa (pró-insulina). Quando a concentração de glicose sanguínea atinge níveis acima de 110 mg/dl, há um excesso do metabolismo oxidativo mitocondrial nas células beta o que determina a liberação de insulina para a circulação sanguínea a partir de um mecanismo ainda não esclarecido.
Esse excesso do metabolismo mitocondrial nas células beta é devido a pouca atividade das vias de desvio do metabolismo energético comuns nas demais células (síntese de glicogênio, lipídios e corpos cetônicos) o que acarreta uma grande produção de ATP mitocondrial, fato que desencadeia a liberação de insulina para o sangue.

As principais funções da insulina são:
Estimula a captação de glicose pelas células via GLUT4
Síntese e armazenamento de glicogênio hepático e muscular Síntese de proteínas
Síntese de ácidos graxos, triglicerídeos e colesterol
Como resultado dessas ações, há um consumo intenso de glicose e a queda gradual da glicemia (hipoglicemia) que estimula as células alfa-pancreáticas a liberar o glucagon, um polipeptídio formado por uma cadeia única de 29 aminoácidos (PM = 3.500d) sintetizado pelas células alfa das ilhotas pancreáticas.
Este hormônio possui ação antagônica à insulina, com três efeitos básicos:
Mobilização dos depósitos de aminoácidos e ácidos graxos
Glicogenólise
Neoglicogênse
Esses efeitos hiperglicemiantes possibilitam nova ação insulínica, o que deixa a glicemia de um indivíduo normal em torno dos níveis normais de 70 - 110 mg/dl .
SÍNTESE DO GLICOGÊNIO
Ocorre, principalmente no fígado e nos músculos, apesar de a maioria das células possuírem as enzimas necessárias para esta síntese. Os músculos, em razão de sua grande massa, apresentam cerca de 4 vezes mais glicogênio do que o fígado e não liberam glicose para o sangue, ao contrário do fígado. O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para as células quando há a diminuição da glicose sangüínea.
A síntese de glicogênio ocorre sempre em condições de excesso de glicose e corresponde a importante rota de desvio do metabolismo energético. Como toda reação anabólica, é extremamente endergônica e produz uma macromolécula solúvel que se deposita em grânulos solúveis no citoplasma. Esta propriedade do glicogênio torna o excesso de sua síntese um perigo para a célula, já que por ser solúvel e depositar-se no citoplasma, leva ao aumento da concentração do citoplasma, tornando-o muito "viscoso" e diminuindo a atividade enzimática celular, o que pode levar, inclusive, à morte celular. Por isso, é fundamental que a célula possua um mecanismo de regulação da síntese de glicogênio bem coordenado para impedir os efeitos nocivos de um acúmulo de glicogênio.
A síntese de glicogênio é estimulada pela insulina, o que permite a rápida retirada de glicose plasmática e seu depósito quase que imediato como glicogênio. É obvio que a glicose que penetra na célula terá que seguir outras vias metabólicas, além da síntese de glicogênio, uma vez que não possuímos um órgão especializado para esse armazenamento, como é o caso dos vegetais que armazenam o amido nas raízes e sementes.
Fonte: www.ucs.br

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Glicólise

A glicose é o principal substrato para as reações energéticas, sendo a glicólise o principal processo de utilização energética da glicose, presente em todos os seres vivos, desde a mais antiga e simples bactéria até o mais recente e complexo organismo multicelular. A glicólise, entretanto, é um processo essencialmente anaeróbico, com o metabolismo aeróbico produzindo quase vinte vezes mais energia para os processos metabólicos intracelulares. Desta forma, o ciclo de Krebs e a Cadeia respiratória correspondem à seqüência natural do metabolismo da glicose e dos demais compostos energéticos (ácidos graxos e aminoácidos).
A glicólise, também conhecida como via de Ebden-Meyerhof, é a primeira via metabólica da molécula de glicose e outras hexoses. Todos os seres vivos (a exceção dos vírus) realizam, invariavelmente, a glicólise seja em condições de aerobiose ou de anaerobiose, com as enzimas glicolíticas presentes no citoplasma.
Primariamente, a glicólise é um processo anaeróbio onde se observa a formação de um produto final estável (lactato) e em condições de aerobiose, o metabolismo da glicose prossegue com as demais vias produtoras de energia (ciclo de Krebs e cadeia respiratória) mas somente se a célula possuir mitocôndrias funcionais, uma vez que esses processos são todos intramitocondriais.
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A glicólise ocorre em uma seqüência enzimática de 11 reações, divididas em duas fases: a primeira fase vai até a formação de duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato caracteriza-se como uma fase de gasto energético de 2 ATPs nas duas fosforilações que ocorrem nesta fase; a segunda fase caracteriza-se pela produção energética de 4 ATPs em reações oxidativas enzimáticas independentes de oxigênio, utilizando o NADH como transportador de hidrogênios da reação de desidrogenação que ocorre. O rendimento energético líquido final do metabolismo anaeróbio da glicose, portanto é de somente 2ATPs.
Em condições de aerobiose, porém, o piruvato não é reduzido e sim oxidado nas mitocôndrias pelo complexo enzimático piruvato-desidrogenase (também chamado piruvato-descarboxilase) havendo a formação de acetil-CoA e a liberação de uma molécula de CO2 por cada piruvato oxidado. É formado, também, um NADH na reação de desidrogenação, indo para a cadeia respiratória, uma vez que já está dentro das mitocôndrias.
É importante observar que, sendo oxidado o piruvato, o NADH (produzido na glicólise) que seria utilizado para sua redução, é poupado o que possibilita que os elétrons por ele transportado, possam penetrar na mitocôndrias e convertidos em ATP, em última análise, na cadeia respiratória.
A primeira fase da glicólise é uma fase de gasto energético onde os produtos formados são mais energéticos que a glicose. A segunda fase, resgata a energia investida e libera parte da energia contida na molécula de glicose. As reações irreversíveis impedem a reversão do processo e a liberação de glicose para o meio extra-celular. A neoglicogênese precisará "diblar" essas reações irreversíveis para gerar glicose. As enzimas desta via metabólica permitirão justamente nessa reversibilidade.
Fonte: www.ucs.br

A GLICÓLISE E O CATABOLISMO DAS HEXOSES
O QUE É GLICÓLISE E SUAS FASES?
Na glicólise uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas para liberar duas moléculas de piruvato. Durante as reações seqüenciais da glicólise parte da energia livre liberada da glicose é conservada na forma de ATP. A glicólise foi a primeira via metabólica a ser elucidada e é provável que, atualmente, seja a melhor entendida. Desde a descoberta de Eduard Buchner (em 1897) da fermentação que ocorre em extratos de células rompidas de levedura até o reconhecimento claro por Fritz\ Lipmann e Herman Kalckar (em l941) do papel metabólico dos compostos de alta energia como o ATP, as reação da glicólise em extrato de levedura e de músculo foram o centro da pesquisa bioquímica. O desenvolvimento dos métodos de purificação de enzimas, a descoberta e o reconhecimento da importância de cofatores como o NAD e a descoberta do papel metabólico polivalente dos compostos fosforilados vieram, todos, de estudos sobre a glicólise. Atualmente, todas as enzimas da glicólise de muitos organismos já foram cuidadosamente purificadas, estudadas, e as estruturas tridimensionais de todas as enzimas glicolíticas são conhecidas a partir de estudos cristalográficos com raios-X.
A glicólise é uma via central quase universal do catabolismo da glicose. É a via através da qual, na maioria das células, ocorre o maior fluxo de carbono. Em certos tecidos e tipos celulares de mamíferos (eritrócitos, medula renal, cérebro e esperma, por exemplo), a glicose, através da glicólise, é a principal, ou mesmo a única, fonte de energia metabólica. Alguns tecidos vegetais que são modificados para o armazenamento de amido, como os tubérculos da batata e alguns vegetais adaptados para crescerem em áreas regularmente inundadas pela água, derivam a maior parte de sua energia da glicólise; muitos tipos de microrganismos anaeróbicos são inteiramente dependentes da glicólise.
Fermentação é um termo geral que denota a degradação anaeróbica da glicose ou de outros nutrientes orgânicos em vários produtos (característicos para os diferentes organismos) para obter energia na forma de ATP. A quebra anaeróbica da glicose é, provavelmente, o mais antigo mecanismo biológico para obtenção de energia a partir de moléculas orgânicas combustíveis, já que os organismos vivos apareceram primeiro em uma atmosfera destituída de oxigênio. No curso da evolução, esta seqüência de reações foi completamente conservada; as enzimas glicolíticas dos animais vertebrados são muito semelhantes na seqüência de aminoácidos e na estrutura tridimensional às enzimas homólogas na levedura e no espinafre. O processo da glicólise difere de uma espécie para outra apenas em detalhes da sua regulação e no destino metabólico subsequüente do piruvato formado. Os princípios termodinâmicos e os tipos de mecanismos reguladores na glicólise são encontrados em todas as vias do metabolismo celular.
A glicose tem seis átomos de carbono e sua divisão em duas moléculas de piruvato, cada uma com três átomos de carbono, ocorre em uma seqüência de 10 passos e os cinco primeiros deles constituem a fase preparatória. Nestas reações a glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C-6. A D-glicose-6-fosfato assim formada é convertida em D-frutose-6-fosfato, a qual é novamente fosforilada, desta vem em C-1, para liberar D-frutose-1,6-bifosfato. O ATP é o doador de fosfato nas duas fosforilações. Como todos os derivados dos açúcares que ocorrrem na via glicolítica são os isômeros D, omitiremos a designação D, exceto quando desejarmos enfatizar a estereoquímica.
A seguir a frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas moléculas com três carbonos, a diidroxiacetona fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato; este é o passo em que ocorre a "lysis" que dá o nome ao processo. A diidroxiacetona fosfato é isomerizada em uma Segunda molécula de gliceraldeído-3-fosfato, e com isso termina a primeira fase da glicólise. Note que duas moléculas de ATP precisam ser investidas para ativar, ou iniciar, a molécula de glicose para a sua quebra em duas partes com três carbonos; haverá, depois, um retorno positivo para este investimento. Resumindo: na fase preparatória da glicólise a energia do ATP é investida, aumentando o conteúdo de energia livre dos intermediários, e as cadeias carbônicas de todas as hexoses metabolizadas são convertidas em um produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato.
O ganho energético provém da fase de pagamento da glicólise. Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato. A liberação de energia ocorre quando as duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de piruvato. A maior parte dessa energia é conservada pela fosforilação acoplada de quatro moléculas de ADP para ATP. O produto líquido são duas moléculas de ATP por molécula de glicose empregada, uma vez que duas moléculas de ATP são investidas na fase preparatória da glicólise. A energia também é conservada na fase de pagamento na formação de duas moléculas de NADH por molécula de glicose.
Nas reações seqüenciais da glicólise três tipos de transformações químicas são particularmente notáveis: 1. Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato; 2. Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise; e 3. A transferência de átomos de hidrogênio ou elétrons para o NAD+, formando NADH. O destino do produto, o piruvato, depende do tipo de célula e das circunstâncias metabólicas.
2 -QUAIS SÃO OS PRINCIPAIS DESTINOS DA GLICOSE? E OS PROCESSOS OXIDATIVOS E NÃO OXIDATIVOS NA GLICOSE?
A glicose pode ser armazenada (como um polissacarídio ou como sacarose), pode ser oxidada a petoses, através da via das pentose fosfato (ou via do fosfogliconato), ou pode ser oxidada a compostos de três átomos de carbono (piruvato.
O piruvato, produto da glicólise, representa um ponto de junção importante no catabolismo dos carboidratos. Em condições aeróbicas o piruvato é oxidado a acetato, o qual entra no ciclo do ácido cítrico e é oxidado até CO2 e H2O. O NADH formado pela desidrogenação do gliceraldeído-3-fosfato é reoxidado a NAD+ pela passsagem do seu elétron ao O2 no processo da respiração mitocondrial. Entretanto, sob condições anaeróbicas (como em músculos esqueléticos muito ativos, em plantas submersas, ou nas bactérias do ácido láctico, por exemplo) o NADH gerado pela glicólise não pode ser reoxidado pelo O2. A incapacidade de regenerar o NADH em NAD+ deixaria a célula sem receptor de elétrons para a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato e as reações liberadoras de energia da glicose cessariam. O NAD+ precisa, portanto, ser regenerado através de outras reações.
As primeiras células a surgirem durante a evolução viviam em uma atmosfera quase desprovida de oxigênio e tiveram que desenvolver estratégias para desenvolver a glicólise sob condição anaeróbicas. A maioria dos organismos modernos retiveram a habilidade de regenerar continuamente o NAD+ durante a glicólise anaeróbica pela transferência dos elétrons do NADH para formar um produto final reduzido, como o são o lactato e o etanol.
3 -COMENTE SOBRE A FABRICAÇÃO DA CERVEJA.
A cerveja é fabricada através da fermentação alcoólica dos carboidratos presentes nos grãos de cereais, como a cevada, mas esses carboidratos, principalmente polissacarídios, não são atacados pelas enzimas da via glicolítica das células da levedura, as quais podem trabalhar apenas com monossacarídios e dissacarídios. A cevada precisa sofrer primeiro um processo chamado de maltagem. As sementes do cereal são deixadas germinar até formarem as enzimas apropriadas necessárias à hidrólise dos polissacarídios da parede celular das sementes, bem como do amido e outros polissacarídios da reserva alimentar. A germinação é, então detida por aquecimento controlado, o que impede a semente de continuar a crescer. O produto deste processo é o malte, o qual contém as enzimas a –amilase e maltase capazes de hidrolisar o amido até maltose, glicose e outros açúcares simples. O malte também contém enzimas específicas para as ligação ß da celulose e outros polissacarídios das paredes celulares das sementes da cevada, que precisam ser quebradas para permitir a ação da a -amilase sobre o amido contido no interior dos grãos.
No passo seguinte o cervejeiro prepara o mosto, o meio nutriente necessário à fermentação subseqüente a ser realizada pelas células da levedura. O malte é misturado com água e macerado. Isto permite que as enzimas formadas durante a preparação do malte exerçam sua atividade sobre os polissacarídios do cereal e produzam maltose, glicose e outros açúcares simples, que são solúveis no meio aquoso. O material celular restante é separado e o mosto líquido é fervido com lúpulo para aromatizá-lo. Então, o mosto é resfriado e aerado.
Agora as células da levedura são adicionadas. No mosto aeróbico a levedura se reproduza muito rapidamente, empregando a energia obtida pela metabolização de parte dos açúcares existentes no meio. Nesta fase não ocorre a formação de álcool, pois a levedura, tendo muito oxigênio à disposição, oxida o piruvato formado pela glicólise no ciclo do ácido cítrico até CO2 e H2O. Quando todo o oxigênio dissolvido existente no tanque de fermentação foi consumido, as células da levedura passam a utilizar anaerobicamente o açúcar existente no mosto. A partir deste ponto, a levedura fermenta esses açúcares em etanol e dióxido de carbono. O processo de fermentação é controlado, em parte, pela concentração de etanol que se forma, pelo pH do meio e pela quantidade de açúcar remanescente. Após a interrupção da fermentação, as células são removidas e a cerveja bruta está pronta para ser submetida ao processamento final.
Nos passos finais da fabricação da cerveja, é realizado o controle da espuma, ou "colarinho", o qual é provocado por proteínas dissolvidas. Normalmente esse controle é feito pelo emprego de enzimas proteolíticas que aprecem no preparo do malte. Caso elas atuem durante um tempo prolongado sobre as proteínas da cerveja, esta produzirá pouca espuma, e se este tempo de atuação for muito curto a cerveja ficará turva quando gelada. Algumas vezes, enzimas proteolíticas de outras fontes são adicionadas para controlar a espuma.
4 – EXPLIQUE COMO E ONDE OUTROS CARBOIDRATOS ENTRAM NA VIA GLICOLITICA PARA SOFRER A DEGRADACAO FORNECEDORA DE ENERGIA.
As unidades de glicose dos ramos externos da molécula do oxigênio e do amido entram na via glicolitica através da ação seqüencial de duas enzimas: a fosforilase do glicogenio (ou da sua similar nos vegetais, a fosforilase do amido) e a fosfoglicomutase. A fosforilase de glicogenio catalisa a reação em que uma ligação glicosidica reunindo dois residuos de glicose no glicogenio, sofre o ataque por fosfato inorgânico, removendo o resíduo terminal de glicose como a -d-glicose –1-fosfato. Esta reação de fosforólise, que ocorre durante a mobilização intracelular do glicogenio armazenado é diferente da hidrólise das ligações glicosídicas pela amilase que ocorre durante a degradação intestinal do amido ou do glicogenio. Na fosforólise, parte da energia da ligação glicosidica é preservada na formação do éster fosfórico, glicose-1-fosfato. O piridoxal fosfato é um cofator essencial da reação da fosforilase do glicogenio; o seu grupo fosfato age como um catalisador acido geral, promovendo o ataque pela pi da ligação glicosidica. A fosforilase do glicogenio age nas extremidades não redutoras das ramificações do glicogenio (ou da amilopectina), ate que seja atingido num ponto distante quatro resíduos de uma ramificação. A continuação de uma degradação pode ocorrer apenas depois da ação de enzima de desrramificação ou oligo (a 1® 6) para (a 1® 4) glicano transferase, que catalisa as duas reações sucessivas que removem as ramificações. A glicose-1-fosfato é convertida em glicose –6-fosfato pela fosfoglicomutase.
A d-frutose pode ser fosforilada pela hexoquinase, sendo esta uma via importante nos músculos e nos rins dos vertebrados. No fígado, entretanto, a frutose entra na glicólise por uma via diferente. A enzima hepática frutoquinase catalisa a fosforilação da frutose em c-1: a frutose-1-fosfato é então quebrada ao meio para formar gliceraldeído e diidroxicetona fosfato pela frutose-1-fosfato aldolase. A diidroxicetona fosfato é convertida em gliceraldeido-3-fosfato pela enzima glicolitica triose fosfato isomerase. Assim, os dois produtos da hidrólise da frutose entram na via glicolitica como gliceraldeido-3-fosfato.
A d-galactose é primeiro fosforilada pelo ATP em c-1 e através da enzima galactoquinase. A galactose-1-fosfat é convertida a glicose-1-fosfato por um conjunto de reações nas quais a uridina difosfato (UDP) funciona de forma semelhante a uma coenzima como transportadora de moléculas de hexoses.
Os dissacarideos não podem entrar diretamente na via gl;icolitica sem primeiro ser extracelularmente hidrolisados em monossacarideos. Assim formados, os monossacarideos são transportados para o interior das células que recobrem o intestino. À partir delas eles passam para a corrente sangüínea e são transportados ate o fígado. Aí eles são fosforilados e introduzidos na seqüência glicolitica como descrito.
5 – COMO É FEITA A REGULACAO DO METABOLISMO NO E NO FIGADO PELA FOSFORILASE DO GLICOGENIO ?
No músculo, a finalidade da glicolise é a produção de ATP, e a velocidade dela aumenta quando o músculo demanda mais ATP por contrair-se mais vigorosamente ou mais freqüentemente. Nos miócitos a mobilização do glicogenio armazenado para fornecer combustível para a glicolise é realizada pela fosforilase do glicogenio, que degrada glicogenio em glicose-1-fosfato. No músculo esquelético a fosforilase do glicogenio ocorre em duas formas: uma forma catabolicamente ativa, a fosforilase a , e uma forma quase sempre inativa, a fosforilase b, que predomina no músculo em repouso. A velocidade da quebra do glicogenio no músculo depende parcialmente do valor da relação entre fosforilase a e fosforilase b, que é ajustada pela ação de alguns hormônios como epinefrina. A epinefrina é um sinal para o músculo esquelético acionar o processo que leva produção de ATP, o qual é necessário para a contração muscular. A fosforilase do glicogenio é ativada para fornecer glicose-1-fosfato que será lançada na via glicolitica. Superposta ao controle hormonal esta a regulação alosterica, muito mais rápida, da fosforilase b do glicogenio pelo ATP e Amp. A fosforilase b é ativada pelo seu efetor alosterico AMP, o qual aumenta em concentração no músculo durante a quebra do ATP na contração. A estimulação da fosforilase b pelo AMP pode ser impedida por altas concentrações de ATP, que bloqueia o sitio de ligação do AMP, é, às vezes, referido como forma AMP independente, e a fosforilase b como a forma dependente do AMP. A fosforilase do glicogenio, no músculo esquelético é também controlada pelo cálcio, o sinalizador intracelular da contração muscular, que é u ativador alosterico da fosforilase b quinase. Quando um aumento transitório do Ca 2+ intracelular dispara a contração muscular, ele também acelera a conversão da fosforilase b para a fosforilase a, mais ativa.
No fígado serve para manter um nível constante de glicose no sangue, produzindo e exportando glicose quando outros tecidos precisam dela, e importando e armazenado glicose quando é fornecida em excesso pelo alimentos ingeridos na dieta. A fosforilase do glicogenio do fígado é semelhante à do músculo, entretanto, suas propriedades reguladoras são ligeiramente diferentes. O glicogenio hepático serve como reservatório e libera glicose no sangue quando a glicose sangüínea tem seus níveis abaixo do normal. A glicose-1-fosfato formada pela fosforilase do fígado é convertida em glicose-6-fosfato pela ação da fosfoglicomutase. Então, a glicose-6-fosfatase, uma enzima presente no fígado, porém não no músculo, remove o fosfato da hexose. Quando o nível de glicose esta baixo no sangue, a glicose livre produzida do glicogenio do figado é liberada na corrente sangüínea e transportada aos tecidos que a requerem como combustível. A fosforilase do glicogenio do fígado esta sobre controle hormonal, como o glucagon, que é produzido pelo pâncreas quando a glicose sangüínea tem sua concentração rebaixada para nível menores que o normal. Esse hormônio desencadeia uma serie de eventos que resulta na conversão da fosforilase b em fosforilase a , aumentando a velocidade de quebra de glicogenio e acelerando a velocidade de liberação da glicose no sangue. A fosforilase do glicogenio esta sujeita a regulação alosterica não pelo AMP, mas pela glicose. Quando a concentração de glicose no sangue aumenta, a glicose entra nos hepatócitos e liga-se ao sitio regulador da fosforilase a do glicogenio que leva a desfosforilação provocada pela fosforilase fosfatase. Desta maneira a fosforilase do glicogenio age como sensor do fígado, diminuindo a quebra do glicogênio sempre que o nível de glicose no sangue esta alto.
6 – EM QUAIS ASPECTOS A GLICOQUINASE DIFERE DAS ISOENZIMAS DAS HEXOQUINASES DO MÚSCULO ?
Primeiro, a concentração de glicose na qual a glicoquinase esta no meio saturada é muito maior que a concentração usual da glicose no sangue. Como a concentração de glicose no hepatocitos é mantida em valores próximos daqueles existentes no sangue, graças a um eficiente sistema de transporte de glicose, esta propriedade da glicoquinase permite a sua regulação direta pela nível de glicose sangüínea.
A glicoquinase não é inibida pelo seu produto de reação, a glicose-6-fosfato, mas por seu isomero, a frutose-6-fosfato, a qual esta sempre em equilíbrio com a glicose-6fosfato devido a ação da enzima fosfoglicose isomerase. A inibição parcial da glicoquinase pela frutose-6fosfato é mediada por uma proteína adicional, a proteína reguladora. Esta proteína reguladora também tem afinidade pela frutose-1-fosfato e compete com a frutose-6-fosfato, cancelando o seu efeito inibidor sobre a glicoquinase.
7 – QUAL O PAPEL REGULADOR DA PIRUVATO QUINASE NA GLICOLISE ?
Sempre que a célula tem uma alta concentração de ATP, ou sempre que haja amplas quantidades de combustíveis disponíveis para a liberação de energia através da respiração celular, a glicolise é inibida pelo rebaixamento da atividade da piruvato quinase. Quando a concentração de ATP cai, a afinidade da piruvato quinase por fosfoenolpiruvato aumenta, possibilitando a enzima catalisar a síntese do ATP, mesmo que a concentração de fosfoenolpiruvato seja relativamente baixa. O resultado é uma alta concentração de ATP no estado de equilibro estacionário.
8 – FALE SOBRE A REGULACAO ALOSTERICA DA FOSFOFRUTOQUINASE-1 .
A glicose-6-fosfato pode fluir tanto para a glicolise como para uma das vias oxidativas secundarias. A reação irreversível catalisada pela foafofrutoquinase-1 é o passo que compromete a célula com a metabolização da glicose através da glicolise. O ATP não é apenas o substrato para a fosfofrutoquinase-1, mas também o produto final da via glicolitica. Quando níveis altos de ATP sinalizam que a célula esta produzindo o ATP mais depressa do que consome, o ATP inibe a fosfofrutoquinase-1 ligando-se a um sitio alosterico e diminuindo a afinidade da enzima pelo seu outro substrato, a frutose-6-fosfato. Quando o consumo de ATP sobrepassa a sua produção o ADP e o AMP aumentam em concentração, e agem alostericamente para diminuir esta inibição pelo ATP. Esses efeitos combinam-se para produzir atividades maiores da enzima quando a frutose-6-fosfato, ADP ou AMP aumentam de concentração para baixar a atividade quando o ATP se acumula.
O citrato também age como um ragulador alosterico da fosfofrutoquinase-1. Concentrações altas de citrato aumentam o efeito inibidor do ATP, reduzindo ainda mais o fluxo da glicose através da glicolise. O regulador alosterico mais significativo da foafofrutoquinase-1 é a frutose-2,6-bifosfato que ativa fortemente a enzima. A concentração da frutose-2,6-bifosfato no fígado diminui em resposta ao hormônio glucagon, desacelerando a glicolise e estimulando a síntese de glicose pelo orago.
9 – COMO A GLICOSE E A GLICONEOGENESE SÃO REGULADAS DE FORMA COORDENADA ?
A gliconeogênese emprega a maior parte das mesmas enzimas que agem na glicólise, mas ela não é simplesmente o reverso desta via. Sete das reações glicolíticas são livremente reversíveis e as enzimas que catalisam cada uma destas reações também funcionam na gliconeogenese. Três reações da glicólise são tão exergonicas que são essencialmente irreversíveis : são aquelas catalisadas pela hexoquinase, fosfofrutoquinase-1 e piruvato quinase. A gliconeogenese emprega desvios ao redor de cada um desses passos irreversíveis.
Para prevenir o aparecimento de ciclos fúteis nos quais a glicose é simultaneamente degradada pela glicólise e ressintetizada pela gliconeogenese, as enzimas que são exclusivas para cada uma das vias são reguladas de maneira recíproca por efetores alostéricos comuns. A frutose-2,6-bifosfato, um ativador potente da PFK-1 do fígado e portanto da glicólise, também inibe a FBPase-1, e assim diminui a gliconeogenese. O glucagon, hormônio que sinaliza um baixo nível de açúcar , diminui o nível da frutose-2,6-bifosfato no fígado, baixando o consumo de glicose pela glicolise e estimulando a produção de glicose para exportação pela gliconeogenese.
10- O QUE SÃO AS VIAS SECUNDARIAS DA OXIDACAO DA GLICOSE E O QUE ELAS PRODUZEM ? EXPLIQUE COMO CADA PRODUTO É FORMADO.
São vias catabolicas que podem ser o destino da glicose e levam a produtos especializados necessários para a célula, que são pentoses fosfato, acido uronico e acido ascobico, constituindo parte do metabolismo secundário da glicose.
A via das pentoses fosfato, também chamada de via do fosfogliconato, produz NADPH e ribose-5-fosfato e gera pentoses indispensáveis, particulamente a D-ribose, empregada na biossintese de ácidos nucleicos. A Primeira reação da via das pentose fosfsto é a desidrogenação enzimatica da glicose-6-fosfato pela glicose-6-fosfato desidrogenase, para formar 6-fosfoglicono-d -lactona, um éster intramolecular, que é hidrolizado para a forma ácida livre 6-fosfogliconato por uma lactonase especifica. O NADP+ é o receptor de elétrons e o equilíbrio final está muito deslocado na direção de formação do NADPH. No passo seguinte, o 6-fosfogliconato sofre desidrogenação e descarboxilacao pela 6-fosfogliconato desidrogenase para formar a cetopentose D-ribulose-5-fosfato, uma reação que gera a segunda molécula de NADPH. A fosfopentose isomerase converte então a ribose-5-fosfato no seu isomero aldolase a D-ribose-5-fosfato. Em alguns tecidos , a via das pentoses fosfato termina neste ponto e a equação final pode ser escrita :
Glicose-6-fosfato + 2 NADP+ + H2O ______ ribose-5-fosfato + CO2 + 2 NADPH + 2 H+
O resultado liquido é a produção de NADPH para as reações de redução biossintetica e a produção de ribose-5-fosfato como precursora para a síntese de nucleotideos.
D- glicuronato, importante na detoxificacao e na excreção de compostos orgânicos estranhos, e acido ascorbico ou vitamina C são produzidos por vias secundarias da glicose.
Nesta via, a glicose-1-fosfato é primeiro convertida em UDP-glicose pela reação com UDP. A porção glicose da UDP-glicose é então desidrogenada para produzir UDP_glicuronato, um outro exemplo do uso de derivados do UDP como intermediário das transformações enzimatricas dos açucares.
O D-glicuronato é um intermediário na conversão da D-glicose em acido ascorbico. Ele é reduzido pelo NADPH no açúcar de seis átomos de carbono L-gulonato, o qual é convertido na sua lactona. A L-gulonolactona é desidrogenada pela flavoproteina gulonolactona oxidase para formar o acido ascorbico. O homem não é capaz de sintetizar o acido ascorbico, sendo necessário obte-lo através da dieta. Pessoas com vitamina C insuficiente produz uma doença chamada escorbuto.
Fonte: www.icb.ufmg.br

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Carboidratos engordam?

A questão que dá nome a esse artigo gera muita confusão. Muitos, temendo engordar, limitam o consumo de carbohidratos como feijão, arroz, batata, lentilhas, pão, doces e outros. Em primeiro lugar é preciso distingui-los. Há "maus" e os "bons". O nosso corpo converte todos os carbohidratos em glicose. A glicose é o combustível das nossas células para produzir o calor e a energia com que nos movemos! É indispensável classificá-los em função do açúcar que contêm e a forma como este açúcar é assimilado e convertido em glicose
A concentração de glicose na corrente sanguínea é mantida a níveis sensivelmente constantes de cerca de 4-5 mM. A glicose entra nas células por difusão facilitada. Este processo não permite a acumulação na célula de concentrações de glicose superiores às existentes no sangue, pelo qual a célula deve ter um processo para acumular glicose no seu interior. Isto é feito por modificação química da glicose pela enzima hexocinase:

A membrana celular é impermeável à glicose-6-fosfato, que pode por isso ser acumulada na célula. A glicose-6-fosfato será utilizada na síntese do glicogênio (uma forma de armazenamento de glicose), para produzir outros compostos de carbono na na via das pentoses fosfato, ou degradada para produzir energia (glicólise) Os carbohidratos simples são o açúcar branco, farinha branca, arroz branco e os alimentos feitos com estes, como o pão branco, massas. Esse grupo tem índice glicêmico alto, por isso há liberação muito rápida da glicose para o sangue.

Os carboidratos complexos são os que contêm fibras, como os cereais integrais, feijões, milho, arroz integral, pão integral, lentilhas, verduras, frutas. Esse grupo tem índice glicêmico baixo, portanto de liberação lenta da glicose. Formam o grupo dos alimentos saudáveis.
Os carboidratos simples digerem fácil e a sua glicose segue rápido para o sangue. Isso rompe o delicado equilíbrio do açúcar x oxigênio no sangue, exige abundante produção de insulina para restabelecer o equilíbrio. E a freqüente produção de insulina (insulinismo), gera gordura no corpo, sem contar as avarias nas glândulas com esse desequilíbrio cíclico.
Com os carbohidratos complexos acontece o contrário. As fibras contidas nestes alimentos retardam a liberação da glicose. Por isso, ao ingeri-los, reduzimos a elevação dos níveis de glicose no sangue e isso significa estabilizar os níveis de açúcar no sangue, prevenir obesidade, diabetes tipo 2, câncer no cólon, diverticulite, prisão de ventre e hemorróidas. Reduz também o colesterol "mau" e, ao mesmo tempo, faz baixar a pressão arterial daqueles que sofrem de pressão elevada!
São estas mesmas fibras que removem metais tóxicos do corpo. E essas toxinas são resultado da má digestão das proteínas animais, carbohidratos e gorduras ingeridos juntos! São toxinas geradas por alimentos consumidos às pressas, sem serem triturados por mastigação adequada, convertendo-os em gordura!
Fonte: www.ucs.br

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Os carboidratos são substâncias orgânicas também chamadas de hidratos de carbono. Estes nomes foram dados porque, na molécula da maior parte dos carboidratos, para cada carbono presente existem 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio, na mesma proporção existente na molécula de água. Daí o nome carbo (carbono) hidrato (hidros= água).
Os açúcares, como a glicose, a frutose e a sacarose são os carboidratos mais conhecidos. Mas também existem carboidratos de moléculas muito grandes (macromoléculas) como a celulose e o amido. Os alimentos ricos em carboidratos produzem a energia necessária para o funcionamento do organismo de quase todos os seres vivos. É com a energia obtida dos carboidratos que temos força para trabalhar, correr, andar e também brincar, etc. A energia dos carboidratos é importante para manter nossa temperatura estável. Por isso, os alimentos ricos em carboidratos são chamados alimentos combustíveis.

Você, provavelmente, já ouviu falar em "carboidratos" e "carboidratos complexos". Os carboidratos fornecem o combustível básico para seu corpo. Seu corpo precisa dos carboidratos como um motor de carro precisa da gasolina.
O carboidrato mais simples é a glicose. A glicose, também chamada de "açúcar do sangue" e "dextrose", flui na corrente sangüínea para estar disponível a cada célula de seu corpo. Suas células absorvem glicose e a convertem na energia utilizada pela célula.
Especificamente, um conjunto de reações químicas na glicose cria ATP (adenosina tri-fosfato), e uma ligação de fosfato nas energias de ATP cria a maioria da maquinaria em uma célula humana. Se você beber uma solução de água e glicose, esta passa diretamente do sistema digestivo para a corrente sangüínea.
O carboidrato possui este nome porque a glicose é formada de carbono e água.
A fórmula química da glicose é:
C6(H2O)6
Repare que a glicose é composta de seis átomos de carbono (carbo...) e de elementos de seis moléculas de água (...hidrato). A glicose é um açúcar simples, por isso, tem um gosto doce para nossa língua.
Há outros açúcares simples dos quais você já deve ter ouvido falar. A frutose é o principal açúcar das frutas. A frutose tem a mesma fórmula química da glicose (C6h62O6), mas a organização dos átomos é um pouco diferente.
O fígado converte a frutose em glicose. A sacarose, também conhecida como "açúcar branco" ou "açúcar de mesa", é constituída de uma molécula de glicose ligada a uma de frutose. A lactose (açúcar encontrado no leite) é produzida a partir de uma molécula de glicose ligada a uma de galactose.
A galactose, como a frutose, tem os mesmos componentes químicos que a glicose, mas a organização dos átomos é diferente. O fígado também converte a galactose em glicose. A maltose, o açúcar encontrado no malte, é produzido a partir da ligação de dois átomos de glicose.
A glicose, a frutose e a galactose são monossacarídeos e são os únicos carboidratos que podem ser absorvidos pela corrente sangüínea através da parte interna do intestino. A lactose, a sacarose e a maltose são dissacarídeos (eles contêm dois monossacarídeos) e são facilmente convertidos em suas bases monossacarídeas pelas enzimas no trato digestivo.
Monossacarídeos e dissacarídeos são chamados de carboidratos simples. Eles também são açúcares, têm sabor doce, são digeridos e entram na corrente sangüínea de forma muito rápida. Ao olhar o rótulo de "informações nutricionais" de uma embalagem de alimentos e vir "açúcares" abaixo da parte que fala de "Carboidratos", é desses açúcares simples que o rótulo está falando.
Também existem carboidratos complexos, normalmente conhecidos como "amidos". Um carboidrato complexo é composto de cadeias de moléculas de glicose. Amidos são a maneira que as plantas usam para armazenar energia - elas produzem glicose e formam cadeias com estas moléculas para formá-los.
A maioria dos grãos (trigo, milho, aveia, arroz) e alimentos como batatas e bananas são ricos em carboidratos complexos. Seu sistema digestivo quebra um carboidrato complexo em moléculas de glicose para que esta glicose possa entrar na sua corrente sangüínea. No entanto, leva muito mais tempo para quebrar o amido.
Se você beber uma lata de refrigerante cheia de açúcar, a glicose entrará na corrente sangüínea em uma taxa de 30 calorias por minuto. Um carboidrato complexo integral é digerido muito mais vagarosamente, o que faz com que a glicose entre na corrente sangüínea a uma taxa de apenas duas calorias por minuto.
Você pode ter ouvido falar que comer carboidratos complexos faz bem, mas que o açúcar não. Você pode até mesmo ter sentido isso no seu próprio corpo. A seguinte citação do Guia para a Nutrição das Crianças de Yale explica por que:
Se os carboidratos complexos integrais são quebrados em monossacarídeos nos intestinos, antes de serem absorvidos pela corrente sangüínea, porque eles são melhores do que o açúcar refinado ou outros di- ou mono-sacarídeos? Isso tem muito a ver com o processo de digestão e absorção.
Os açúcares simples requerem pouca digestão, e quando uma criança come um alimento doce (como uma barra de chocolate recheado ou uma lata de refrigerante) o nível de glicose do sangue se eleva rapidamente. Em resposta, o pâncreas produz uma grande quantidade de insulina para evitar que os níveis de glicose no sangue se elevem muito.
Esta grande resposta de insulina, por sua vez, tende a fazer o nível de açúcar do sangue cair depois de 3 a 5 horas depois da barra de chocolate ou da lata de refrigerante ser consumida. Esta tendência de queda do nível de glicose no sangue pode, então, levar ao surgimento da adrenalina, que por sua vez pode causar nervosismo ou irritabilidade.
O mesmo "efeito montanha russa" de níveis de glicose e hormônios não ocorre depois de comer carboidratos complexos integrais ou após ter uma refeição balanceada, porque os processos de digestão e absorção são muito lentos.
Pensando bem, isto é muito interessante porque mostra que os alimentos que você consome e o modo com que faz isto podem afetar seu humor e seu temperamento. Os alimentos afetam os níveis dos hormônios em sua circulação sanguínea por muito tempo.
Outra coisa interessante sobre esta citação é a menção da insulina. Acontece que a insulina é muito importante para o modo que o corpo usa a glicose que a alimentação fornece.
As funções da insulina são:
possibilitar que a glicose seja transportada pelas membranas das células;
converter a glicose em glicogênio para ser armazenado no fígado e músculos;
ajudar o excesso de glicose a ser convertido em gordura;
evitar a quebra de proteína para não faltar energia.

Os carboidratos são açúcares e participam da dieta de grande parte do mundo. Estão presentes em bolos, pães e biscoitos e é a partir da oxidação dessas biomoléculas que tem-se a principal via metabólica de obtenção de energia para a maioria das células não fotossintetizantes. Esta propriedade constitui uma das principais características dos carboidratos, pois estes ainda participam de estruturas como a parede celular de bactérias e de células vegetais, do glicocálix das células de organismos multicelulares, além de participarem da composição de líquidos lubrificantes nas articulações e no reconhecimento e da coesão célula-célula, dentre outras funções. Os hidratos de carbono (carboidratos) são, em sua maior parte, poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas cíclicos ou substâncias que quando hidrolisadas liberam esses compostos. Sua fórmula geral é (CH2O)n podendo apresentar em sua estrutura átomos de nitrogênio, enxofre ou fósforo. A classificação dos carboidratos é feita de acordo com o tamanho que estes assumem. São então classificados como monossacarídeos, oligossacarídeos ou polissacarídeos. Os carboidratos também podem ser encontrados em associação com outras biomoléculas, sejam elas proteínas ou lipídios, que, de uma forma geral, originam os chamados glicoconjugados.
Monossacarídeos
São os açúcares simples, como a D-gilcose (monossacarídeo mais abundante), ou a D-frutose, e que têm como propriedades físicas o fato de serem incolores, solúveis em meio aquoso, formarem sólidos cristalinos e possuírem sabor adocicado.

D-glicose (aldohexose)

D-frutose (cetohexose)
A estrutura de um monossacarídeo consiste em uma cadeia carbônica não-ramificada, apresentando ligações simples entre os carbonos. Um ou mais desses carbonos estão ligados a grupos hidroxilas, podendo haver carbonos assimétricos chamados de centros quirais. Esse tipo de carboidrato apresenta ainda um grupo carbonila, que define se é um aldeído ou uma cetona.
Carbonos Assimétricos
D-gliceraldeído
D-ribose
D-glicose
Os monossacarídeos mais simples são constituídos por três átomos de carbono, como é o caso do gliceraldeído e da diidroxicetona, porém as unidades monossacarídicas podem ter quatro, cinco, seis, sete átomos de carbono, recebendo nome de tetroses, pentoses e assim por diante. As tetroses e todos os outros monossacarídeos em solução aquosa ocorrem como estruturas cíclicas, onde o grupo carbonila reage com um grupo hidroxila da mesma molécula aumentando a complexidade desta e permitindo a formação de estereoisômeros a e ß, formando derivados chamados de hemicetais ou hemiacetais. Os anéis assim formados por seis elementos podem ser piranosídicos, quando há cinco ou mais carbonos na cadeia carbônica, ou furanosídicos, formados por cinco átomos no anel.

Os monossacarídeos podem ser considerados como agentes redutores por poder serem oxidados com íons férrico (Fe3+) ou cúprico (Cu2+).
Oligossacarídeos
São constituídos pela união de duas ou mais unidades monossacarídicas. Os dissacarídeos são os oligossacarídeos mais comuns. Constituem-se a partir da união de monossacarídeos ligados covalentemente por ligação O-glicosídica, que ocorre quando um grupo hidroxila de uma molécula reage com o carbono anomérico da outra. Há, assim, a formação de acetal a partir de um hemicetal e de um álcool (um grupo hidroxila da 2ª molécula de açúcar).
Formação da Ligação Glicosídica
a-D-glicose
ß-D-glicose
Maltose
Em azul e verde vê-se as extremidades hemicetais da a-Dglicose e da ß-D-glicose participando da ligação glicosídica acetal (em laranja) para a formação da maltose. Observe que depois da ligação glicosídica estabelecida ainda resta uma extremidade hemicetal livre, indicando que a maltose é um açúcar redutor. Já a sacarose (açúcar comum elaborado pelos vegetais), formada por glicose e frutose possui átomos de carbonos anoméricos de ambos os monossacarídeos envolvidos na ligação glicosídica. A sacarose é portanto um açúcar não-redutor. Vale lembrar que açúcares não redutores são também chamados de glicosídios e que ao participarem de uma ligação glicosídica, seus carbonos anoméricos não podem mais ser oxidado por íons férrico(Fe3+) ou cúprico(Cu2+), não podendo agir como agente redutor nem apresentar forma linear.
Sacarose, um açúcar não redutor
Há outro tipo de ligação glicosídica que reúne o átomo de carbono anomérico de um açúcar a um átomo de nitrogênio em uma glicoproteína. São as chamadas ligações N-glicosil, também encontradas em todos os nucleotídeos.
Polissacarídeos
São também chamados de glicanos e diferem entre si na identidade das unidades monossacarídicas que possuem e do tipo de ligação que fazem, no comprimento da cadeia de suas moléculas, e no grau de ramificação desta. De acordo com o tipo de unidades monossacarídicas, podem ser classificadas em: homopolissacarídeos ou heteropolissacarídeos. Os homopolissacarídeos são aqueles constituídos por apenas uma unidade monomérica e são formas de armazenamento de monossacarídeos que servirão de reserva energética, como o amido e o glicogênio, ou ainda como elementos estruturais, tal qual é o caso da celulose na parede bacteriana ou o da quitina, componente do exoesqueleto de artrópodes. O amido e o glicogênio são constituídos por unidades de D-glicose unidas por ligações a1?4, sendo o amido composto por amilose e amilopectina. O primeiro componente do amido é uma cadeia linear não-ramificada e o segundo apresenta pontos de ramificação, onde as ligações são do tipo a1?6. Já o glicogênio, assim como a amilopectina, apresenta-se bastante ramificado, porém mais do que esta última. Além disso, é encontrado nas células animais em forma de grãos ou grânulos mais compactados do que aqueles de amido nos vegetais. Vale lembrar que a conformação mais estável para ligações do tipo a1?4 é a helicoidal compactada e estabilizada por pontes de hidrogênio. A celulose e a quitina, diferentemente do amido e do glicogênio, apresentam ligações glicosídicas do tipo ß1?4 nas cadeias lineares, o que lhes confere estrutura tridimensional e propriedades físicas diferentes. A celulose apresenta-se como polímeros de ß-D-glicose, representado por uma série de anéis piranosídicos rígidos, mas onde a ligação C-O possui liberdade de rotação e cuja conformação mais estável é a de “cadeira’ rodada 180° em relação às unidades monossacarídicas vizinhas, o que lhe confere um rede estabilizadora de pontes de hidrogênio com intracadeias de grande resistência á tensão. A quitina difere da celulose basicamente por ser composta por unidade de N-acetilglicosamida e por ter um grupo amino acetilado em C2 ao invés de um grupo hidroxila, tal qual ocorre na celulose. Os heteropolissacarídeos estão representados pelos peptidoglicanos, componentes das paredes bacterianas, e pelos glicosaminoglicanos, presentes na matriz extracelular de animais superiores. Os peptidoglicanos são formados por unidades alternadas de N-acetilglicosamida e ácido N-acetilmurânico, ligados por ligações do tipo ß1?4. Em bactérias, as ligações cruzadas que estabelecem com proteínas fazem com que este polissacarídeo ligue-se fortemente a um revestimento da célula bacteriana conferindo à bactéria resistência e proteção contra a lise por osmose. O emprego de antibióticos como a penicilina inibem a formação das ligações cruzadas. Os glicosaminoglicanos, por sua vez, são polímeros lineares com unidades repetitivas de dissacarídeos, sendo um de seus monossacarídeos a N-acetilglicosamida ou a N-acetilgalactosamina. A outra unidade monomérica é o ácido urômico (ácido D-glicurônico ou L-irudônico), o qual confere carga negativa ao polímero. Assim, em solução aquosa, este assume uma conformação estendida. Os glicosaminoglicanos ligados á proteínas são chamados de proteoglicanos.
Glicoconjugados
Os glicoconjugados participam de estruturas como a membrana celular e a matriz extracelular, além de serem portadores de informações, podendo fornecer o endereçamento de proteínas, reconhecimento célula-célula e nada mais são do que associação de carboidratos, sejam eles oligossacarídeos ou polissacarídeos, com lipídios ou proteínas. As glicoproteínas são formadas pela associação de carboidratos com proteínas como o próprio nome sugere. A ligação com a proteína se dá pela ligação do carboidrato com a hidroxila do resíduo de serina ou treonina (O-ligados), por meio do carbono anomérico. A ligação glicosídica pode também ser do tipo N-ligada, quando a ligação se dá com o nitrogênio da função amida do resíduo de Asn. A associação do carboidrato à proteína pode alterar a solubilidade desta ou ainda intervir na seqüência de eventos que se processam no seu enovelamento (estrutura terciária), no caso de proteínas recém sintetizadas. Lipídios também podem se associar aos açúcares e passam a ser chamados de glicolipídeos ou lipopolissacarídeos. Os gangliosídios, por exemplo, são componentes das membranas celulares de eucariotos e podem determinar, no caso das hemácias, os tipos de grupos sangüíneos. Já os lipopolissacarídeos estão presentes nas membranas de bactérias gram-negativas, o que ajuda o sistema imune do organismo infectado a reconhecer a presença de algo que não lhe é próprio e combatê-lo.
Fonte: www.bioq.unb.br

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