Bioqumica gua sais minerais carboidratos e lipdeos Frente

Bioquímica: água, sais minerais, carboidratos e lipídeos Frente 1 - Atividade 6 Profª. Dra. Marília Bueno Santiago

Bioquímica ü Grande diversidade de seres vivos = maioria apresenta componentes químicos semelhantes. ü Ø § § Componentes químicos – 2 grandes grupos: Substâncias inorgânicas – geralmente não têm C em sua estrutura Água Sais minerais Ø § § § Substâncias orgânicas – têm C em sua composição Carboidratos Lipídeos Proteínas Vitaminas Ácidos nucléicos

Introdução ü Antigamente: § Substâncias orgânicas aquelas que só poderiam ser encontradas no interior dos seres vivos, sendo fabricada por eles. * § Substâncias inorgânicas aquelas encontradas tanto nos seres vivos quanto no ambiente. * ü 1928 – Químico Wöhler consegue sintetizar pela primeira vez uma molécula orgânica em laboratório (Ureia), a partir de um componente inorgânico (cianato de amônia) – tornou os conceitos inadequados para atualidade!*

Introdução ü Atualmente: § Substâncias orgânicas aquelas cuja estrutura molecular está fundamentada em uma cadeia de carbonos.

Água ü Componente mais abundante das células ü Atua como solvente = solvente universal ü Importante para a manutenção da vida ü Molécula formada por: § 2 átomos de hidrogênio § 1 átomo de oxigênio A água é capaz de dissolver substâncias no estado líquido, sólido e gasoso, sendo essa característica uma consequência de sua polaridade, que permite que suas moléculas hidratem íons e outras moléculas também polares.

Água - Propriedade químicas e físicas ü Funções importantes nos seres vivos § Dissolve várias substâncias químicas – possibilita transporte e distribuição dessas substâncias dentro e fora das células (meio intra e extra celular) § Quando uma substância se dissolve suas partículas – moléculas ou íons ficam mais afastadas formam uma solução § Água = solvente § Substância que a água dissolve é o soluto § Em solução aquosa partícula apresentam movimento aumenta sua possibilidade de interação com outras partículas por meio de choque entre elas

Água - Propriedade químicas e físicas § Reações químicas dependem da ocorrência de choques efetivos entre os reagentes § Por apresentarem maior mobilidade moléculas em solução têm energia cinética aumentada isso favorece a ocorrência de coque entre as partículas colabora para a realização de reações químicas § Água funciona como meio para essas reações § Metabolismo depende de reações químicas que se processam em meio aquoso

Água - Propriedade químicas e físicas § Reações dependem de enzimas que precisam estar em meio aquoso para catalisar as reações § Atua em várias reações químicas metabólicas fundamentais para a manutenção da vida – 2 tipos: • Desidratação síntese de moléculas orgânicas com a formação de uma molécula de água. • Hidrólise quebra de moléculas orgânicas com o consumo de uma molécula de água. § Atua no transporte de substâncias ao atuar como solvente carrega partículas dissolvidas

Água - Propriedade químicas e físicas § Ajuda a manter a temperatura corporal – regulação/controle térmica a água pode absorver muita energia térmica sem elevar consideravelmente sua temperatura § Vários seres vivos dissipam calor com a contribuição da água perdem vapor-d’água através da superfície corporal • Transpiração vegetal – folhas • Respiração pulmonar e suor – humanos § Atua como lubrificante – facilita o atrito entre tecidos e órgãos.

Água ü Taxa de água – quantidade e distribuição é variável nos diferentes tecidos e órgãos

Água ü Variação é diretamente proporcional a atividade metabólica quanto mais ativo o órgão ou tecido, maior a quantidade água. ü Quantidade de água varia de acordo com a idade: Ø Quanto mais velho menos água Ø Embrião humano – 3 meses ainda no útero = 94% de água Ø Quando nasce = 69% de água **Água é abundante também no ambiente!!

Água

Água ü Ø Ø Quantidade de água varia conforme as espécies Homens 63% Fungos 83% Água – vivas 98% Semente de vegetais 10% ü Mesmo com a variação entre espécies a quantidade de água característica de um ser vivo não pode variar muito. ü Ser humano a perda de 10% de água em 24 hrs MORTE **Desidratação é preocupante!!

Sais Minerais ü Importantes para a manutenção da vida ü Mesmo em quantidade mínima são essenciais para o metabolismo celular ü Apresentam função plástica e reguladora no organismo há minerais indispensáveis na atividade de algumas enzimas ü Podem ser encontrados nos seres vivos de 2 formas: § Insolúveis - molecular § Solúveis - iônica

Sais Minerais ü Íons dissolvidos na água interior das células, fluido intestinal e no plasma sanguíneo ü Há minerais que se encontram imobilizados – não dissolvidos, mas que fazem parte de estruturas como os ossos por exemplo cálcio e fosfato presentes nos ossos em forma de fosfato de cálcio

Sais Minerais § Insolúveis - molecular • Não se dissolvem na água • Participam da formação da molécula. • Ex: fosfato e carbonato de cálcio ossos dos vertebrados, corais, conchas – dureza e resistência.

Sais Minerais § Solúveis - iônica • Livres e dissolvidos na água forma iônica. • Apresenta boa capacidade de se dissolver em água • Importantes em vários eventos biológicos. • Íons com carga positiva = cátions • Íons com carga negativa = ânions

Sais Minerais ü Entender totalmente biologia celular e fisiologia ü A seguir apresentação dos minerais mais importantes

Sais Minerais Papel geral Ação na membrana plasmática Mineral Ação específica Sua concentração e movimentação por Sódio, potássio e meio da membrana são fundamentais para cloro vários processos, como impulso nervoso e contração muscular Cálcio e fósforo São componentes do fosfato de cálcio, abundantes nos ossos; contribuem para a rigidez dos ossos Fósforo Integrante do fosfato, que faz parte da membrana plasmática (fosfolipídeos) Cálcio e magnésio Componentes da lamela média – liga duas células - de células vegetais Contração muscular Cálcio Desencadeia a contração muscular Coagulação do sangue Cálcio Participa do processo de coagulação sanguínea Componentes de estruturas biológicas

Sais Minerais Papel geral Auxiliares na atividade de enzimas Metabolismo energético Componentes de macromoléculas Mineral Ação específica Chamados de cofatores enzimáticos, unem. Magnésio, zinco e se a certas enzimas, sendo indispensáveis manganês para sua atividade Fósforo É um integrante do ATP Magnésio Faz parte da molécula de clorofila, fundamental para a realização de fotossíntese Ferro Integrante dos citocromos, que atuam na cadeia respiratória (processo que faz parte da respiração celular) Ferro Integrante da molécula de hemoglobina, proteína presente nos glóbulos vermelhos Fósforo Componente do DNA e RNA

Carboidratos ü Moléculas orgânicas por átomos de C, H e O. ü § § Também conhecidos como: Glicídeos Glucídeos Sacarídeos Hidratos de carbono ü Grupo muito grande de substâncias químicas que incluem os açúcares (sacarose e glicose) e os polissacarídeos (celulose e amido) ü Relacionados ao metabolismo energético

Carboidratos ü Glicose Ø C 6 H 12 O 6 Ø Molécula tem uma cadeia principal constituída por 6 átomos de C, os quais se ligam a átomos de H, álcoois (- OH) e um aldeído ü A glicose e outros açúcares apresentam molécula com forma cíclica

Carboidratos

Carboidratos ü Glicose, frutose e galactose são açúcares que apresentam a mesma fórmula, mas têm diferentes arranjos de átomos – são isômeros entre si ü Isômeros são moléculas de substâncias orgânicas que apresentam a mesma fórmula molecular, mas possuem propriedades e características estruturais diferentes ü Uma molécula de glicose pode reagir com uma molécula de frutose gerando sacarose e água

Carboidratos

Carboidratos ü A reação de produção de sacarose é do tipo síntese por desidratação ü Sacarose constituída por 2 unidades – 2 açúcares dissacarídeo ü Glicose e frutose monossacarídeo ü Amido várias moléculas de glicose polissacarídeo

Carboidratos ü Divididos em 3 grandes grupos: Ø Monossacarídeos Ø Dissacarídeos Ø Polissacarídeos

Ø Monossacarídeos Carboidratos § Carboidratos mais simples § São classificados de acordo com o número de átomos de C § Representados pela fórmula geral Cn. Hn 2 On § Ingeridos e absorvidos sem sofrerem o processo de digestão passando para a corrente sanguínea Monossacarídeo Fórmula Trioses C 3 H 6 O 3 Tetroses C 4 H 8 O 4 Pentoses C 5 H 10 O 5 Hexoses C 6 H 12 O 6 Heptoses C 7 H 14 O 7

Carboidratos § Mais importantes: ü Pentoses ácido nucleicos – constituinte obrigatório da molécula de DNA e RNA Ø DNA desoxirribose – tem um átomo de O a menos - C 5 H 10 O 4 Ø RNA ribose - C 5 H 10 O 5 ü Hexoses metabolismo energético da célula

Carboidratos Monossa carídeo Pentose Hexose Papel Geral Integrantes dos ácidos nucléicos Fornecem energia para as atividades metabólicas Tipo Papel biológico Localização Ribose Constituinte obrigatório da molécula de RNA Componente do RNA Desoxirribose Constituinte obrigatório da molécula de DNA Componente do DNA Glicose Fabricada através da fotossíntese Sangue, uva e pelos vegetais. É a principal fonte mel de energia para o trabalho celular Frutose Mesma função da glicose – fornecer energia para o trabalho celular Frutas em geral Também fornece energia para o trabalho celular Componente da lactose – açúcar do leite Galactose

Carboidratos Ø Dissacarídeos § Açúcares formados pela combinação de 2 hexoses (glicose, frutose e galactose), por desidratação perda de molécula de água. § Relacionados com o metabolismo energético. § Fórmula C 12 H 22 O 11 § Quando ingerimos um dissacarídeo submetido a um processo de digestão reação química do tipo hidrólise envolve a participação de água e de uma enzima

Carboidratos

Carboidratos Onde é encontrado Enzima envolvida na hidrólise Produtos da hidrólise Função energética Vegetais: cana-de-açúcar e beterraba Sacarase Glicose + Frutose Maltose Função energética Produzida a partir da ingestão do amido Maltase Glicose + Glicose Lactose Função energética Leite Lactase Glicose + Galactose Dissacarídeo Papel biológico Sacarose

Carboidratos Ø Lact. Ose § Muitos humanos apresentam pouca ou nenhuma lact. Ase (enzima que degrada a lact. Ose) § Portanto não conseguem realizar a digestão desse dissacarídeo § Esses indivíduos podem consumir derivados de leite (iogurte, queijo) porque a obtenção desses produtos é feita a partir de um processo de fermentação que degrada a lactose forma ácido láctico que é absorvido no intestino

Carboidratos Ø Importante!! § Na formação dos carboidratos, a desidratação consiste na formação da água como produto de uma reação química. § Em outras situações: desidratação pode significar a perda de água de uma substância ou mistura (secagem, absorção, evaporação).

Carboidratos Ø Polissacarídeos § Têm em sua composição um grande número de moléculas de monossacarídeos § São macromoléculas alto peso molecular. § Macromoléculas ou polímeros constituídas por monômeros § Formada por ligações químicas de desidratação entre muitos monossacarídeos em sequência § São insolúveis em água (mono e dissacarídeos são solúveis em água)

Carboidratos Ø Polissacarídeos § Solubilidade em água é fundamental para o transporte de carboidratos por meio da seiva nos vegetais ou do sangue nos animais § Papel: reserva energética ou estrutural em animais e vegetais.

Carboidratos Polissacarídeos Constituintes Papel biológico + Localização Amido ü Encontrado em tecidos de reserva de Muitas moléculas vegetais: arroz, batata, mandioca, milho e de glicose banana ü Utilizado como reserva energética de vegetais Glicogênio ü Encontrado citoplasma de fungos e de células Muitas moléculas animais (fígado e músculo). de glicose ü Utilizado como reserva energética de fungos e animais. Celulose ü Faz parte da parede celular dos vegetais e de Muitas moléculas muitas algas. de glicose ü Proteção de células e sustentação mecânica de vegetais - Função estrutural. Quitina Nü Faz parte do exoesqueleto dos artrópodes e acetilglucosamina parede celular de fungos. (monossacarídeos ü Função estrutural – proteção e sustentação que contém N) mecânica.

Carboidratos Ø Amido § Polissacarídeo com função de reserva energética vegetal § Rico em alguns alimentos batata, arroz, mandioca, milho e banana § No humano é digerido pela enzima amilase salivar – saliva, e pela amilase pancreática - componente do suco pancreático § A hidrólise do amido gera várias moléculas de maltose é hidrolisada e gera 2 moléculas de glicose

Carboidratos Ø Glicogênio § Reserva energética presente em fungos e animais § No humano há reservas no citoplasma de células do fígado e dos músculos § Após refeição rica em carboidratos § Sangue recebe grande quantidade de glicose § Uma parte entra nas células do fígado convertida em glicogênio § Período entre duas refeições fígado pode degradar moléculas de glicogênio gerando glicose para o organismo

Carboidratos Ø Glicogênio § As moléculas de glicose caem na corrente sanguínea e com isso o sangue tem uma concentração de glicose aqueda durante todo o dia § O controle do nível de glicose sanguínea é um complexo mecanismo homeostático regulado por hormônios – insulina e glucagon

Carboidratos

Carboidratos Ø Celulose § Polissacarídeo componente da parede celular de células vegetais e de muitas algas § Contribui para a proteção das célula e sustentação do esquelética do vegetal § Ser humano não é capaz de digerir celulose não tem a enzima celul. Ase § Alguns microrganismos (bactérias e protozoários ciliados) são capazes de digerir pois tem a enzima celul. Ase § Bois, cavalos e cupins tem esse microrganismo no estômago ou intestino sendo assim capazes também de digerir a celulose

Carboidratos Ø Celulose § Á celulose é um importante componente da dieta humana abundante em verduras, bagaço de frutas, cascas de furtas e grãos § Apesar não ser digerida ajuda a aumentar a motilidade do intestino e retém água o que torna mais fácil a eliminação das fezes § A presença da celulose no alimento diminui a absorção de gorduras no intestino § Pessoas que ingerem regularmente alimentos ricos em fibras de celulose diminuem os riscos a saúde reduz níveis de lipídeos no sangue e problemas de hemorroidas e câncer do reto

Carboidratos Ø Quitina § Constituído por monossacarídeos que contêm nitrogênio na molécula § É componente do exoesqueleto de artrópodes e é integrante da parede celular de fungos § Os fungos compartilham 2 polissacarídeos com os animais glicogênio e quitina

Carboidratos Ø Diferença entre polissacarídeos ramificações apresentadas entre as ligações de glicose. Ø Polissacarídeos com menor número de monômeros oligassacarídeos.

Lipídeos ü Constituem um grupo bastante diversificado em termos químicos ü Variedade relacionada com a função – atuam desde componentes de membranas, isolantes térmicos e reservas energéticas ü Eles próprios ou seus derivados podem ter funções de vitaminas e hormônios ü Moléculas orgânicas – com longas cadeias carbônicas ü Baixa solubilidade em água

Lipídeos ü Solúvel em solventes orgânicos (benzina, éter, álcool etílico) ü Classificados de diversas maneiras considerando o aspecto químico ou biológico. ü Excesso de gorduras pode levar a obesidade ou a doenças cardiovasculares ü Principais lipídeos constituído por grandes moléculas orgânicas – ácidos graxos – ligados as moléculas menores álcoois orgânicos. ü Dividido em 2 grupos: lipídeos simples e lipídeos complexos

Lipídeos ü Lipídeos Simples § Constituídos apenas por átomos de C, H e O. § Podem ser de 3 tipos: o Glicerídeos o Cerídeos o Esterídeos

Lipídeos o Glicerídeos • Também chamado de Triglicérides. • Conhecidos popularmente como óleos e gorduras • Resultam de uma reação de síntese por desidratação • Formados por 3 ácidos graxos ligados a uma molécula de glicerol (álcool de 3 C) por desidratação formam 3 moléculas de água

Lipídeos o Glicerídeos • Glicerol tem 3 C na molécula cada qual ligada a um grupo álcool (-OH) glicerol é triálcool • Ácidos graxos são ácidos carboxílicos de cadeia longa, tendo o grupo carboxila em uma extremidade da molécula

o Glicerídeos Lipídeos • São importantes reservas energéticas de animais e vegetais • Temperatura ambiente – 20°C Sólido – gorduras. Líquido – óleo. • Os óleos, normalmente, são líquidos e encontrados em vegetais, em frutos (azeitona) e sementes, óleo de milho, de soja, de amendoim, óleo de mamona (lubrificante de motor) • As gorduras, geralmente, são sólidas e encontradas em animais tecido subcutâneo

o Glicerídeos Lipídeos • Quando oxidados liberam muita energia. • Gordura sob a pele de animais isolamento térmico – MUITO IMPORTANTE!! • Além de função de reserva, funcionam como isolante térmico e amortecedores de impacto • Em animais marinhos contribuem para a flutuabilidade também (focas, pinguins e baleias)

Lipídeos o Cerídeos • Também podem ser chamados de cera. • Formados pela reação entre um ou mais ácidos graxos ligados a um álcool de cadeia mais longa que o glicerol, portanto NÃO é o glicerol! • EXTREMAMENTE Insolúveis em água são usados como impermeabilizantes (folhas e frutos – evitar a desidratação excessiva). • Impermeabilizam também o exoesqueleto dos insetos • Animais cera das abelhas usadas na construção das colméias.

Lipídeos o Cerídeos Cutícula feita de cera

Lipídeos o Esterídeos • Também chamados de esteroides. • Moléculas BEM diferentes dos demais lipídeos • Estrutura básica de 4 anéis interligados. • Podem apresentar diversas funções orgânicas • Desempenham papéis importantes no organismo (desde vitaminas até hormônios)

Lipídeos o Esterídeos • sua função como lipídeos se deve ao fato, principalmente, à sua característica lipossolúvel • Mais conhecido Colesterol ü Presente nas membranas celulares das células animais – não é encontrado nas vegetais (óleo de soja e milho não tem colesterol) ü Empregado no metabolismo celular para a síntese de hormônios esteroides (testosterona e estrógeno) ü Conhecido também por sua associação com doenças cardiovasculares

Lipídeos o Esterídeos

Lipídeos o Esterídeos

Lipídeos

Lipídeos ü Lipídeos Complexos § Apresentam outros átomos além do C, H e O na sua formação. § Principais fosfolipídeos – apresentam fósforo na sua constituição e fazem parte da estrutura da membrana plasmática das células em geral.

Lipídeos o Fosfolipídeos • Componentes da membrana plasmática das células • Membrana tem natureza lipoproteica (lipídeos = proteínas) portanto lipídeos são fosfolipídeos • Fazem parte das membranas que envolvem organelas (mitocôndrias, RE, cloroplasto. . ) • Sua molécula apresenta “uma cabeça e duas pernas”!! • Cabeça fosfato • Perna ácidos graxos

Lipídeos

Gorduras e Nutrição ü Gorduras famas de vilãs!! ü Importante conhecer os diferentes tipos presentes na nossa alimentação: Ø Gorduras insaturadas Ø Gorduras trans Ø Gorduras saturadas

Gorduras e Nutrição Ø Gorduras insaturadas: § Normalmente líquidas em temperatura ambiente. § Ajuda a controlar a concentração de lipoproteínas no sangue eleva a nível de lipoproteínas de alta densidade (HDL – colesterol bom). § Reduz o nível de lipoproteínas de baixa densidade (LDL – colesterol ruim). § Ajuda a evitar o acúmulo de placas de gorduras nas paredes do vasos sanguíneos – previne PA alta, infarto, AVC.

Gorduras e Nutrição § O consumo das gorduras insaturadas é considerado um hábito saudável. § Ex: abacate, óleo de canola, azeite de oliva, peixes, frutos do mar, grãos. . .

Gorduras e Nutrição Ø Gorduras trans: § Moléculas insaturadas modificadas. § Presentes em grande parte dos alimentos industrializados – bolacha, margarina, sorvete. . . § Consumo deve ser moderado.

Gorduras e Nutrição Ø Gorduras saturadas: § Sólidas em temperatura ambiente. § Aumentam a chance de acumular placas de gordura nas veias e artérias. § Consumo moderado. § Ex: óleo de coco e derivados, banha de porco, bacon, derivados de leite, carnes gordurosas. . .