Arquivo | janeiro 2012

Carboidratos

Carboidratos são famosos por serem os vilões, junto com os lipídeos, de todas as dietas e também de alguns diabéticos uma das principais fontes de energia para o nosso organismo.

Carboidratos

Carboidratos

Quais outras funções eles possuem?

Além de ser uma fonte de energia imediata, a classe dos carboidratos também é a responsável por ser uma das formas em que o corpo armazena energia, por exemplo os polissacarídeos glicogênio (em animais) e amido (planta). Possuem papel estrutural também como a celulose e a quitina.

Para a medicina, além de ser  importante entender o metabolismo do glicogênio, é fundamental reconhecer a importância que os carboidratos presentes na membrana plasmática possuem no reconhecimento molecular entre as células.

Como os carboidratos são classificados?

Podemos classificar os carboidratos em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.

Monossacarídeos

Os monossacarídeos são os açúcares mais simples e não podem ser quebrados no organismo em compostos menores. Eles ainda podem ser subclassificados em aldoses (se sua fórmula estrutural tiver um aldeído) ou cetoses (se tiver uma cetona). De acordo com o número de carbonos desse açúcar, podemos também classificarmos como triose, tetrose, pentose, hexose, etc. Uma observação importante a ser feita é que aldoses com com mais de 3 carbonos ou cetoses com mais de 4, são necessariamente moléculas com carbonos quirais. Por causa do carbono quiral, é possível que haja isômeros levogiros e dextrogiros, mas na natureza predomina – se o tipo D. O tipo de isomeria óptica nos monossacarídeos é importante para saber a posição da hidroxila. Monossacarídeos do tipo D possuem a hidroxila posicionada no centro quiral ao lado direito mais distante do grupo carbonila, o do tipo L é do lado esquerdo. Veja:

Enantiômeros da Glicose

Enantiômeros da Glicose

Perceba na imagem que o carbono 1 é onde está a carbonila. A hidroxila do carbono quiral mais longe (que é o 5) no caso L fica a esquerda, no caso D fica a direita. Simples assim! Ou não…

Dois exemplos importantíssimos de monossacarídeos são a glicose e a frutose. A glicose é uma hexose do tipo aldose, enquanto a frutose é uma hexose do tipo cetose.

Monossacarídeos Cíclicos

Os monossacarídeos cíclicos possuem como característica principal o fato de terem um carbono anomérico. Carbono anomérico é o carbono que fará a ligação glicosídica. A presença desse carbono é o que determina se o monossacarídeo é redutor ou não (se ele tiver, é redutor, se não tiver, dai não é).

No carbono anomérico do tipo D quando a hidroxila está para cima temos um carbono do tipo beta, e quando ela está para baixo, é do tipo alfa. Já no tipo L, é o inverso.

A glicose, que é uma aldose, quando cicliza forma um hemiacetal cíclico, já a frutose, que é uma cetose, forma um hemicetal cíclico. A forma cíclica da glicose é o que chamamos de piranose, da frutose é a furanose.

Piranose e Furanose

Piranose e Furanose

Para explicar melhor: os anéis da figura são chamados de furano e pirano. Quando eles estão presentes em açucares falamos que eles são furanoses e piranoses.

Um furano ou pirano pode ser formado pela reação de uma cetona ou aldeído com um álcool, formando um hemicetal ou hemiacetal, respectivamente. Quando essa reação ocorre internamente em um carboidrato, ai formam – se esses anéis: furano ou pirano.

A ligação de um hemiacetal forma um novo centro quiral. A hidroxila desse carbono pode estar projetada pra cima (beta anômero) ou pra baixo (alfa anômero).

Carbono Anomérico

Carbono Anomérico

Um monossacarídeo cíclico é condenado a ter para sempre o carbono anomérico alfa ou beta?

Não, diferentemente dos seres humanos, os carbonos anoméricos podem ter preferência de ser alfa ou beta sem preconceito.

É possível que o carbono alfa se transforme em beta e vice – versa. Para isso, a é preciso que a molécula se linearize na forma aberta, esse processo de conversão é chamado de mutarrotação. A quantidade de anômeros alfa e beta flutua até que seja atingido um equilíbrio.

Que mais tem importante sobre o carbono anomérico?

Bom, o açúcar que possuir esse carbono será um redutor, certo? Então, quem tiver esse carbono anomérico livre será capaz de reduzir agentes oxidantes! Essa é uma das possíveis formas de se detectar, por exemplo, a quantidade de glicose no sangue de um paciente. Basta ver a quantidade de agentes oxidantes que são reduzidos pela glicose presente na amostra de sangue coletada.

Oligossacarídeos

A hidroxila de um carbono anomérico de um monossacarídeo liga – se a um carboidrato de um monossacarídeo e formam – se assim dissacarídeos. Depois de algumas outras ligações, teremos os chamados oligossacarídeos.

A nova ligação formada por esses dois carbonos é chamada de glicosídica! Os números dos carbonos que formaram a ligação é importante, pois assim podemos nomear a ligação como, por exemplo, se o carbono anomérico for o 1 o carbono que ele se ligar for o 4, podemos dizer que é uma ligação glicosídica 1 – 4.

E não pára por ai!

Ao observar o desenho da ligação, podemos reparar se a ligação estiver no mesmo plano que os anéis, então é uma ligação beta. Se tiver em planos diferentes então é alfa.

A sacarose é um dos principais exemplos de oligossacarídeo. Ela é a união de uma molécula de glicose com outra de frutose. Ela não é um açúcar redutor, então não possui carbono anomérico.

Por que um médico tem que saber tudo isso???????

Porque o médico é o ser mais inteligentemente inteligente da terra.

Todos esses detalhes talvez não sejam importantes para os profissionais de saúde definitivamente não são. Mas, sem eles, é impossível entender como se dá a formação do glicogênio e sua quebra, essas informações fornecem uma base para essa outra parte da matéria. E ter uma noção desses processos é importante para o médico sim! Quem disse que ia ser fácil, né?

Polissacarídeos

Os polissacarídeos são açúcares de estoque, reconhecimento e estrutura.

  • Glicogênio e Amido: estoque;
  • Membrana Celular: reconhecimento celular;
  • Celulose e quitina: estrutural;

Podemos classificar os polissacarídeos em homopolissacarídeos (quando formado por um só monômero de açúcar) e heteropolissacarídeos (quando formado por mais de um tipo de monômero de açúcar).

Glicogênio

É um homopolissacarídeo de reserva animal encontrado nos músculos e no fígado. Possui ramificações (sua cadeia glicolítica não é linear) formada por ligações alfa (1,6) a cada 8 a 12 resíduos de glicose.

Curiosidade: Tanto a celulose quanto o glicogênio são homopolissacarídeos formados por moléculas de glicose. Então, o que os fazem tão diferentes?

O glicogênio possui ligações alfa (1,4) e a celulose ligações beta (1,4)!

A ligação beta faz com que a estrutura do polissacarídeo seja planar e isso permite que sejam formadas uma porrada muitas pontes de hidrogênio, e isso garante que várias cadeias interajam – se entre si. Por isso que a celulose é uma molécula que tem como característica ser difícil de ser quebrada. Não é à toa que só alguns seres vivos são capazes de metaboliza – las, certo?

E pra provar que o glicogênio existe e não é só algo inventado para complicar a vida dos estudantes, uma foto dele:

Glicogênio

Glicogênio

Membrana plasmática: Glicoproteínas

As proteínas encontradas na membrana plasmática podem ser glicosiladas, ou seja, adicionadas um carboidrato de forma covalente. A parte com o carboidrato é voltada ao lado externo da membrana e sua principal utilidade é de reconhecimento celular.

Um exemplo importante de carboidratos na membrana plasmática é a determinação do grupo sanguíneo. As glicoproteínas O – ligadas podem ser encontradas nas hemácias. Quem é do grupo sanguíneo A tem um tipo tipo de glicoproteína diferente de quem é do grupo sanguíneo B. Quem é do AB tem ambos os tipos de glicoproteínas, e do grupo 0 não há a glicoproteína do grupo A nem do grupo B. (Sim, originalmente diz – se grupo 0 referindo – se à ausência dessa proteína. Com o tempo, esse 0 virou O, mas ambas pronúncias estão corretas). Essa glicoproteína configura – se como um antígeno dentro do corpo, isto é, uma molécula que dispara uma reação de proteção no sistema imunológico.

E ai encontramos uma das coisas mais bonitas da Medicina. Como uma simples molécula, nem possível de ser visualizada por nós, pode até tirar a vida de alguém, quando uma transfusão de sangue é feita de forma incorreta? Nosso corpo é uma máquina cheia de defesas capaz de detectar e defender desde ataques moleculares até mesmo de traumas maiores. Incrível.

Medicina, você é linda.

Medicina, eu te amo.

Medicina, eu te amo.

Reação de Amadori

Concentrações muiiiito altas de glicose pode fazer com ocorra glicosilação não enzimática de proteínas: essa é a reação de Amadori.

Agora, imagina um diabético mellitus com sua respectiva hiperglicemia. A concentração de glicose no seu sangue é alta o suficiente para que ocorra essa glicosilação na hemoglobina! Essa nova hemoglobina formada é facilmente medida, e é através dela que os diabéticos podem monitorar a concentração de glicose sanguínea.

Referências
Nelson, D.; Cox, M.; (2010) Lehninger Princípios de Bioquímica. 5ed. SARVIER.

Introdução à Parasitologia

A parasitologia é um ramo das Ciências Biológicas que analisa os parasitas, seus hospedeiros e a respectiva relação entre eles. Ela já é estudada há muito tempo. Há registros no antigo Egito de que possivelmente um dos faraós tenha até morrido de malária! Sem contar as inúmeras múmias encontradas que fossilizaram indivíduos com casos típicos de leishmaniose tegumentar.

Por que um médico tem que estudar isso?

A ciência da Parasitologia como forma integral, apenas um médico nerd curioso ou voltado à essa área tem que saber tudo. Isso porque, a Parasitologia é um campo muito complexo que vai além da saúde humana. É sabido que existem muiiiiiiiiiiitos mais parasitas relevantes para a saúde animal do que para a nossa. No entanto, embora o número seja menor, não quer dizer que eles não existam e prejudiquem a nossa saúde.

O médico precisa entender da parasitologia médica porque só ela pode dar os conhecimentos fundamentais para a montagem do diagnóstico. É ela também que vai explicar os sintomas e sinais que o doente vai apresentar, auxiliando no processo da terapêutica. Pra concluir, sem ela é impossível que o médico saiba sua profilaxia, e a prevenção todos sabem que é a melhor solução essencial para uma boa medicina. Resumindo: estudar parasitologia é importante no diagnóstico, tratamento e prevenção.

Então, é só estudar o parasita e o hospedeiros e acabou? Desse jeito, vou ser um bom médico?

Não, porque saber um pouco de História e Geografia também é importante na compreensão dessa ciência.

Por exemplo, o platelminto Schistosoma mansoni, causador da esquistossomose, é originário da África. Ele veio parar no Brasil na época da escravidão com a vinda dos negros pra cá. Como a escravidão foi predominante no litoral, então a incidência até hoje dessa doença é maior nessa região e nos locais em que a presença do escravo foi significante. Tudo isso porque no Brasil, o parasita encontrou um clima semelhante ao africano e com condições hidrográficas (presença de lagoas) favoráveis à sua sobrevivência. Um médico sabendo disso, pode mais rapidamente suspeitar de um caso de esquistossomose quando trabalhando no nordeste, do que trabalhando no sul. É ÓBVIO que com as correntes migratórias, o turismo nas regiões endêmicas e tudo mais contribuem para que essa realidade não seja exata e estática. Nada impede de ocorrer um surto de esquistossomose em um lugar que nunca teve escravidão, mas será um fato isolado.

Para começar o estudo de parasitologia (parasito = parasita, logia = estudo) temos que começar pelo óbvio: o que é um parasita?

O parasita (patógeno ou agente etiológico, tanto faz) é qualquer coisa no universo  qualquer ser que possua uma relação de parasitismo (sééério?????) com determinado hospedeiro de uma espécie diferente da sua. Pode ser uma bactéria, fungo, planta, protozoário, artrópode, e até mesmo o vírus (ele não é considerado um ser vivo, mas é um parasita celular obrigatório). Eles necessitam de um outro ser para sobreviver e desenvolver suas atividades metabólicas e se reproduzir, e necessariamente causa um prejuízo para o ser que é parasitado. Se esse prejuízo não existir, daí não se trata de parasitismo, mas de um comensalismo, outra relação ecológica. E se o hospedeiro se beneficiar, podemos até mesmo falar de mutualismo.

São vários os casos de mutualismo que existem no corpo humano. As bactérias intestinais são o exemplo número 1 disso. Compondo a famosa flora intestinal, elas próprias se beneficiam e também o hospedeiro, quando auxiliam na digestão dos alimentos e competem com outras bactérias que poderiam causar algum tipo de patologia. (Vale lembrar que quem se beneficia disso, além das bactérias e do hospedeiro, é o fabricante do Yakult).

Hospedeiro, hospedeiro, hospedeiro… O que é isso?

Como qualquer outro ser vivo, o parasita possui um ambiente específico para sobreviver. Não dá pro ser humano viver dentro de um vulcão, como uma ameba no Congresso Brasileiro, oh wait, isso é possível… no meio do oceano. Esse ambiente é o que chamamos de hospedeiro.

Existem dois tipos de hospedeiro: definitivo e intermediário. No definitivo, é onde o parasita vai se reproduzir de forma sexuada, e no intermediário onde a reprodução é assexuada.

Podemos também classificar um outro tipo de hospedeiro: o acidental. Quando algum ser vivo, sem querer querendo acidentalmente, entra no meio do ciclo de vida do parasita e oferece – se como um bom hospedeiro para esse parasita, ele pode sofrer os efeitos de uma patologia. O exemplo clássico é a cisticercose, quando o ser humano ingere o ovo da Taenia solium, sendo que no ciclo quem faz esse papel é o porquinho.

Não pegue o papel dele!! Lave bem os alimentos!

Todas as pessoas que possuem um mesmo tipo de parasitismo vai ter um quadro igual de desenvolvimento da patologia?

Não. Nenhum quadro clínico vai ser igual ao outro, por mais que sejam pessoas da mesma classe social, etnia, nacionalidade, gênero, idade, GÊMEOS UNIVITELINOS ! Cada ser humano possui sua individualidade e isso deve ser sempre levado em conta no processo terapêutico.

Mas, quando analisamos um grupo de doentes pode – se perceber que, alguns possuem sintomas e sinais mais agravantes do que outros. Isso porque pra cada indivíduo a relação de parasitismo representa uma dependência metabólica variada. Ou seja, dependendo da quantidade de parasitas e das condições fisiológicas do indivíduo, ele pode ser mais ou menos afetado pelo patógeno.

Para exemplificar: o protozoário Trichomonas vaginalis é o causador da tricomoníase. Essa patologia acomete tanto homens quanto mulheres, porém é normal que o homem não apresente sintomas, e quando isso acontece, geralmente são leves. Já pra mulher, não. Quando ela está infectada os sintomas são explícitos e fedidos. Pode – se perceber então que, nesse caso, o gênero conta como um requisito para as diferentes formas de manifestação dessa relação de parasitismo.

Como que os parasitas afetam o hospedeiro?

O parasita “perfeito” seria aquele que não afetaria seu hospedeiro, por um motivo óbvio: se o hospedeiro morrer, o parasita morre junto. Só que não é isso que acontece, para o parasita ser considerado um parasita, ele TEM que prejudicar o hospedeiro. As ações dos parasitas sobre os hospedeiros podem ser:

  • Espoliativa: o parasita usufrui dos recursos do hospedeiro como sangue e nutrientes. Caso comum é a lombriga o Ascaris lumbricoides:

Lombriga Dando um Rolê pelo Intestino

  • Tóxica: o metabolismo do parasita produz substâncias que são tóxicas ao hospedeiro. Como por exemplo o tétano. A bactéria Clostridium tetani produz a neurotoxina tetanopasmina, que pode levar o ser humano à morte.

    Clostridium tetani

  • Irritativa: o local em que o parasita infecta causa algum tipo de irritação ao hospedeiro. O popularmente conhecido verme Oxiúro é irritantemente típico exemplo disso.

Ação irritante do Oxiúro

  • Mecânica: o parasita causa algum trauma, danifica ou lesiona células e tecidos do hospedeiro. O ancylostoma é um verme que possui um tipo de gancho nas extremidades, daí ele se prende nas vilosidades do duodeno e “suga” todos os nutrientes que precisa.

Ancylostoma: Verme com Ganchos na Extremidade

  • Enzimática: o parasita produz enzimas que aceleram a degradação (catalisa) a região em que está infectando. Algumas bactérias são capazes de produzir essas proteínas.

Modalidades de Parasitismo

Número de Hospedeiros Monoxeno: Há apenas um hospedeiro no ciclo de vida do parasita. Heteroxeno: Há mais de um hospedeiro no ciclo de vida do parasita.
Tempo de Permanência O parasita pode ter apenas um hospedeiro definitivo. O parasita pode ter um hospedeiro intermediário e outro definitivo. Em alguns casos, há também o hospedeiro acidental.
Especificidade Parasitária Certos parasitas são considerados estenoxenos, pois possuem uma altíssima especificidade com seu hospedeiro. Certos parasitas são considerados eurixeno, pois eles conseguem parasitar mais de uma espécie de hospedeiro diferente.
Localização Podem ser ectoparasitas, se parasitarem do lado de fora do hospedeiro (como as pulgas). Podem ser endoparasitas, se parasitarem internamente o hospedeiro. Dentro dos endoparasitas, há os enteroparasitas que ficam no intestino e os hemoparasitas, que parasitam o sangue (corrente sanguínea).

Como que o ser humano consegue se infectar com os parasitas?

Os mecanismos de transmissão de doenças parasitárias para quem quer muito pegar uma dessas doenças são: fecal – oral, oral, vetorial, congênita, sexual, percutânea ou transcutânea.

Fecal – oral: de alguma forma, há ingestão de fezes contaminadas com a forma de proliferação dos parasitas. Por mais bizarro que isso possa ser, acontece. As crianças são as mais afetadas por esse tipo de contaminação. Geralmente, é uma forma de auto – contaminação, devido à falta de higiene.

Oral: ingestão direta da forma infestante do parasita.

Vetorial: contaminação através de um vetor.

Congênita: durante a gravidez ou após o parto, a mãe pode deixar de herança ao filho uma agradável doença parasitária.

Sexual: adivinha? contaminação por relações sexuais não – protegidas.

Percutânea ou transcutânea: contaminação pelo contato da forma infectante pela pele.

É importante lembrar que existem situações em que a contaminação por esses parasitas é propícia. O crescimento acelerado das cidades sem um planejamento decente de infra – estrutura e saneamento básico, baixa qualidade de vida e condições de higiene, desastres naturais, nível de instrução da população e hábitos e costumes da mesma, são fatores que tornam fácil a disseminação dessas doenças.

O que seria um vetor?

Em parasitologia, o vetor é o animal que propaga a doença, a maioria são insetos. Ele pode ser classificado em biológico ou mecânico.

O vetor biológico é aquele que carrega o parasita dentro de si (sem que ocorra reprodução assexuada ou sexuada, senão ele seria o proprio hospedeiro!) e leva ele pra dar umas bandas, e ao alcançar o hospedeiro certo, tem o poder de contamina – lo. Um exemplo é o famoso “barbeiro”, o percevejo do gênero Triatoma, que, quando contaminado, é  vetor biológico do protozoário flagelado Trypanosoma cruzi.

Barbeiro Comendo um Rango

O vetor mecânico é aquele que não carrega o parasita dentro de si, mas em alguma parte externa do seu corpo. Por exemplo, formigas e baratas são insetos asquerosos que podem contaminar suas patas, pés, casco, nadadeiras seus ganchos, e quando andam por cima de alimentos, também os contaminam com essas bactérias. Se esse alimento for ingerido pelo ser humano, esse estará contaminado.

O que mais é importante saber por enquanto?

As definições de cisto e trofozoíta são importantes para a medicina.

Alguns parasitas conseguem “se encistar”. Quando o ambiente não é propício para que eles consigam sobreviver, eles viram cistos. Esses cistos são formas infectantes e muito resistentes. Quando esses cistos encontram o ambiente ideal (hospedeiro), ai os parasitas voltam com as suas funções normais.

Quando o parasita encontra – se na sua forma ativa dentro do hospedeiro, daí os chamamos de trofozoítos. É difícil conseguir observar trofozoítas em microscópio, porque o tempo de vida deles é curto fora do hospedeiro.

Os cistos são muito encontrados em fezes formadas, já os trofozoítas são comuns em fezes mais líquidas.

Como assim fezes formadas?

Podemos classificar as fezes em 4 etapas: formadas, semiformadas, pastosas e líquidas, de acordo com a fase de desenvolvimento no intestino. Em cada etapa de formação, no exame de fezes, podemos encontrar predominantemente cistos ou trofozoítos.

Cistos e Trofozoítos nas Fezes

Todos parasitas têm formas de cisto e trofozoítas?

Não. E isso é muito importante.

Como já dito, os trofozoítos não sobrevivem muito tempo longe do corpo do hospedeiro, sendo que os cistos são a principal forma de contaminação e disseminação do parasita. Mas, nem todo parasita tem cisto, então a contaminação tem que ser feita quando na forma trofozoíta. É o caso do protozoário causador da tricomoníase.

Já que o protozoário da tricomoníase não sobrevive muito tempo longe do corpo do hospedeiro, a contaminação só pode ser dada em contato direto do contaminado para o isento da doença. Agora é fácil entender porque a relação sexual é a principal forma de contaminação desse parasita! A contaminação através de roupas íntimas ou toalhas também é possível, mas o tempo entre o uso da roupa íntima ou da toalha deve ser curto.

Como nosso corpo responde a esses parasitas?

Os macrófagos, neutrófilos e plaquetas são a primeira linha de defesa do corpo contra esses parasitas.

O médico, ao desconfiar que o paciente está com algum tipo de parasita do tipo verminose, pode pedir um hemograma e conferir a quantidade de eosinófilos, pois eles são os principais anticorpos que indicam a presença desses parasitas.

Referências
Todas as informações foram obtidas no Curso de Verão da Universidade de Guarulhos no curso “Parasitologia Básica: Conceitos e Introdução as Práticas Diagnósticas” ministrado pelo Professor Mestre Silas Lobo no dia 23 de janeiro de 2012.

Lipídeos

Os lipídeos formam um grupo de macromoléculas presente no organismo humano. Eles são representados pelos óleos, gorduras e ceras. Entre as funções desempenhadas por eles, citemos: estrutural (como os que formam a bicamada lipídica), armazenamento (em forma de gordura), impermeabilização e proteção, podem realizar sinalização celular quando são vitaminas, hormônios esteroides, coenzimas e sais biliares.

Principais grupos de lipídeos

Os lipídeos polares podem ser divididos em dois grupos: fosfolipídeos e glicolipídeos. Os fosfolipídeos são aqueles que possuem o grupo fosfato na sua estrutura, os glicolipídeos possuem algum grupo de açúcar (mono ou oligossacarídeo).

Os fosfolipídeos, por sua vez, podem ser classificados também em outros dois grupos: glicerofosfolipídeos e esfingolipídeos. Os glicerofosfolipídeos são os fosfolipídeos derivados do glicerol. (Lembrando – se que os lipídeos nada mais são do que ésteres formados pela esterificação de um ácido carboxílico (ácido graxo) e uma molécula de álcool). Já os esfingolipídeos da classe dos fosfolipídeos possuem a esfingosina como o álcool reagente e também um grupo colina.

Além disso, os glicolipídeos também podem ser esfingolipídeos!! Pois, nada impede que a molécula de esfingosina se ligue a um sacarídeo também no lugar em que a colina estaria ligada se fosse um esfingolipídeo do grupo dos fosfolipídeos.

Ácidos Graxos

Os ácidos graxos nada mais são do que ácidos carboxílicos com uma cadeia muito grande. São moléculas anfipáticas, ou seja, tem parte hidrofóbica e hidrofílica. A parte hidrofóbica é a cauda do ácido, que é uma grande cadeia de carbonos ligados uns aos outros. Mas, há também a parte hidrofílica, onde fica a carboxila.

A molécula do ácido graxo possui três carbonos que recebem nomeação. O primeiro carbono depois do carbono da carboxila é o alfa, em seguida vem o beta. O carbono que dá origem aos famosos ômegas (dos óleos de peixe e tal), é o carbono ômega, sendo este o carbono da extremidade da molécula, o mais longe possível da carboxila.

Os ácidos graxos podem ter duplas ligações. Se tem, diz que são insaturados, se não tem, ai é saturado.

1. Ácidos Graxos Saturados

É importante saber dos exemplos: palmítico (16 carbonos) e araquídico (20 carbonos).

Os saturados, como não possuem a dupla ligação, ficam mais empacotados e rígidos próximos um aos outros. Eles interagem melhor com o ácido graxo ao lado, porque sem a insaturação, a molécula de ácido graxo não se curva. Esse tipo de natureza é a necessária para a formação da, por exemplo, bicamada lipídica.

2. Ácidos Graxos Insaturados

Os exemplos importantes são: araquidônico (20 carbonos, insaturação no 4), ácido linoleico (18 carbonos, insaturação no 2) famoso ômega – 6 e o ácido alfa linolênico (18 carbonos, insaturação no 3) famoso ômega – 3.

A insaturação faz com que não haja uma ordem na organização dessas moléculas. Assim, a interação entre elas não é forte, e isso possibilitada que haja uma maior movimentação entre elas, são mais dinâmicas.

Ácidos Graxos Trans x Ácidos Graxos Cis: se a molécula possui uma dupla ligação, muito possivelmente ela terá isômeros geométricos na forma cis ou trans. Quando os ácidos graxos na forma trans passam por um processo de esterificação com um álcool, eles formam as famosas gorduras trans, conhecidas por serem nocivas à saúde humana.

Dica:
li-no-lê-ni-co: acento na terceira sílaba, logo é o ômega – 3! (decorar assim é bom!) então o linoleico só pode ser o ômega – 6.

Interessante:
O ômega – 3 aumenta a produção de HDL e auxilia no processo antiinflamatório . O “3” do nome, assim como o “6” do ômega – 6 é porque esses são os números onde a insaturação está! Já o omêga – 6 tem papel importante no controle da hipertensão e do LDL.

Triacilgliceróis

Definição: TRIacilGLICeróis são moléculas formadas pela junção de TRÊS ácidos graxos unidos por uma molécula de GLICerol.

O que eles são: são a principal forma de reserva energética no nosso organismo. A famosa gordura.

Por que a natureza selecionou essa molécula para ser a nossa reserva energética? Porque ela apresenta vantagens evolutivas:

  • sua oxidação libera mais energia do que os açucares do glicogênio e do amido;
  • são hidrofóbicos! isso quer dizer que, quando o indivíduo bebe água, não ocorre diluição das gorduras;
  • promove isolamento térmico, o que dificulta a perda de calor. Essa vantagem é ainda mais imprescindível em animais que vivem em ambientes muito frios;

Ceras

Para medicina, há uma pequena importância o aprofundamento da bioquímica das ceras. É necessário saber que elas são encontradas na pele dos animais e são insolúveis em água. Outra informação importante é que elas são, como qualquer outro lipídeo, um éster. Todavia, são formadas pela esterificação de álcoois de cadeia grande (16 a 30 carbonos) com ácidos graxos também de cadeia grande (14 a 36 carbonos).

Isopreno

O que é um isopreno?
É uma molécula com a seguinte estrutura:

Fórmula Estrutural do Isopreno

As moléculas de esteróis, incluindo o colesterol, e os terpenos são derivadas do isopreno.

Terpenos

Como já dito, são baseados na molécula de isopreno. Eles fazem parte de um grupo de moléculas presentes em óleos vegetais e em frutas, como laranja e limão.

Para a medicina, um dos terpenos importante de ser lembrado é o beta – caroteno presente mais popularmente na cenoura. Durante o seu metabolismo, esse terpeno é transformado em um outro terpeno indispensável para a saúde oftalmológica: a vitamina A. A concentração insuficiente dessa vitamina é a responsável pelo quadro conhecido como cegueira noturna.

Vale lembrar que a vitamina D também tem como um precursor um terpeno! Nesse caso, a vitamina D é derivada especificamente do colesterol, que nada mais é do que um triterpeno.

Esteróis

Esteróis são moléculas que possuem uma estrutura molecular característica que consiste em 3 anéis com 6 carbonos e um anel com 5 carbonos, assim:

Fórmula Estrutural dos Anéis Esteroide

Entre os esteróis importantes, citamos o colesterol. Sem entrar em muitos detalhes, por enquanto, das funções do colesterol, deve – se lembra que é do colesterol que derivam os hormônios esteroides, os sais biliares e a vitamina D!

Existem hormônios esteroides que nosso próprio corpo produz (natural) e também os já fabricados em laboratórios (sintéticos). Os hormônios esteroides naturais podem ser divididos em dois grupos:

  • corticosteróides: controlam o metabolismo de carboidratos e proteínas, inflamação, resposta ao estresse, entre outros.
  • sexuais: controlam o surgimento das características sexuais primária e secundária do indivíduo;
Como os hormônios esteroides promovem todas essas funções?
Esses hormônios funcionam como moléculas de sinalização celular. Por serem de natureza lipídica, conseguem facilmente passar pela membrana plasmática. Dentro da célula, eles se ligam a um receptor que, juntos, dirigem – se ao núcleo e alteram a maquinaria de transcrição no DNA. Esse assunto será melhor abordado no resumo de sinalização celular.
Lipídeos na Membrana Plasmática
A membrana plasmática é formada por uma bicamada lipídica. Ela é caracterizada como um mosaico fluído, porque possui proteínas imersas (daí ser um mosaico) que não ficam estáticas na bicamada (daí ser fluido).
Qual a importância da membrana plasmática ser fluida?
Simples, se ela não for fluida, ela não conseguirá exercer suas funções. Afinal, ela não é simplesmente uma barreira seletiva!! As proteínas presentes nela são, além de facilitadoras dos transportes de moléculas, também receptoras de sinais. A recepção de sinais, feita por essas proteínas, é imprescindível para a vida celular, e para que isso aconteça com êxito essas proteínas devem conseguir se movimentar dentro da bicamada lipídica. Além das proteínas, os lipídeos obviamente também se movimentam.
Além disso, as membranas plasmáticas podem se fundir. Membranas diferentes, ao se fundirem, misturam proteínas e lipídeos diferentes. Por causa da fluidez, é possível que haja uma distribuição igual entre esses novos lipídeos e proteínas, ou seja, eles não ficam concentrados em uma parte da membrana.
Outra importância é que na divisão celular haverá uma divisão igual entre os lipídeos e proteínas pelo fato da membrana ser fluida.
Como os lipídeos se movimentam dentro da bicamada?
As moléculas de lipídeos podem se movimentar “horizontalmente” dentro de uma mesma camada, esse movimento é chamado de difusão lateral. Pode ser que a molécula dê uma volta de 360 graus dentro da mesma camada, esse movimento é de rotação. Outra maneira é quando ela se movimenta apenas em 180 graus, chamado de flexão. Por último, é possível que uma molécula de lipídeo de uma camada vá para outra camada, esse movimento é chamado de flip – flop.
É interessante mencionar que em bicamadas lipídicas sintéticas, como os lipossomos, o movimento de flip – flop é muito raro de acontecer! Mas, em células normais, ele acontece quando é necessário.
Quando uma membrana é mais ou menos fluida?
Três fatores são determinantes para a fluidez das membranas:
  • temperatura;
  • saturação dos lipídeos da bicamada;
  • colesterol;
  • comprimento das cadeias dos lipídeos;

Bom, como a temperatura no organismo é praticamente constante, digamos que em estado normal a fluidez das membranas não é alterada. Mas, é claro que se a temperatura aumenta muito, a agitação das moléculas também aumenta! Consequentemente, a fluidez também. E vice – versa.

Em relação as saturações dos lipídeos, como já foi explicado, se o lipídeo for saturado a interação entre as moléculas é maior. Então, a fluidez é menor, porque a interação entre os lipídeos é tão intensa que a movimentação das moléculas dentro da bicamada é diminuída. Obviamente, que o oposto é válido. Lipídeos com insaturações interagem com menor intensidade, porque há menos contato entre as cadeias dessas moléculas, então a fluidez é maior. Repare como nessa imagem fica claro como os lipídeos insaturados interagem – se com menor intensidade:

Lipídeos Insaturados na Bicamada Lipídica

O comprimento da cadeia dos lipídeos também afeta a fluidez. Isso porque, quanto maior a cadeia hidrocarbonada, maior também será o contato entre esses lipídeos. Então, quanto maior a cadeia, menor a fluidez. Menor a cadeia, maior a fluidez.

Por fim, o colesterol é uma molécula determinante na fluidez da membrana plasmática. Na membrana, o colesterol é capaz de diminuir a fluidez, sua ausência, por outro lado, aumenta.

Como o colesterol é capaz disso?

Por ser uma molécula de caráter lipídico, o colesterol tem a capacidade de “se enfiar” entre os lipídeos e interagir com eles. Ao fazer isso, os lipídeos ao entorno do colesterol ficam atracados a ele, impedidos de se movimentar naturalmente. Com isso, além de diminuir a fluidez, o colesterol também aumenta a rigidez da membrana.

Interação do Colesterol na Bicamada Lipídica

Que tipo de lipídeo fica na bicamada lipídica?

O principal lipídeo encontrado na bicamada lipídica são os do grupo dos glicerofosfolipídeos. Podem ser encontrados esfingolipídeos e, como já dito, colesterol. Mas, isso varia entre o tipo de célula em que está sendo analisada, a composição varia e não há um padrão para isso.

Como a membrana plasmática é uma bicamada lipídica?

A configuração de bicamada só é possível porque é energeticamente favorável. Essa bicada possui uma propriedade importante: auto – selamento. Isso quer dizer que, se a membrana plasmática sofrer uma ruptura e uma ponta livre for exposta à água, como isso não é energeticamente favorável, automaticamente, todas as moléculas da bicamada vão se ajeitar para eliminar essa ponta livre.

As duas camadas são simétricas?

Não. A bicamada lipídica é assimétrica, já que os glicofosfolipídeos localizam – se somente do lado externo da membrana plasmática, não há nenhum voltado para o citoplasma. Isso porque, a função dos glicídeos do lado externo da membrana é formar uma camada de carboidratos para proteger a célula e também para participar do processo de sinalização celular.

Referências

Alberts, B.etal. (2010) Biologia Molecular da Célula. 5ed. ARTMED.
Nelson, D.; Cox, M.; (2010) Lehninger Princípios de Bioquímica. 5ed. SARVIER.

Aminoácidos e Proteínas

As proteínas fazem parte da membrana plasmática e lá executam diversas funções.

Mas, o que são exatamente as proteínas? 

Proteínas são polímeros constituídos de α – aminoácidos como monômeros. Existem mais de 300 aminoácidos na natureza, mas apenas 20 são utilizados na formação de proteínas nos mamíferos. Isso por causa da muito, muito, muito divertida tradução protéica, que quando ocorre é necessário que haja ao menos um códon para que o aminoácido faça parte da cadeia protéica. Cenas dos próximos capítulos.

Como são classificados os aminoácidos

A classificação dos aminoácidos é feita de acordo com a sua cadeia lateral. Dependendo dela, ele pode ser carregado ou não carregado, hidrofóbico ou hidrofílico, polar, apolar ou não polar.

  • Um aminoácido é considerado carregado negativamente se a soma de suas cargas der negativa, e positivamente, se a soma der positiva;
  • Um aminoácido é considerado apolar, polar ou não polar dependendo dos tipos de átomos e cadeia que formam a cadeia lateral. Esta análise é feita como em qualquer outra molécula química quando se é observada a polaridade da molécula;

Além disso, os aminoácidos podem ser classificados de acordo com a sua importância para o organismo. Essenciais são aqueles que não são sintetizados pelo organismo, não essenciais aqueles que são sintetizados. Por fim, eles podem ser também denominados cetogênicos, se forem capazes de serem sintetizados em corpos cetônicos ou glucogênicos, quando podem ser transformados em glicose.

Outro ponto importante das classificações dos aminoácidos, é que como qualquer outra molécula que possua um carbono quiral, os aminoácidos também possuem isômeros ópticos dextrógiro e levógiro. No entanto, na formação de proteínas, apenas os L – isômeros são utilizados.

Casos Especiais

Há três casos especiais de aminoácidos a saber:

  1. A cisteína possui enxofre na sua estrutura;
  2. A glicina é o único aminoácido que não possui carbono quiral;
  3. A prolina é um iminoácido;

O que significa ser iminoácido? É porque na estrutura da prolina, o carbono α é ligado à uma cadeia fechada não – aromática:

Estrutura Molecular da Prolina

O enxofre na cisteína é importante, pois esses átomos realizam pontes de enxofre que são muito fortes, e assim é possível que haja uma estabilização das estruturas das proteínas e peptídeos através dessas ligações.

Basicidade e Acidez dos Aminoácidos

Tendo em mente a teoria de ácido – base de Bronsted – Lowry, dependendo do pH do meio inserido, o aminoácido se comporta como um ácido ou como uma base.

  • em pH baixo: o meio tem excesso de H+, a tendência do aminoácido é ficar totalmente protonado. Quando somadas as cargas, é provável que o resultado dê positivo;
  • em pH moderado: a concentração de H+ não é suficiente nem para desprotonar nem protonar o aminoácido, ele configura – se num estado de carga neutra conhecido como zwitterion;
  • em pH alto: o meio tem falta de H+, a tendência do aminoácido é ficar totalmente desprotonado. Quando somadas as cargas, é provável que o resultado dê negativo.

Curva de titulação

É possível realizar uma titulação com uma solução de aminoácidos. Durante esse processo, a solução passará de um estado carregado positivamente, neutro e depois negativamente (ou negativo, neutro e positivo). No meio do processo, ao alcançar o estado neutro, em que o aminoácido está no estado zwitterion, surge o chamado ponto isoelétrico (pI).

O pI corresponde ao pH da solução quando a soma das cargas é nula  muito próximo a zero.

É possível calcular esse pI. Quando o aminoácido é monoamínico e monocarboxílico, o pI é a soma aritmética do ponto em que o aminoácido está totalmente protonado e do ponto em que o aminoácido está totalmente desprotonado. Se o aminoácido não for monoamínico e monocarboxílico, dai tem que usar uma fórmula com log e blablabla, muito complicado. Deixa isso pra quem for bioquímico e coisas assim. A curva de titulação da glicina é assim:

Curva de Titulação da Glicina

Se colocássemos os aminoácidos em um campo elétrico, como eles se comportariam?

Talvez numa situação em que seja necessária a purificação de uma mistura de aminoácidos, pode – se coloca – los em um campo elétrico. É porque, dois aminoácidos diferentes em um determinado pH vão se comportar de uma maneira particular. Pode ser que no pH escolhido um esteja neutro e o outro carregado positivamente. Nesse caso, dentro de um campo elétrico, o que está carregado positivamente irá se direcionar ao polo negativo, e o neutro ficaria parado. Então, é possível separa – los dessa maneira.

Formação de Proteínas

Dois aminoácidos se ligam pela ligação peptídica, e assim nasce o peptídeo. Cada unidade do peptídeo é chamada de resíduo. Dois resíduos é um peptídeo, três, um tripeptídeo, até chegar aos polipeptídeos. Muitos peptídeos, uma proteína.

Quando a proteína é formada por uma só cadeia de polipeptídeo, dizemos que ela é monomérica. Mais que uma, multimérica. Quando há tipos diferentes de cadeia, ai classifica – se em heteromultímero, e homomultímero quando é um tipo de cadeia só. Esses tipos de cadeias são as chamadas cadeia alfa e beta.

Níveis da Estrutura Proteica

Há três níveis de estrutura proteica:

  • Primário: é a sequência de aminoácidos que forma a proteína;
  • Secundário: o nível primário permite que os aminoácidos se configurem espacialmente entre alfa – hélice ou folha – beta;
  • Terciário: é o entrosamento entre uma folha – beta com uma alfa – hélice, estabilizados por pontes de hidrogênio e de dissulfeto, até entre aminoácidos distantes um do outro! Diferente do nível secundário, em que a interação é basicamente entre aminoácidos muito próximos um ao outro;
  • Quartenário: é quando uma proteína possui mais de uma ou mais cadeia polipeptídica, como é o caso da hemoglobina.

Conformação das Proteínas

  • As proteínas se enovelam de forma que sua estrutura fique a mais termodinamicamente estável possível;
  • Existem 3 a 6 resíduos por volta em uma alfa – hélice padrão;
  • A volta beta conta com a presença principalmente de glicina e prolina;

Hélices, Folhas e Voltas

A proteína, como já dito, é composta de alfa – hélice, folha beta e as voltas. As diversas combinações fazem com que as proteínas possam ter incontáveis formas. Cada forma permite que cada uma tenha uma atividade específica.

Ilustração de 6 alfas - hélice

Ilustração de uma típica folha - beta.

Quando uma folha beta se torce e enrola, ela forma uma estrutura em forma de barril, chamada barril beta. É um tipo de arranjo comum em proteínas transmembranares.

O enovelamento

A forma com que as proteínas vão se enovelar já é determinada pela sequência primária de aminoácido. No entanto, existem outras proteínas, as chaperonas, que são determinantes de enovelamento e têm como outras funções acelerar esse processo.

Funções Gerais das Proteínas

Em geral, sua função é de estrutura. Especificamente, suas funções são diversas como: contração muscular, enzimas, anticorpos, transporte, estoque.

Proteínas na Membrana Plasmática

A membrana plasmática é formada por uma bicamada de lipídeos. Por ser essencialmente hidrofóbica, as partes hidrofóbicas dos aminoácidos ficam voltados para o lado da membrana plasmática. O “interior” da proteína de membrana, portanto, é essencialmente hidrofílico. É por isso que através dos canais proteicos das membranas é possível a passagem de moléculas polares.

Existem dois tipos de proteínas inseridos na membrana plasmática: proteínas periféricas ou extrínsecas e as proteínas integrais, intrínsecas ou transmembrana.

As proteínas periféricas são facilmente retiradas da membrana plasmática, pois sua interação com a bicamada lipídica é muito fraca. Já as extrínsecas são o oposto, então tem uma interação muito forte e dificilmente pode ser retirada da membrana. Outra característica importante desse último grupo, é que elas podem atravessar a membrana plasmática mais de uma vez, criando assim um verdadeiro canal de passagem.

Modelo do Mosaico Fluído

Esse modelo recebe esse nome porque a forma idealizada da membrana plasmática assemelha – se a um típico mosaico, em que as proteínas estão inseridas na membrana. E é fluído porque a membrana não é um componente estático, os seus componentes estão em constante movimentação. Uns até podem se movimentar mais do que os outros, mas a verdade é que poucos componentes são estáticos dentro da membrana.

Interação das Proteínas com a Membrana Plasmática

Dependendo da proteína, ela pode atravessar a membrana uma vez, estar voltada apenas para o interior celular, ou voltada apenas para o exterior celular. Algumas, como já dito, atravessam várias vezes a membrana, criando os canais.

Diversas Formas de Inserção de Proteínas na Membrana Plasmática

Transporte Através da Membrana

A passagem de moléculas apolares pela membrana ocorre facilmente pela difusão, sem a necessidade das proteínas, já que a membrana é uma bicamada lipídica, naturalmente apolar. Então, não há uma barreira física para a sua passagem. As moléculas polares pequenas, como a água, também conseguem passar facilmente pela membrana, sem a necessidade de proteínas.

Porém, quando moléculas polares grandes ou íons tentam passar pela membrana, daí tem que ter as proteínas, pois essas moléculas não conseguem atravessar a barreira lipídica.

Classificação dos Sistemas de Translocação de Membranas

As proteínas inseridas nas membranas podem ser carreadoras ou formarem um canal proteico. As carreadoras resgatam o soluto e o encaminha para o meio celular desejado. As que formam um canal, pelo próprio nome já diz, são simplesmente um canal de passagem. Pensando em um transporte ativo, a proteína encarregada disso deve ser a carreadora, embora ela também participe do passivo.

Uniporte, Simporte, Antiporte

Há três classificações de passagem de solutos pela membrana: uniporte, simporte e antiporte.

Uniporte é quando uma única molécula passa de um meio para outro. Simporte quando duas moléculas passam no mesmo sentido de um meio para outro (tipo, os dois vão do extracelular para o intra). E antiporte quando duas moléculas vão para caminhos opostos.

Referências

Alberts, B.etal. (2010) Biologia Molecular da Célula. 5ed. ARTMED.
Nelson, D.; Cox, M.; (2010) Lehninger Princípios de Bioquímica. 5ed. SARVIER.

Membrana Plasmática e Suas Funções

Todo ser vivo é constituído de uma unidade básica: a célula. É necessário conhecer sobre seu comportamento para que no futuro seja possível entender sobre o funcionamento do organismo como um todo.

Membrana Plasmática e Suas Funções

A célula só pode ser vista como uma unidade, porque ela é delimitada por uma barreira, a membrana plasmática. Ela é imprescindível para a vida celular, não só porque ela separa o meio extracelular do intra, mas porque é ela que seleciona o que entra e sai da célula por meio dos transportes passivo e ativo. Além disso, muitas organelas são delimitadas também por membranas, o que possibilita que sejam criados compartimentos com características distintas do meio ao seu redor, como pH, concentração de íons e moléculas, proteínas, etc. Por exemplo, o lisossomo é uma organela cujo pH é menor do que o do citoplasma. Essa acidez é necessária para que as enzimas proteolíticas que residem nele se encontrem na forma ativa. A membrana plasmática também possui um papel na sinalização celular, pois nela ficam receptores importantes na transmissão do sinal celular. Outra função dela é flexibilidade, pois é ela quem determina o tamanho e o formato da célula e organela.

  Do que a membrana plasmática é constituída?

Ela é formada por três componentes: lipídico, proteico e glicídico. Os lipídeos, principalmente os glicerofosfolipídeos, formam a famosa bicamada lipídica. As proteínas, periféricas ou integrais, ficam inseridas na bicamada e possuem diversas funções, como transporte celular, ancoram macromoléculas à membrana plasmática, podem atuar como receptores e transmissores de sinais químicos e há ainda proteínas membranosas de característica enzimática. Por fim, os glicídeos são importantes na formação do glicocálix, que funciona no reconhecimento célula – célula e como receptor de sinais. Os glicídeos existem na membrana na forma de glicoproteínas e glicolipídeos.

Visão da Membrana Plasmática com as proteínas, os lipídeos, e os glicídeos.

 
Referências
Alberts, B.etal. (2010) Biologia Molecular da Célula. 5ed. ARTMED.