Aminoácidos e Proteínas: Estrutura e Função

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PROFESSOR Dr. CLEBSON PANTOJA PIMENTEL 
 
PRINCIPAIS 
BIOMOLÉCULAS 
 
 1 
AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS 
1. INTRODUÇÃO 
As proteínas são as moléculas mais diversificadas quanto à forma e função. Desempenham tanto 
funções estruturais quanto dinâmicas. Formam os componentes do esqueleto celular (citoesqueleto) e de 
estruturas de sustentação como o colágeno e elastina; participam de grande quantidade de processos 
biológicos, uma vez que, como enzimas catalisam milhares de reações químicas que ocorrem nos 
organismo; transportam moléculas no organismo, a exemplo do oxigênio (hemoglobina e mioglobina); 
contribuem no mecanismo de defesa do organismo (imunoglobulinas); atuam no controle global do 
metabolismo através das proteínas com função hormonal (insulina); realizam o processo de contração 
muscular (actina e miosina) e a regulação de atividades de genes, visto que se ligam ao DNA em sítios 
específicos e alteram a sua expressão. 
Apesar de apresentarem estruturas e funções diversas, as proteínas são formadas por apenas 20 
monômeros denominados de aminoácidos. Os aminoácidos comuns são conhecidos como α-
aminoácidos, porque possuem grupo amino primário (–NH2), um grupo carboxílico (–COOH), um 
átomo de hidrogênio e uma cadeia lateral variável, denominada de grupo R, ligados a um átomo de 
carbono assimétrico ou quiral (figura 1). 
As únicas excessões a essa regra são a glicina que não apresenta carbono quiral, visto que, possui 
dois átomos de hidrogénio ligado ao carbono alfa; e a prolina que possui um grupo imino (amina 
secundária), no lugar do grupo amino. 
 
 Figura 1: Estrutura Química Geral dos Aminoácidos 
 
 
 
 
 
 
 
Mais de 400 aminoácidos já foram identificados na natureza, no entanto, apenas 20 destes são 
considerados proteícos, pois apenas esses são reconhecidos pelo código genético das células. Os outros 
aminoácidos são considerados não proteícos, por não participarem da formação das proteínas. 
Os aminoácido não protéicos podem surgir durante os processos bioquímicos e podem ser 
metabólitos importantes para a manutenção da homeostasia celular. Alguns aminoácidos não proteícos 
são nocivos ao organismo humano, ocasionando envenenamento ou reações alucinógenas. 
 
1.1 CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 
 
Existem várias formas de classificar os aminoácidos, e o tipo de classificação depende, 
obviamente, do critério utilizado. 
. 
Classificaçao dos aminoácidos de acordo com a síntese endógena: de acordo como a síntese 
endógena, os aminoácidos podem ser classificados em: Aminoácidos Essenciais e Aminoácidos Não-
essenciais. 
 
 2 
Os aminoácidos essenciais são aqueles aminoácidos que não são produzidos pelo organismo e, 
portanto devem ser ingerido (obtidos) através da dieta. São representados pela: leucina, isoleucina, valina, 
triptofano, metionina, fenilalanina, treonina, lisina e arginina (a histidina é um aminoácido essencial na 
infância - até 12 anos). 
Os aminoácidos essenciais contribuem consideravelmente para o aumento da resistência física, 
pois durante as atividades de longa duração são utilizados pelos músculos para fornecimento de energia. 
 
Os aminoácidos não-essenciais são aqueles aminoácidos que são produzidos pelo organismo e 
são representados pela: alanina, ácido aspártico, aspargina, ácido glutâmico, cistina, cisteína, glicina, 
glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina. 
 
 Tabela 1. Aminoácidos esseciais e não-essenciais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fontes de proteínas completas são aquelas que contêm todos os aminoácidos essenciais em 
quantidades e proporções ideais para atender às necessidades orgânicas. Destre essas fontes estão os ovos, 
o leite, a carne vermelha, o peixe e as aves. 
Os alimentos de alta qualidade protéica são essencialmente de origem animal, enquanto a maioria 
das proteínas vegetais (lentilhas, feijões, ervilhas, soja, etc) é incompleta em termos de conteúdo protéico. 
Convém salientar que todos os aminoácidos essenciais podem ser obtidos diversificando o consumo de 
alimentos vegetais, cada um dos quais com uma qualidade e quantidade diferentes de aminoácidos. 
Na realidade, todos os aminoácidos nutricionalmente essenciais devem estar disponíveis no local 
da síntese de proteína antes que qualquer um deles possa atuar. Isso significa que a cada refeição ingerida 
deve conter todos esses aminoácidos essenciais em quantidade suficiente para efetuar a síntese de 
proteína. 
 
Classificação dos aminoácidos de acordo com as características da cadeia lateral. Uma das 
formas mais utilizadas para classificação dos aminoácidos se baseia na característica química das cadeias 
laterais (grupo R). De acordo com a palaridade da cadeia lateral os aminoácidos são divididos em dois 
grandes grupos: Aminoácidos apolares (grupo R hidrofóbico não interegem (mistura) bem com a 
água) e aminoácidos polares (gripo R hidrofílico tem afinidade (mistura) com a água). 
AMINOÁCIDOS 
NÃO-ESSENCIAIS 
AMINOÁCIDOS 
ESSENCIAIS 
Alanina Arginina 
Ácido aspártico Fenilalanina 
Asparagina Isoleucina 
Ácido glutâmico Leucina 
Cistina Lisina 
Cisteína Metionina 
Glicina Treonina 
Glutamina Triptofano 
Hidroxiprolina Valina 
Prolina Histidina* 
Serina 
Tirosina 
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Os aminoácidos apolares têm grupos R constituídos por cadeias orgânicas com caráter de 
hidrocarboneto, que não interagem com a água. Esses aminoácidos têm, geralmente, uma localização 
interna na molécula de proteína, uma vez que, internamente eles estão protegidos da água. 
Os aminoácidos polares possuem cadeias lateriais com grupos que apresentam carga elétrica 
líquida ou residual, que os capacitam a interagir com a água. São geralmente encontrados na superfície da 
molécula protéica. Estes aminoácidos são subdivididos em três categorias, de acordo com a carga 
apresentada pelo grupo R em soluções neutras. Aminoácidos básicos, se a carga for positiva; 
aminoácidos ácidos, se a carga for negativa; e aminoácidos polares sem carga, se a cadeia lateral não 
apresentar carga líquida. (figura 2). 
 
Figura 2: Estrutura e Classificação dos Aminoácidos Protéicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.2 IONIZAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 
 
Os grupos amino e carboxílico dos aminoácidos ionizam-se em pH fisiológico (~7,4), originando 
um grupo amino protonado e um grupo carboxílico desprotonado (carboxilato). Por isso, dizemos que os 
aminoácidos são anfóteros, pois podem agir como uma base ou um ácido. As moléculas que carregam 
grupos de polaridades opostas, como os aminoácidos, são conhecidos como zwitterions ou íons 
dipolares. 
Quando um aminoácido é titulado, sua curva de titulação indica a reação de cada grupo funcional 
com o íon hidrogênio (H+) presente no meio (figura 3). Em soluções muito ácidas, os dois grupos 
apresentam-se protonados (a: forma catiônica); em pH muito alcalino, ambos apresentam-se 
desprotonados (c: forma aniônica); e em soluções próximas da neutralidade ou na forma cristalina o 
aminoácido apresenta-se como um íon dipolar (b: zwitterion). 
Todos os pH de ionização dos grupos amino e ácido presentes na molécula de aminoácido são 
chamados pK (tabela 2-1). A média aritmética dos pK representa o ponto isoelétrico (pI) do aminoácido, 
ou seja, é o valor de pH onde predomina a forma eletricamente neutra do aminoácido. 
 
Figura 3: Curva de titulação a Alanina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O valor de pH no qual o aminoácido fica eletricamente neutro (igual número de cargas 
positivas e negativas) corresponde ao ponto isoelétrico (pI). Para os aminoácidos que apresentam 
outros grupos ionizáveis na cadeia lateral, o ponto isoelétrico é calculado de outra forma. Para os 
aminoácidos que apresentam dois grupos carboxílicos, o ponto isoelétrico é obtido quando um dos grupos 
carboxílicos estiver protonado e o outro desprotonado. Por um raciocínio análogo, para os aminoácidoscom dois grupos aminos, a forma eletricamente neutra será mais abundante em valor de pH onde um dos 
grupos aminos estiver protonado e o outro desprotonado. 
 
 
 
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1.3 ESTEREOQUÍMICA DOS AMINOÁCIDOS 
A fórmula bidmensional mostrada na figura 1 pode transmitir somente parte da estrutura comum 
dos aminoácidos, porque uma das propriedades mais importantes de tais compostos é a sua forma 
tridimensional, ou estereoquímica. 
Como o carbono α dos aminoácidos apresenta quatro ligantes diferentes, com exceção da glicina, 
estas moléculas podem se apresentar em duas formas designadas de L e D, que são imagens especulares 
uma da outra. As duas formas, em cada par, são denominadas de estereoisômeros, isômeros ópticos ou 
enantiômeros. Os D-aminoácidos são aminoácidos que apresentam o grupo amino do lado direito, 
enquanto que os L-aminoácidos são os que contem o grupo amino do lado esquerdo (figura 4). 
 
 Figura 4: Estereoisômeros da Alanina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Todos os aminoácidos encontrados nas proteínas possuem a configuração L. Embora os 
aminoácidos D ocorram na natureza, mais frequentemente em paredes de células bacterianas e em 
alguns antibióticos, eles não são encontrados em proteínas. 
 
1.4 AMINOÁCIDOS INCOMUNS E BIOLOGICAMENTES ATIVOS 
O código genético das células utiliza apenas os 20 L-aminoácidos mostrados na figura 2 para 
sintetizar as proteínas, entretanto após a síntese protéica alguns aminoácidos podem sofrer modificação. 
Em quase todos os casos, tal modificação inclue uma adição de pequenos grupos químicos as cadeias 
laterais de alguns aminoácidos: hidroxilação, metilação, acetilação, carboxilação e fosforilação. Em 
muitos casos a modificação pode ser essencial para a função da proteína. 
Alguns exemplos de aminoácidos modificados presentes em proteínas são: 4-hidroxi-prolina e 5-
hidroxi-lisina, derivados da prolina e lisina respectivamente. Estesa aminoácidos modificados são 
encontrado em abundância na proteína estrutural colágeno. Desmosina e isodesmosina (na proteína 
estrutural elastina, resultantes da união de quatro moléculas de lisina com os grupamentos R formando 
um anel que permite a elasticidade característica da proteína) (figura 5). 
Alguns aminoácidos livres podem ser modificados pelo metabolismo celular tornando-se 
biologicamentes ativos, desempenhando inúmeras funções no organismo, a exemplo dos hormônios da 
tireóide e dopamina (derivados da tirosina), do ácido-γ-aminobutírico (GABA – derivado da glutamina), e 
da histamina (derivada da histidina) (figura 5). 
 6 
Existem outros aminoácidos que surgem de vias metabólicas intermediárias, como, por exemplo: 
citrulina e ornitina (intermediários do ciclo da uréia); homocisteína e homosserina (intermediários do 
metabolismo dos aminoácidos metionina e serina); canavanina, ácido djenkóiko e β-cianoalanina 
(aminoácidos tóxicos existentes em alguns fungos). 
Os aminoácidos não são armazenados, ou pelo menos não possuem tecido destinado somente para 
esse fim. Desta forma, a maioria deles é destinada para a síntese de proteínas e o excesso proveniente da 
alimentação, se não é degradado no metabolismo energético, é destinado para a síntese de várias 
moléculas importantes para o organismo como as purinas e pirimidinas (aspartato e glutamina); 
esfingolipídios (serina); histamina (histidina); tiroxina, melanina, dopamina e epinefrina (tirosina); 
serotonina, melatonina e NAD+ (triptofano); purinas e porfirinas (glicina). 
 
 Figura 5: Aminoácidos Incomuns e Biologicamentes Ativos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.5 LIGAÇÃO PEPTÍDICA E NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DAS PROTEÍNAS 
Nas proteínas (polipeptídeos), os aminoácidos que as compõe são unidos por ligações peptídicas 
ou amídicas. Uma ligação peptídica ocorre pela união do grupo amino (-NH2) de um aminoácido com o 
grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido, liberando uma molécula de água (figura 6). 
A reação descrita na figura 6 jamais ocorre dessa forma. Nos seres vivos, a união dos aminoácidos 
por ligação peptídica não é realizada de forma direta entre eles, mas através de um complexo aparato de 
síntese protéica, que inclui ácidos nucléicos, ribossomos, várias proteínas e enzimas. A equação apresenta 
apenas o resultado líquido do processo. 
 
 Figura 6: Ligação Peptídica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A ligação C-N, em um peptídeo, é especial: é 10% mais "curta" do que uma ligação C-N normal e 
o ângulo de ligação também é diferente do esperado para um carbono sp2. Isto ocorre, porque a ligação 
peptídica, na verdade, apresenta uma estrutura de ressonância (figura 7), tendo um caráter intermediário 
entre uma ligação simples e uma dupla ligação. Após a união, os aminoácidos passam a ser chamados de 
resíduos de aminoácidos, orientados da região amino-terminal (N-terminal – esquerda) para a região 
carboxi-terminal (C-terminal – direita). 
 
Figura 7: Estrutura de Ressonância da Ligação Peptídica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A estrutura das proteínas pode ser descritas em quatro níveis de organizações. 
 
Estrutura primária é a sequência de aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica. A estrutura 
primária é somente a seqüência dos aminoácidos, sem se preocupar com a orientação espacial da 
molécula. As interações intermoleculares dos aminoácidos das proteínas fazem com que a cadeia protéica 
assuma uma estrutura secundária e, algumas vezes, uma estrutura terciária. 
A seqüência dos aminoácidos em todas as proteínas - fator que é responsável por sua estrutura e 
função - é determinada geneticamente a partir da seqüência dos nucleotídeos no DNA celular. Quando 
uma proteína em particular é necessária, o código do DNA para esta proteína é transcrito em uma 
seqüência complementar de nucleotídeos ao longo de um segmento de RNA - chamado de RNA 
mensageiro. 
Em geral, as proteínas possuem pelo menos 40 resíduos de aminoácidos. Polipeptídeos menores 
são chamados genericamente de peptídeos. O maior polipeptídeo conhecido é a titina, de 26926 resíduos, 
uma proteína gigante (2900kD), que ajuda a arranjar a estrutura repetida das fibras musculares. Contudo, 
a maioria dos polipeptídeos contém de 100 a 1000 resíduos (tabela 2-2). Essa faixa de tamanho dos 
polipeptídeos provavelmente é reflexo das condições químicas e da história evolutiva dessas moléculas. 
O limite mínimo para uma cadeia polipeptídica dobrar-se em uma forma estável, que lhe permita 
desempenhar uma função específica, parece ser de 40 resíduos. Os polipeptídeos que contêm centenas de 
resíduos estão no limite da eficiência da maquinaria de síntese de proteínas. Quanto maior for o 
polipeptídeo (e quanto maior for seu correspondente mRNA e seu gene), maior será a probabilidade de 
introdução de erros durante a transcrição e a tradução. 
 
Tabela 2-2: Composição de Algumas Proteínas 
Proteínas Resíduos de Aminoácidos Subunidades Massa Molar (kD) 
Inibidor de Proteinase III (melão) 30 1 3409 
Citocromo (humano) 104 1 13000 
Ribonuclease (E. coli) 155 1 17600 
Interferon-gama (humana) 288 2 34200 
Hemoglobina (humana) 574 4 64500 
RNA-polimerase (bacteriófago T7) 883 1 98000 
Piruvato descarboxilase (levedura) 2252 4 250000 
Glutamina sintetase (E. coli) 5616 12 600000 
Titina (humana) 26926 1 2990000 
 
A estrutura secundária descreve as estruturas regulares bidimensionais formadas por segmentos 
da cadeia polipeptídica. Duas organizações são particularmente estáveis: A α-hélice, que corresponde ao 
enrolamento da cadeia ao redor de um eixo imaginário, assumindo uma forma helicoidal; e a β-folha, a 
qual é resultado da interação lateral de segmentos de uma cadeia polipeptídica ou de cadeias diferentes 
(figura 2-9). 
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A α-hélice e β-folha estabilizam-se por pontes de hidrogênio entre o nitrogênio e o oxigênio dos 
grupos –NH e –C=O; constituintes das unidades peptídicas. Embora aponte de hidrogênio seja uma 
ligação fraca, o elevado número dessas ligações confere grande estabilidade à estrutura secundária. 
 
A estrutura terciária (figura 2-9) corresponde ao dobramento final da cadeia polipeptídica por 
interações de regiões com estrutura regular (α-hélice e β-folha) ou de regiões sem estruturas definada. É a 
conformação espacial da proteína, como um todo, e não de determinados segmentos particulares da 
cadeia protéica. A forma das proteínas está relacionada com sua estrutura terciária, que é o resultado de 
todas as interações dos aminoácidos das proteínas com o meio; algumas cadeias são tão longas e 
hidrofóbicas que perturbam a estrutura secundária helicoidal, provocando a dobra ou looping da proteína. 
Muitas vezes, as partes hidrofóbicas da proteína agrupam-se no interior da proteína dobrada, longe 
da água e dos íons do ambiente onde a proteína se encontra, deixando as partes hidrofílicas expostas na 
superfície da estrutura da proteína. Regiões como os "sítios ativos", "sítios regulatórios" e “motivos” 
são propriedades da estrutura terciária. 
O arranjo (ou conformação) tridimensional dos átomos da proteína na estrutura terciária é de 
extrema importância porque geralmente coincide com a chamada estrutura nativa, a estrutura que confere 
à proteína uma função biológica específica. 
As interações que mantêm a estrutura terciária estável são de diferentes tipos: pontes de 
hidrogênio (estabelecida entre os grupos R dos aminoácidos), interações hidrofóbicas (formadas entre as 
cadeias laterais hidrofóbicas dos aminoácidos apolares), ligações eletrostáticas ou iônicas (interações 
entre grupos com cargas opostas) e as pontes dissulfeto (formadas por resíduos de cisteína) (figura 2-9). 
 
A estrutura quaternária é resultado da associação de duas ou mais cadeias polipeptídicas 
(subunidades ou protômeros), que leva a formação de uma proteína funcional e holigomérica (figura 2-
08). Esta estrutura é mantida pelas mesmas forças que determinam as estruturas secundárias e terciárias. 
 
 Figura 2-8: Estrutura Quaternária. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 2-9. Resumos dos níveis de organização das proteinas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anotações: 
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1.6 CLASSIDICAÇÃO DAS PROTEÍNAS DE ACORDO COM A COMPOSIÇÃO: 
 
As proteínas podem ser classificdas, de acordo como sua composição em: Proteínas Simples ou 
homoproteínas e proteínas conjugadas ou heteroproteínas. 
 
As proteínas simples ou homoprotepinas são preínas constituídas somente por aminoácidos em 
sua composição, enquanto que as proteínas conjugadas ou heteroproteínas são preteínas que contém, 
além de aminoácidos, outros grupos orgânicos ou inorgânicos. Os grupos não protéicos que compõe as 
proteínas conjugadas são chamados de grupos prostéticos. São exmplos de grupo prostético: carboidratos 
(nas glicoproteínas), lipídeos (nas lipoproteínasEx LDL, IDL, VLDL, HDL), ácidos nucléicos (nas 
nucleoproteínas), DNA (nas desoxirribonucleoproteina), RNA (nas ribonucleoproteínas), metal (nas 
metaloproteinas), ferro (ferroproteínas), cromo (nas cromproteinas) etc. 
A hemoglobina é um exemplo de proteína conjugada. Ela contém 4 grupos prostéticos, cada um 
consistindo de um íon de ferro e a porfirina. São justamente estes grupos que habilitam a hemoglobina a 
carregar o oxigênio através da corrente sanguínea. 
 
1.7 CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS DE ACORDO COM A FORMA: 
 
As proteínas também podem ser classificadas de acordo com a forma em Proteínas globulares 
ou globosas e proteínas Fibrosas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
As proteínas globulares são formadas por uma ou mais cadeias polipeptídicas organizada em 
uma forma aproximadamente esférica ou elipsóide. São solúveis em água e desempenham várias funções 
dinâmicas (proteínas biologicamente ativas). Exemplos de proteínas blobulares: 
 
A) Mioglobina. A mioglobina presente no citosol das células musculares é uma proteína 
transportadora e armazenadora de oxigênio nos músculos esqueléticos e cardíacos dos vertebrados. A 
mioglobina (Figura 2-10) liga o oxigênio liberado pela hemoglobina nos capilares e posteriormente 
difundido através das membranas celulares. Formada por uma única cadeia polipeptídica de 153 resíduos 
de aminoácidos e um grupo prostético heme (anel heterocíclico porfirínico contendo quatro anéis 
pirrólicos e um átomo de Fe2+). 
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 Figura 2-10. Estrutura da molécula de mioglobina. O esqueleto peptídico é 
 constituído por oito α-hélices marcadas por letras, de A a H. 
 
B) Hemoglobina. A hemoglobina é uma proteína tetramérica (4 subunidades ou cadeias 
polipeptídica) presente nas hemáceas cuja principal função é o transporte do oxigênio dos pulmões aos 
tecidos periféricos. A hemoglobina também transporta CO2 e prótons, dos tecidos periféricos aos 
pulmões, para subseqüente excreção. 
A hemoglobina normal (figura 2-11) de adulto, a HbA consiste de quatro cadeias polipeptídicas: 
duas α (cada uma com 141 resíduos de aminoácidos) e duas β (cada uma com 146 resíduos de 
aminoácidos) representada por α2β2 e estabilizadas por pontes de hidrogênio e interações eletrostáticas. 
Outra forma encontrada em baixos teores (1 a 3,0% do total) no adulto é a HbA2 composta por cadeias 
α2δ2. A HbF formada por α2γ2 predomina no feto, em 60 a 90% no recémnascido e <1% após um ano. 
A hemoglobina H formada por quatro cadeias β, produzida quando faltam cadeias α para a síntese 
de HbA. A hemoglobina de Bart constituída de tetrâmero de γ, formada quando faltam cadeias α para a 
síntese de HbF no feto; apresenta-se em <2% no recém-nascido normal. Cada uma das cadeias de 
hemoglobina contém um grupo prostético, o heme (molécula de protoporfirina IX contendo um átomo de 
Fe2+). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2-11. Estrutura da molécula de hemoglobina. 
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Enquanto a mioglobina apresenta grande afinidade pelo oxigênio, a hemoglobina demonstra uma 
afinidade inicial lenta que se torna progressivamente mais rápida. Esse fenômeno é conhecido como 
interação cooperativa, uma vez que a ligação do primeiro O2 à desoxi−hemoglobina facilita a ligação de 
O2 às outras subunidades na molécula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2-12. Comparação entre as moléculas de mioglobina e hemoglobina 
 
De modo inverso, a dissociação do primeiro O2 da hemoglobina completamente oxigenada, 
Hb(O2)4, tornará mais fácil a dissociação de O2 das outras subunidades da molécula. A oxigenação da 
hemoglobina é acompanhada por mudanças conformacionais nas proximidades do grupo heme. A 
estrutura quaternária da hemoglobina desoxigenada (desoxi-Hb) é descrita como estado conformacional T 
(tenso) e aquela da hemoglobina oxigenada (oxi-Hb) como estado conformacional R (relaxada). A 
afinidade do O2 é mais baixa no estado T e mais alta no estado R. 
Em função da cooperatividade em associação e dissociação do oxigênio, a curva de saturação de 
oxigênio para a hemoglobina difere da observada para a mioglobina (Figura 2.15) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C) Os anticorpos ou imunoglobulinas (figura abaixo) compõem uma família de glicoproteínas 
produzidas pelos linfócitos B em resposta à presença de moléculas estranhas conhecidas como antígenos 
(resposta imunitária humoral). As características estruturais fundamentais das imunoglobulinas são: 
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• As moléculas de anticorpo são glicoproteínas com quatro cadeias polipeptídicas. Cada molécula 
tem estrutura em Y contendo duas unidades idênticas chamadas cadeias pesadas (H) e duas unidades 
idênticas entre si, porém de menor tamanho, denominadas cadeias leves (L). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• A estrutura primária das cadeias pesadas, denominadas cadeias γ, μ, α, δ e ε, é a base da 
classificação das imunoglobulinas em cinco classes: IgG,IgM, IgA, IgD e IgE, respectivamente. 
• As cadeias leves de cada molécula de imunoglobulina são formadas por apenas dois tipos κ e λ. 
• As quatro cadeias são covalentemente interconectados por pontes dissulfeto. No interior de cada 
cadeia da molécula, ligações dissulfeto intercadeias dobram a molécula em uma estrutura mais compacta. 
• Cada cadeia polipeptídica consiste de duas regiões região variável (V) e região constante (C) 
quanto à seqüência de aminoácidos, (estrutura primária). A região variável da cadeia leve (VL) é, 
aproximadamente, 50% do comprimento da cadeia enquanto a região variável da cadeia pesada (VH) é 
aproximadamente 25% do comprimento da cadeia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A digestão pela papaína fornece dois fragmentos principais chamados fragmento Fab, que retém a 
capacidade de ligar o antígeno da molécula intacta, e o fragmento Fc, que é cristalizável. 
 
As Proteínas fibrosas apresentam forma alongada, são geralmente insolúveis em água e 
geralmente fazem parte da composição de materiais estruturais de órgãos e ecidos, dando a eles 
elasticidade e/ou resistência. Dois bons exemplos, nos animais, são o colágeno e queratina. 
 
A) O colágeno é a proteína mais abundante em vertebrados sendo componente essencial do tecido 
conjuntivo que, numa variedade de formas geneticamente distintas, se distribui pela matriz óssea, pele, 
tendões, cartilagens, córnea, vasos sangüíneos, dentes e outros tecidos. O colágeno é sintetizado pelas 
células do tecido conjuntivo e secretado para o espaço extracelular para fazer parte de uma rede complexa 
de macromoléculas localizadas na matriz extracelular. 
O colágeno é uma proteína extracelular pouco solúvel em água e organizada em fibras de grande 
resistência. Cada molécula de colágeno é constituída de três cadeias polipeptídicas (uma tripla hélice) 
enroladas uma em torno da outra e orientadas para a direita com cerca de 1.000 resíduos de aminoácidos 
cada uma. 
As três cadeias polipeptídicas entrelaçam-se para formar uma tríplice hélice à direita, estabilizada 
por pontes de hidrogênio formadas entre as cadeias polipeptídicas individuais (entre o NH da glicina de 
uma cadeia e a C=O da prolina ou de outro aminoácido em outra cadeia) constituindo o módulo estrutural 
básico do colágeno, chamado tropocolágeno. 
As três cadeias polipeptídicas que compõem o colágeno são denominadas cadeias α. Essas cadeias 
combinadas em uma estrutura em tripla hélice formam os vários tipos de colágenos presentes nos tecidos. 
O colágeno tipo I, o mais abundante (90% do colágeno total), é formado por duas cadeias polipeptídicas 
α1 e uma cadeia α2 que formam uma hélice tríplice. 
 
B) As α-queratinas são proteínas constituídas quase exclusivamente de α-hélices compostas de 
três cadeias polipeptídicas enroladas em forma de corda helicoidal resistente ao estiramento. São ricas 
em resíduos de cisteína que formam pontes covalentes de dissulfeto que estabilizam as cadeias 
polipeptídicas adjacentes. Apresentam também teores importantes de resíduos de aminoácidos 
hidrofóbicos alanina, valina, isoleucina, fenilalanina e metionina. As α-queratinas formam a proteína da 
pele, cabelo, unhas, chifres, penas e lã. O cabelo é constituído de células mortas. 
 
C) Fibroína da seda. Muitos insetos e aranhas produzem seda, uma estrutura que consiste da 
proteína fibrosa fibroína embebida em uma matriz amorfa. Na fibroína, considerada uma β-queratina, as 
cadeias polipeptídicas são arranjadas na conformação de folhas β-antiparalela. As folhas β são formadas 
porque a fibroína tem elevado conteúdo de aminoácidos com grupos R relativamente pequenos como a 
glicina, alanina ou serina. A seda é uma fibra resistente por estar quase completamente distendida. Para 
esticá-la mais, seria necessário romper as ligações covalentes de suas cadeias polipeptídicas. No entanto, 
a flexibilidade da seda é ocasionada pelo deslizamento das folhas β adjacentes que estão associados por 
forças de van der Waals. 
 
 
 
 
 
 
 16 
Desnaturação e renaturação de proteínas 
 
A desnaturação ocorre pela alteração da conformação tridimensional nativa das proteínas sem 
romper as ligações peptídicas (estrutura primária). Como a estrutura tridimensional específica das 
proteínas é fundamental para o exercício de suas funções, alterações estruturais provocadas pela 
desnaturação ocasionam a perda parcial ou completa das suas funções biológicas. 
Muitas vezes, em condições fisiológicas, as proteínas recuperam a conformação nativa e restauram 
atividade biológica quando o agente desnaturante é removido em processo denominado renaturação. 
 
A desnaturação ocorre nas seguintes condições: 
 
1. Ácidos e bases fortes. Modificações no pH resultam em alterações no estado iônico de cadeias 
laterais das proteínas, que modificam as pontes de hidrogênio e as pontes salinas (associação de grupos 
iônicos de proteínas de carga oposta). Muitas proteínas tornam-se insolúveis e precipitam na solução. 
 
2. Solventes orgânicos. Solventes orgânicos solúveis em água como o etanol interferem com as 
interações hidrofóbicas por suainteração com os grupos R não-polares e forma pontes de hidrogênio com 
a água e grupos protéicos polares. Os solventes não-polares também rompem interações hidrofóbicas. 
 
3. Detergentes. As moléculas anfipáticas interferem com as interações hidrofóbicas e podem 
desenrolar as cadeias polipeptídicas. 
 
4. Agentes redutores. Em presença de reagentes como a uréia e β−mercaptoetanol ocorre a 
conversão das pontes dissulfeto em grupos sulfidrílicos. A uréia rompe pontes de hidrogênio e interações 
hidrofóbicas. 
 
5. Concentração de sais. A ligação de íons salinos a grupos ionizáveis das proteínas enfraquecem 
as interações entre grupos de cargas opostas da molécula protéica. As moléculas de água solvatam os 
grupos protéicos. Com a adição de grandes quantidades de sal às proteínas em solução, formam-se 
precipitados. As moléculas de água competem pelo sal adicionado tornando a quantidade de solvente 
muito pequena e, com isso, promovendo a agregação de moléculas protéicas e a sua precipitação. Esse 
efeito é chamado salting out. 
 
6. Íons de metais pesados. Metais pesados como o mercúrio e chumbo afetam a estrutura protéica 
de várias formas. Podem romper as pontes salinas pela formação de ligações iônicas com grupos 
carregados negativamente. Os metais pesados também se ligam com grupos sulfidrílicos, um processo 
que pode resultar em profundas alterações das estruturas e funções protéicas. Por exemplo, o chumbo 
liga-se aos grupos sulfidrílicos de duas enzimas da via sintética da hemoglobina causando anemia severa. 
 
7. Alterações na temperatura. Com o aumento da temperatura, a velocidade de vibração 
molecular aumenta. Eventualmente, interações fracas como as pontes de hidrogênio são rompidas 
promovendo alterações na conformação das proteínas. 
 
8. Estresse mecânico. Agitação e trituração rompem o delicado equilíbrio de forças que mantém a 
estrutura protéica. Por exemplo, a espuma formada quando a clara do ovo é batida vigorosamente contém 
proteína desnaturada. 
 
 17 
1.8 CORRELAÇÕES CLÍNICAS 
Os aminoácidos se combinam com vitaminas e minerais e servem como matéria prima para que o 
corpo fabrique enzimas, hormônios e outros agentes metabólicos. Ao contrário das proteínas alimentares, 
os aminoácidos não requerem digestão e são diretamente absorvidos, além de não sobrecarregarem o 
estômago e os intestinos. 
A utilização de aminoácidos como forma de suplementação alimentar deve ser realizada sob 
conduta profissional, pois não havendo ambiente bioquímico apropriado nas células, esses aminoácidos 
podem causar problemas para o metabolismo, ocasionado distúrbios de crescimento e desenvolvimento. 
Como já foi descrito anteriormente, alguns aminoácidos apresentam funções biológicas 
importantes. Nessa perspectivas, alguns peptídeos encontrados na natureza também desempenham 
funções importantes, atuando como hormônios (encefalinas,oxitocina, vasopressina e glucagon), 
antibiótico (gramicidina) e agentes redutores (glutationa) (tabela 2-3). 
 
Tabela 2-3: Peptídeos de Importância Biológica 
Peptídeos Nº de AA 
Glândulas/ Células 
produtoras 
Efeitos Principais 
Encefalinas 5 
Hipófise anterior e medula 
adrenal 
Analgésico 
Oxitocina 9 Hipotálamo 
Contração da musculatura 
uterina no parto e de glândulas 
mamaria na lactação 
Vasopressina 9 Hipotálamo 
Aumento da pressão sangüínea e 
da reabsorção de água pelo rim 
Glucagon 29 Células α do pâncreas Hiperglicemiante 
Gramicidina 10 Cepas de Bacillus brevis Antibiótico 
Glutationa 3 Maioria das células Anti-oxidante 
 
Os níveis estruturais de uma proteína são importantes, pois são eles que ditam a função final das 
proteínas. Qualquer alteração no dobramento e na conformação final leva a uma proteína com baixa ou 
nenhuma atividade biológica. Exemplo disso é a osteogenesis imperfecta, também conhecida como a 
doença dos ossos quebradiços, que é um grupo de pelo menos quatro afecções genéticas e 
bioquimicamente distintas com prevalência de 1:10000 recém-nascidos vivos. A gravidade da doença 
varia de moderada a letal e depende da natureza da mutação dos protadores. Na forma mais grave da 
doença, mais de 100 fraturas foram relatadas in útero. 
O defeito fundamental é no gene do procolágeno tipo I. Na maioria das mutações ocorre a 
substituição de uma única base no códon da glicina, resultando na distorção da tripla hélice de colágeno. 
A estabilidade do colágeno é reduzida pelo romprimento da ponte de hidrogênio N-H do resíduo de 
alanina (normalmente glicina) ao grupo carbonila da prolina adjacente da cadeia vizinha. 
A posição da mutação está relacionada com a gravidade da doença. As mutações próximas da 
extremidade C-terminal são mais graves que as próximas da extremidade N-terminal. Isso porque a 
formação da tripla hélice do colágeno inicia a partir do C-terminal e progride em direção ao N-terminal. 
As doenças causadas pelos prions são exemplos de doenças causadas pela forma inadequada das 
proteínas. A exemplo dessas afecções temos, a doença de Creutzfeldt-jakob, o Kuru e a doença da vaca 
louca. Estas condições ocorrem quando uma proteína cerebral, chamada de prion, transforma sua 
conformação normal (PrPSc). Esta transformação é autopropagante, levando a grande agregadosde PrPSc. 
O papel destes agregados na produção da condição patológica não é bem conhecido. 
 
 18 
ENZIMAS 
 
 
2. HISTÓRICO 
 
Até o final do século XVIII, muitos processos de biotransformação já tinham sido descritos. Por 
exemplo, a digestão da carne pelas secreções do estômago e a formação de açúcares a partir do amido, 
quando esse era colocado em contato com a saliva. 
Em 1878, Wilhelm Kühne empregou pela primeira vez o termo "enzima" para descrever o 
fermento, usando a palavra grega ενζυμον, que significa "levedar". O termo passou a ser mais tarde usado 
apenas para as proteínas com capacidade catalítica, enquanto que o termo "fermento" se refere à atividade 
exercida por organismos vivos (fungos). 
O prêmio Nobel de química em 1907 foi ganho por Eduard Buchner que descobriu que os extratos 
de levedo podiam fermentar o açúcar até a formação de álcool e provou que as enzimas envolvidas na 
fermentação continuavam funcionando mesmo quando removidos das células vivas. 
Por muito tempo foi discutido qual era a identidade química das enzimas. Alguns autores 
afirmavam que as proteínas, associadas à atividade enzimática, apenas eram o suporte da verdadeira 
enzima, e, por si próprias, incapazes de catálise. Em 1926, o pesquisador James B. Sumner purificou e 
cristalizou a urease de feijão-soja, a qual catalisa a hidrólise de uréia em amônia e gás carbônico, 
mostrando que tais cristais apresentavam constituição protéica. Em 1937, o mesmo autor realizou estudo 
semelhante com a enzima catalase e chegou as mesmas conclusões anteriores. 
Em 1947, o prêmio Nobel de química dado aos pesquisadores Northrop e Stanley, que em 1930, 
com o estudo de três enzimas digestivas (pepsina, tripsina e quimotripsina), deram a prova final da 
característica protéica das enzimas. J.B.S. Haldane escreveu um tratado intitulado "Enzimas", que 
continha a notável sugestão de que as interações por ligações fracas, entre a enzima e seu substrato, 
poderiam ser usadas para distorcer a molécula do substrato e catalisar a reação. 
As técnicas mais utilizadas atualmente para o estudo da estrutura das enzimas é a difração por raio 
X e ressonância magnética nuclear. A primeira enzima a ser descrita por esses métodos foi a lisozima, um 
enzima que existe na saliva, lágrimas e na clara de ovo e cliva a parede celular de bactérias. Começaram 
assim, a bioquímica e biologia estruturais, a compreender o funcionamento das enzimas a nível atômico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3-2: Histórico - Enzimologistas 
 
 
 
Wilhelm Kühne 
1837 - 1900 
Eduard Buchner 
1860 - 1917 
James B. Sumner 
1887 - 1955 
J.B.S. Haldane 
1892 - 1964 
 19 
2. INTRODUÇÃO 
As enzimas representam uma classe muito importante de proteínas biologicamente ativas. Elas são 
responsáveis pela catálise de diversas reações nas células. Reações que, sem o auxílio das enzimas, jamais 
aconteceriam ou, ainda, gerariam produtos indesejados. Outras moléculas também apresentam função 
catalítica, a exemplo de moléculas de RNA (ribozimas), capazes de atuar aumentando a velocidade de 
reações específicas. 
 
Figura 3-1: Estrutura das Enzimas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
As enzimas podem necessitar de grupos não protéicos para a realização da catalise. Esse grupo de 
moléculas é conhecido como co-fator, que pode ser orgânicos (co-enzimas) ou inorgânicos (íons 
metálicos). Os co-fatores podem estar tão intimamente ligados as enzimas ao ponto de não haver uma 
separação entre esses dois elementos, sendo assim o co-fator é chamado de grupo prostético. 
 
Tabela 3-01: Alguns Elementos Inorgânicos que são Co-fatores 
Elemento Enzima 
Cu2+ Citocromo oxidase 
Fe2+ ou Fe3+ Citocromo oxidase, catalase, peroxidsase e 
K+ piruvato cinase 
Mg2+ Hexocinase, glicose 6-fosfatase e piruvato cinase 
Mn2+ Arginase, riubonucleotídeo redutase 
Mo Dinitrogenase 
Ni2+ Urease 
Se Glutaiona peroxidase 
Zn2+ Anidrase carbônica, álcool desidrogenase, carboxipeptidase A e B 
 
 
Aminoácidos - Proteína Nucleotídeos - RNA 
 20 
Tabela 3-02: Algumas Coenzimas que Transportam Átomos ou Grupos Funcionais 
Elemento Enzima 
Biocitiona CO2 Biotina 
Coenzima A Grupos Acil 
Ácido pantotênico e 
outros compostos 
5’-Desoxiadenosilcobalamina (coenzima B12) Átomo de H Vitamina B12
 
Flavina adenina dinucleotídeo Elétrons Riboflavina (B2) 
Lipoato Elétrons e grupos acil - 
Nicotinamida adenina dinucleotídeo Íon hidreto (:H– ) Ácido nicotínico (B3) 
Piridoxal fosfato Grupo amino Piridoxina (B6) 
Tetrahidrofolato Carbono Folato 
Tiamina pirofosfato Aldeído Tiamina (B1) 
 
As enzimas atuam em um conjunto de reações biológicas chamadas de metabolismo, onde cada 
reação é realizada e controlada por uma enzima específica que gera um determinado produto que será 
posteriormente utilizado como reagente de uma reação seguinte. Diferentes enzimas catalisam diferentes 
passos de vias metabólicas, agindo de forma sincronizada de modo a não interromper o fluxo normal das 
reações químicas da célula. 
 
2.1 PROPRIEDADES GERAIS DAS ENZIMAS 
 
- Aumenta a Velocidade das Reações: A velocidade das reações catalisadas por enzimas são 
tipicamente 106 a 1012 vezes maiores que as reações correspondentes não-catalisadas, isso se deve a 
capacidade de diminuir a energia de ativação (valor mínimo de energia que as moléculas de reagentes 
devem possuir para que uma colisão entre elas seja eficaz). 
 
- Condições Químicas: As reações mediadas por enzimas ocorrem, na maioria das vezes, em uma faixa 
de condições químicas brandas e compatíveis com a vida, ou seja, temperatura inferior a 100°C, pressão 
atmosférica e pH quase neutro. Existem exceçõesa essa regra, como é o caso de bactérias termófilas que 
habitam regiões onde a pressão e a temperatura são elevadas. 
 
- Maior Especificidade: As enzimas apresentam um grau maior de especificidade do que os catalisadores 
químicos em relação a identidade de seus substratos (reagentes) e do seus produtos; isto é, as reações 
enzimáticas poucas vezes produzem subprodutos. 
 
- Capacidade de Regulação: A atividade catalítica das enzimas varia em resposta às condições químicas 
do meio e as concentrações de outras substâncias presentes na reação (reagentes, inibidores, ativadores, 
co-fator). 
 
- Endógenas: as enzimas são moléculas produzidas pelas células, não havendo necessidade da sua 
obtenção por meio da alimentação. 
 
 21 
2.2 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO 
 
A forma mais comum de nomenclatura das enzimas é a indicação do substrato e a utilização do 
sufixo ase em uma segunda palavra que indica a reação que a enzima catalisa. Além disso, algumas 
enzimas, por terem sido descritas há muito tempo, permanecem com a designação clássica, como a 
exemplo das enzimas digestivas pepsina, tripsina e quimiotripsina. Mas essa nomenclatura usual não é tão 
informativa e pode levar a vários nomes para uma mesma enzima. Por isso, a determinação da 
nomenclatura das enzimas foi normatizada por um comitê especializado, o Nomenclature Committee of 
the International Union of Biochemistry and Molecular Biology / Enzyme Comission (NC-IUBMB / EC) 
(tabela 3-01). 
 
Tabela 3-03: Classificação das Enzimas Segundo a Comissão de Enzimas 
1. Oxido-redutases (reações de oxidação-redução ou transferência de elétrons – Desidrogenases e 
Oxidases) 
1.1.atuando em CH-OH 
1.2.atuando em C=O 
1.3.atuando em C=O- 
1.4.atuando em CH-NH
2 
 
1.5.atuando em CH-NH- 
1.6.atuando em NADH, NADPH 
2.Transferases (transferem grupos funcionais como amina, fosfato, acil, carboxil – Quinases e 
Transaminases) 
2.1.grupos com um carbono 
2.2.grupos aldeído ou cetona 
2.3.grupos acil 
2.4.grupos glicosil 
2.7.grupos fosfatos 
2.8.grupos contendo enxôfre 
3.Hidrolases (reações de hidrólise de ligação covalente) 
3.1.ésteres 
3.2.ligações glicosídicas 
3.4.ligações peptídicas 
3.5.outras ligações C-N 
3.6.anidridos ácidos 
4.Liases (adição de grupos a duplas ligações ou remoção de grupos deixando dupla ligação) 
4.1. =C=C= 
4.2. =C=O 
4.3. =C=N- 
5.Isomerases (reações de interconversão entre isômeros óticos ou geométricos - Epimerases) 
5.1.racemases 
5.2.cis-trans-Isomerases 
5.3.oxidoredutases intramoleculares 
5.4.transferases intramoleculares 
5.5.liases intramoleculares 
6.Ligases (condensação de duas moléculas, sempre às custas de energia, geralmente do ATP - 
Sintetases) 
6.1. C-O 
6.2. C-S 
6.3. C-N 
6.4. C-C 
 
 22 
Tabela 3-04: As Seis Classes de Enzimas e as Reações que Catalisam 
Classe Tipo de Reação Descrição 
1. Oxirredutases AH2 + B  A + BH2 
Catalisam reações de oxirredução, 
transferindo elétrons, hidretos (H-) ou 
prótons (H+). 
2. Transferases A–X + B  A + B–X 
Transferem grupos químicos entre 
moléculas. 
3. Hidrolases A–B + H2O  A–H + B–OH 
Utilizam a água como receptor de grupos 
funcionais de outras moléculas. 
4. Liases 
 X Y 
 l l 
A=B + X–Y  A–B 
Formam ou destroem ligações duplas, 
respectivamente retirando ou adicionando 
grupos funcionais. 
5. Isomerases 
X Y Y X 
 l l l l 
A–B  A–B 
Transformam uma molécula no seu 
isômero. 
6. Ligases A + B  A–B 
Formam ligações químicas por reações de 
condensação, consumindo energia sob a 
forma de ATP. 
 
A partir destas categorias principais, as enzimas ainda são subdivididas em outras categorias, 
podendo ser identificadas sem ambigüidade pelo seu número da EC; por exemplo, EC 5.4.2.2 é a 
fosfoglicomutase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 23 
2.3 INTERAÇÃO ENZIMA-SUBSTRATO 
 
Tal como todas as proteínas, as enzimas são formados por longas cadeias lineares de aminoácidos 
que se dobram resultando em uma estrutura tridimensional. Cada seqüência única de aminoácidos produz 
também uma estrutura tridimensional singular que apresenta propriedades específicas. Cadeias 
individuais de proteínas podem por vezes agrupar-se para formar um complexo protéico. 
Em uma proteína enzimática, existe um domínio chamado de "sítio ativo", onde se liga o 
substrato (a molécula reagente) e diminui a energia do estado de transição que leva ao produto desejado. 
A ligação entre o sítio ativo e o substrato é específica; a molécula precisa ter certas características 
eletrônicas e espaciais que permitam o seu "encaixe" na proteína. Por isso esta relação tem sido chamada 
de chave-fechadura (lock'n'key). 
A maioria das enzimas é maior do que o substrato sobre o qual atua, e só uma pequena porção da 
enzima está envolvida na catálise (sítio ativo  conjunto de radicais dos resíduos de aminoácidos 
responsáveis pela catálise). As enzimas também podem ter sítios onde se ligam co-fatores e em outra 
pode haver um sítio de ligação para pequenas moléculas efetoras (sítio alostérico), que são produtos ou 
substratos, diretos ou indiretos, da reação enzimática. Estas moléculas, ao ligarem ao sítio alostérico, são 
capazes de aumentar ou diminuir a atividade da enzima. 
A análise mais apuradas (difração de raio X e ressonância magnética) da estrutura das enzimas 
permitiu aos enzimologista a compreenderem que o substrato induz modificações sutis na estrutura das 
enzimas, o que torna a catálise mais eficiente. Esse modelo é conhecido como encaixe induzido e baseia-
se nas modificações sofridas pelas enzimas durante a catálise. 
 
Figura 3-3: Modelos de Interação entre Enzima e Substrato 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cada enzima apresenta grau de especificidade, podem agir em vários substratos correlacionados 
ou ser capa de diferenciar isômeros de um mesmo composto. Exemplo disso são as enzimas digestivas 
que degradam proteínas dos alimentos, mas não atuam em carboidratos e lipídeos; e as enzimas 
responsáveis pela síntese de DNA que apresentam taxas de 1 erro em 1.000.000 nucleotídeos, sendo 
capaz de retornar verificando se o nucleotídeo adicionado ao DNA está corretamente pareado. 
As enzimas possuem normalmente uma alta especificidade em relação às reações que catalisam e 
aos substratos que estão envolvidos nessas reações. A forma complementar, carga e características 
hidrofílicas/hidrofóbicas, são responsáveis por esta especificidade. As enzimas exibem também elevados 
níveis de estereoespecificidade, regioseletividade e quimioseletividade. 
Algumas enzimas que produzem metabolitos secundários são descritos como promíscuos, visto 
que podem atuar num largo espectro de diferentes substratos. Tem sido sugerido que este tipo de 
especificidade diminuída é importante nos processos de evolução de novas vias no metabolismo. 
Modelo Chave-Fechadura Modelo Encaixe-Induzido 
Enzima 
Sítio Ativo 
Substrato 
Complexo 
Ativado 
(Complexo ES) Enzima 
Sítio Ativo 
Substrato 
Complexo 
Ativado 
(Complexo ES) 
 
 24 
2.4 ENZIMAS ALOSTÉRICAS 
 
As enzimas reguladas por modificações não-covalentes são chamadas de alostéricas. As mesmas 
são encontradas em quase todas as vias metabólicas e geralmente catalisa uma reação irreversível 
localizada no início da via. Quanto à sua estrutura, são oligoméricas, ou seja, compostas de varias cadeias 
polipeptídicas, cada uma com um sítio alostérico. A ligação do substrato ao sítio alostérico de uma das 
subunidades afeta a conformação das demais, facilitando ou dificultando a ligação dos demais substratos 
ao sítio ativo. 
As enzimas alostéricas são sensíveis à reguladores do metabolismo, pois ao se ligarem a 
determinados metabólitos celulares sofrem grandes alterações em sua atividade. Estes metabólitos 
também podem ser chamados de efetuadores ou moduladores alostéricos, e podem ser positivos (aumento 
da velocidade da enzima) ou negativos (redução da velocidade da enzima) de acordocom o seu efeito. 
Portanto, os moduladores alostéricos podem atuar tanto como inibidores como ativadores da reação 
enzimática. 
Na maioria das vias metabólicas é comum que o produto final atue como modulador alostérico 
negativo da enzima que catalisa as primeiras reações da via. Portanto, quando a concentração deste 
produto fica aumentada ele age como um inibidor alostérico, diminuindo a velocidade da via e a sua 
própria produção. Este mecanismo é denominado inibição por retroalimentação ou feedback. Caso o 
produto final comece a ser consumido, consequentemente sua concentração diminui, deixando de inibir a 
via metabólica, proporcionando o retorno do funcionamento da mesma. 
 
Figura 3-04: Enzima Alostérica 
 
 
 
 
 
 
 
2.5 ISOENZIMAS 
 
As isoenzimas são enzimas que diferem na seqüência de aminoácidos, mas catalisam a mesma 
reação química. Elas são codificadas por genes diferentes e apresentam parâmetros cinéticos peculiares, 
ou seja, diferentes valores de KM e diferentes propriedades de regulação. 
As isoenzimas são o resultado de diferentes alterações nucleotídicas, a exemplo de duplicação de 
genes e inserção ou deleção de bases. O acúmulo de mutações pode ocasionar a perda de função de uma 
das isoenzimas, mas algumas dessas enzimas persistiram durante a evolução, pois sua função é idêntica à 
original, com pequenas alterações nos mecanismo de regulação de cada uma das isoformas. 
A existência de isoenzimas permite o ajuste fino do metabolismo por satisfazer as necessidade 
particulares de um determinado tecido ou um dado estágio do desenvolvimento. Considerem a lactato 
desidrogenase (LDH), uma enzima que funciona no metabolismo anaeróbio e na síntese da glicose. Os 
seres humanos têm duas cadeias isoenzímicas para esta enzima; a isoenzima H, muito expressa no 
coração, e a isoenzima M, encontrado no músculo esquelético. A sequência de aminoácidos entre as duas 
isoformas é 75% idêntica. 
 
Estado 1 (Inativo) Estado 2 (Ativo) 
 25 
A enzima funcional é um tetrâmero, e são possíveis muitas combinações diferentes das duas 
subunidades. A isoenzima H4, encontrada no coração, tem maior afinidade pelo substrato do que M4. As 
duas isoenzimas também diferem porque os nívesi altos de piruvato inibem alostericamente a H4, mas não 
a isoenzima M4. As outras combinações, como H3M, têm propriedades intermediárias dependendo da 
proporção destes dois tipos de cadeia. 
 
Figura 3-04: Isoenzimas – Lactato Desidrogenase 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Coração Rins 
 
Hemácias Cérebro Leucócito Músculo Fígado 
 26 
2.6 ATIVIDADE ENZIMÁTICA 
As enzimas convertem reagentes (substratos) em produtos específicos. Isso significa que, em 
geral, uma enzima catalisa um tipo de reação química. Conseqüentemente, o tipo de enzimas encontrados 
numa célula determina o tipo de metabolismo que a célula efetua. 
A velocidade da reação catalisada por uma enzima é aumentada devido a diminuição da energia de 
ativação necessária para converter o substrato em produto. O aumento da velocidade da reação pode ser 
da ordem de milhões de vezes: por exemplo, a enzima orotidina-5'-fosfato descarboxilase diminui o 
tempo da reação por ela catalisada de 78 milhões de anos para 25 milissegundos. 
A velocidade da reação catalisada pelas enzimas é diretamente proporcional à concentração dos 
reagentes, ou seja, em uma transformação simples de A→B a velocidade pode ser representada por 
v=k[A]; com o decorrer da reação a concentração de A diminui e, conseqüentemente, a velocidade da 
reação diminui. O método utilizado para obtenção da velocidade de uma reação enzimática é baseado em 
uma padronização laboratorial chamada de velocidade inicial (v0). 
A velocidade de uma reação química é definida pelo número de moléculas de reagente(s) que são 
convertidas em produto(s), em um período de tempo especificado e depende da concentração dos 
componentes químicos envolvidos no processo e das constantes de velocidade, que são características da 
reação. A maioria das reações que ocorrem na natureza é reversível. Cada reação química apresenta um 
ponto de equilíbrio característico, onde as velocidades absolutas na direção da formação de produto(s) e 
na direção de formação de reagente(s) são iguais. Este ponto de equilíbrio é descrito por uma constante de 
equilíbrio, que corresponde à relação entre as duas constantes de velocidade. 
 
Figura 3-05: Enzimas: um catalisador biológico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esta velocidade é obtida medindo-se a quantidade de produto formado em tempos suficientemente 
curtos para que, no máximo, 5% do reagente (substrato) seja consumido. Com esse método pode-se 
considerar que a concentração do substrato permanece aproximadamente constante durante o tempo 
medido. Outro fator relevante é o tempo da reação, que não é semelhante entre as enzimas, isto é, cada 
enzima apresenta afinidade diferente pelo seu substrato e tempos diferentes de reação. 
 27 
k1 
k2 
k3 
 
 
 
 
As enzimas, como outros catalisadores, não interferem na constante de equilíbrio das reações, mas 
aumentam a velocidade das reações químicas, diminuindo a energia de ativação dos reagentes necessa´ria 
para alcançar o estado de transição. 
As enzimas não somente aceleram as reações, mas também acoplam reações endergônicas e 
exergônicas. Considere a energia livre (ΔG°’) necessária para transformar glicose em glicose-6-fosfato: 
 
Glicose + Pi → Glicose-6-Pi ΔG°’ = 4,0 kcal/mol 
 
e a energia de hidrólise do ATP: 
ATP → ADP + Pi ΔG°’ = -7,3 kcal/mol 
 
Das reações citadas acima, somente a hidrólise do ATP é possível, pois é uma reação exotérmica 
(liberação de energia) e dessa forma diminui a energia do sistema. A reação de glicose para glico-6-Pi é 
endotérmica, aumentado a entropia do sistema, logo é uma reação dita impossível. 
Mas a enzima hexocinase catalisa o acoplamento destas duas reações, gerando glicose-6-fosfato, 
com ΔG°’ de hidrólise -3,3 kcal/mol: 
 
Glicose + ATP → Glicose-6-Pi + ADP + Pi ΔG°’ = -3,3 kcal/mol 
 
Em 1913, Leonor Michaelis e Maud Menten propuseram um modelo simples para explicar essas 
características cinéticas. Elas propuseram que uma enzima, E, combina-se com o substrato, S, formando 
um complexo ES (complexo ativado), com uma constante de velocidade k1. O complexo ES pode 
dissociar-se para E e S, com uma constante de velocidade k2, ou pode prosseguir formando o produto P, 
com uma constante de velocidade k3. Na etapa inicial da reação, antes que a concentração de produto seja 
apreciável, quase nada do produto é revertido para o substrato inicial. 
 
E + S ⇌ ES 
 
ES → E + P 
E + S ⇌ ES → E + P 
 
A velocidade de formação ES será 
v1=k1 [E][S] 
[E] representa a quantidade de enzima livre, que é a diferença entre a concentração de enzima total 
[Et] e a concentração de enzima ligada ao substrato [ES]. Substituindo esses valores em [E] temos: 
 
v1=k1 ([Et] – [ES]) . [S] 
 
 28 
A velocidade de desaparecimento de ES será a soma de 
 
v2 = k2 [ES] dissociação de ES em E + S 
v3 = k3 [ES] transformação de ES em E + P 
ou seja, 
v2 + v3 = k2 [ES] + k3 [ES] → v2 + v3 = (k2 + k3) . [ES] 
 
Durante os tempos considerados iniciais da reação, a concentração de ES mantém-se constante, 
com o estabelecimento de um equilíbrio estacionário (steady-state). As velocidades de formação (v1) e de 
desaparecimento (v2 + v3) de ES são, portanto, iguais. 
 
v1 = v2 + v3 
 
k1 ([Et] – [ES]) . [S] = (k2 + k3) . [ES] 
 
([Et] – [ES]) . [S] = (k2 + k3) . [ES] 
 k1 
 
[Et] . [S] – [ES] . [S] = (k2 + k3) . [ES] 
k1 
 
[Et] . [S] = (k2 + k3) . [ES] + [ES] . [S] 
 k1 
 
 
[Et] . [S] = [ES] (k2 + k3) + [S] 
 k1 
 
[ES] = [Et] . [S] Equação A 
 (k2 + k3) + [S] 
 k1 
A velocidade inicial da reação total é a velocidade do aparecimento do produto. 
v0 = k3 [ES] 
Substituindo o valor de [ES] na equação A:v0 = k3 [Et] . [S] 
 (k2 + k3) + [S] 
 k1 
 29 
A velocidade máxima (Vmáx) da reação corresponde ao produto k3 . [Et] 
 v0 = Vmáx . [S] 
 (k2 + k3) + [S] 
 k1 
A relação entre (k2 + k3)/ k1 foi definida por Michaelis-Menten como uma nova constante, KM (Constante 
de Michaelis-Menten). Chega-se assim à expressão final da equação de Michaelis-Menten. 
 
v0 = Vmáx . [S] 
 KM + [S] 
 
Quando a velocidade inicial é igual à metade da velocidade máxima teremos 
 Vmáx = Vmáx . [S] 
 2 KM + [S] 
 
 1 = [S] 
 2 KM + [S] 
 
KM + [S] = 2 [S] → KM = [S] 
 
A última igualdade indica que a constate de Michaelis-Menten (KM) é numericamente igual à 
concentração de substrato que determina a metade da velocidade máxima, o que permite a fácil 
determinação experimental dessa constante. 
 
2.7 FATORES QUE INTERFEREM NA ATIVIDADE ENZIMÁTICA 
A atividade enzimática depende de muitos fatores, dentre eles podemos citar a concentração do 
substrato e da enzima, a temperatura, o pH e a pressão. Quanto a concentração do substrato, a atividade 
aumenta linearmente com o aumento da concentração do reagente, indicando que durante a reação ainda 
havia moléculas de enzimas livres, mas depois de uma determinada concentração a velocidade mantém-se 
constante, indicando que toda enzima está na forma de ezima-substarto [ES] e, nesse ponto a velocidade 
não aumenta, permanecendo constante. 
 
Figura 3-5: Concentração do Substrato x Atividade Enzimática 
 
 
 
 
 
 
 
 
 30 
O aumento da concentração da enzima aumenta a velocidade da reação, pois disponibiliza mais 
enzima livre, e dessa forma pode haver mais formação do complexo enzima-substrato e transformação de 
substrato em produto. 
 
Figura 3-6: Concentração da Enzima x Atividade Enzimática 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A elevação da temperatura aumenta o grau de agitação das moléculas, podendo ocasionar o 
rompimento das forças que matem a estrutura das enzimas, alterando a estrutura tridimensional desses 
catalisadores. O pH também é um fator importante, uma vez que alguns dos aminoácidos que compõe a 
estrutura da enzima apresenta grupos que podem ser protonados ou desprotonados, isso pode alterar a 
conformação espacial e carga elétrica das enzimas interrompendo a interação desse catalizador com o 
meio e com o seu substrato. Quando a enzima perde a sua estrutura tridimensional e, portanto, as suas 
propriedades, dizemos que ela sofreu desnaturação. 
Cada enzima possui um KM característico para um dado substrato; este parâmetro é muitas vezes 
usado para demonstrar a afinidade da enzima para diferentes substratos. Um exemplo disso é a enzima 
hexocinase, que degrada carboidratos com seis carbonos, mas apresenta afinidade diferente para cada um 
deles. 
No caso em que o substrato é a glicose, a metade da Vmáx é obtida com concentração do açúcar 
igual a 0,15mM, ou seja, é necessário uma concentração de 0,15mM de glicose para que metade da 
enzima disponível encontre-se ligada à glicose. Para conseguir situação análoga com a frutose, é 
necessário uma concentração de frutose 10 vezes maior, ou seja, 1,5mM. Então, a hexocinase tem maior 
afinidade pela glicose, pois seu KM para esse substrato é menor. 
 
2.8 TRANSFORMAÇÃO DE LINEWEAVER-BURK 
 
A equação de Michaelis-Menten é a equação de uma hipérbole retangular; portanto, 
rigorosamente, os valores de Vmáx nunca são atingidos, pois a curva tem assíntota no valor do eixo v0. 
Este fato dificulta a determinação do KM, ainda mais levando-se em conta que boas aproximações dos 
valores de Vmáx devem ser obtidas com concentração tão altas de substratos que são, às vezes, 
experimentalmente difíceis de conseguir. 
 31 
O problema de determinação exata do KM e da Vmáx pode, entretanto, ser resolvido através da 
transformação algébrica da equação de Michaelis-Menten. Esta transformação, formulada por Lineweaver 
e Burk, é obtida tomando o inverso daquela equação. 
 
1 = KM + [S] 
v0 Vmáx . [S] 
 ou 
1 = KM . 1 + 1 
v0 Vmáx [S] Vmáx 
 
que é uma reta do tipo y = ax + b 
Um gráfico com valores de 1/v0 contra valores de 1/[S] é, portanto, uma reta cujo intercepto nas 
ordenadas é 1/Vmáx e, nas abscissas, – 1/KM. 
Esta inversão permiti a determinação do valor de KM (e de Vmáx) sem que seja necessário 
determinar experimentalmente o valor de Vmáx, já que a reta pode ser traçada a partir de alguns pontos 
experimentais, prolongando-se a reta até o eixo das ordenadas, encontram-se o valor do inverso de Vmáx; 
o ponto em que a reta corta o eixo das abscissas fornecerá o valor negativo do inverso de KM. 
 
Figura 3-6: Transformação De Lineweaver-Burk 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.9 INIBIDORES 
Os inibidores são moléculas capazes de impedir o diminuir a atividade das enzimas. Os inibidores 
podem ser utilizados pelas células para controlar processos biológicos complexos, a exemplo das vias 
metabólicas. Algumas vezes os inibidores podem ser tornar venenos, pois o excesso deles pode desativar 
muitas enzimas; ou ainda, os inibidores são utilizados como fármacos no controle de estados metabólicos 
indesejados. 
Os inibidores são classificados em: 
 
- Inibidores Irreversíveis: são moléculas que reagem com as enzimas levando-as praticamente a 
inativação total. Esses inibidores dissociam-se muito lentamente de suas enzimas, porque ficam ligados 
muito fortemente à enzima, por covalência ou não. Exemplos de inibidores irreversíveis são os compostos 
organofosforados, que formam ligações covalentes com os resíduos de aminoácidos das enzimas 
(principalmente serina e cisteína); a aspirina (ácido acetil-salicílico) que age modificando covalentemente 
a enzima ciclo-oxigenase, reduzindo a síntese de sinais de inflamação; a penicilina, que atua modificando 
por covalência a enzima transpeptidase, impedindo a síntese da parede celular bacteriana. 
 32 
 
- Inibidores Reversíveis: São substâncias que inativam as enzimas por um pequeno período de tempo, ou 
seja, o inibidor reversível é caracterizado por uma rápida dissociação do complexo enzima-inibidor. Os 
inibidores reversíveis podem ser divididos em: 
 
a) Inibição Competitiva: o inibidor tem estrutura espacial semelhante ao do substrato, por isso 
existe uma competição pelo centro ativo da enzima. A molécula que estiver em maior 
concentração, inibidor ou substrato, é aquela que vai se ligar primeiramente a enzima, impedindo 
dessa forma ligação da outra. Um inibidor competitivo diminui a velocidade de catálise ao reduzir 
a proporção de moléculas de enzimas ligadas a um substrato. A velocidade máxima da reação não 
é alterada, mas o KM aumenta. 
 
b) Inibição Não-Competitiva: o minibidor não apresenta semelhança estrutural como substrato, 
logo não compete pelo sítio ativo da enzima. Esse inibidor apresenta outro sítio de ligação, 
podendo associar-se a enzima livre ou como o complexo enzima-substrato. A velocidade máxima 
da reação diminui, mas o KM não é alterado. 
 
c) Inibição Incompetitiva: nesse caso o inibidor só se liga ao complexo enzima substrato. Isso 
acontece, porque o sítio de ligação do inibidor só surge após a interação da enzima com o seu 
substrato. Logo, quanto mais substrato maior será a inibição. A velocidade máxima da reação 
diminui e o KM é alterado. 
 
Figura 3-7: Inibidores Irreversíveis 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Compostos Organofosforados 
Malathion 
Dimetoato 
Chlorfenvinphos 
Parathion Tetraetil Fosfato - 
TEPP 
Trichlorfon 
Fármacos 
Ácido 
Acetilsalicílico 
Penicilina 
Amoxicilin
a 
Ampicilina Tetracilina 
Estreptomici
na 
Neomicina 
 33 
Figura 3-8: Inibidores Não-Competitivos: Metais Pesados 
Figura 3-8: Inibidores Competitivos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Substrato Enzima Inibidor 
Diidropteroato sintase 
Adenilsuccinatosintase 
Timidilato sintase 
Diidrofolato redutase 
Sulfanilamida: utilizado para 
combater infecções bacterianas 
Mercaptopurina: utilizado no 
tratamento de leucemia 
Fluorouracila: utilizado no 
combate de tumores 
Metotrexato: utilizado no 
tratamento de leucemia 
AZT (3’-azido-2’-desotimidina): 
utilizado no tratamento de AIDS 
p-Aminobenzoato 
Hipoxantina 
Uracila 
Diidrofolato 
Desotimidina 
DNA polimerase viral 
 34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 35 
 
2.10 CORRELAÇÕES CLÍNICAS 
 
As enzimas são proteínas com propriedades catalisadoras sobre as reações que ocorrem nos 
sistemas biológicos. Elas têm um elevado grau de especificidade sobre seus substratos acelerando reações 
específicas sem serem alteradas ou consumidas durante o processo. O estudo das enzimas tem imensa 
importância clínica. Em algumas doenças as atividades de certas enzimas são medidas, principalmente, no 
plasma sangüíneo, eritrócitos ou tecidos. Todas as enzimas presentes no corpo humano são sintetizadas 
intracelularmente. 
 
Três casos se destacam: 
 
Enzimas plasma-específicas: Enzimas ativas no plasma e utilizadas no mecanismo de coagulação 
sangüínea e fibrinólise. 
Ex.: pró-coagulantes: trombina, fator XII, fator X e outros. 
 
Enzimas secretadas: São secretadas geralmente na forma inativa e após ativação atuam em locais 
extracelulares. Os exemplos mais óbvios são as proteases ou hidrolases produzidas no sistema digestório. 
Ex.: lipase, α-amilase, tripsinogênio e antígeno prostático específico. 
 
Enzimas celulares: Normalmente apresentam baixos teores séricos, mas os níveis aumentam 
quando são liberadas a partir de tecidos lesados por alguma doença. Isto permite inferir a localização e a 
natureza das variações patológicas em alguns órgãos, tais como: fígado, pâncreas e miocárdio. A elevação 
da atividade sérica depende do conteúdo de enzima do tecido envolvido, da extensão e do tipo de necrose. 
São exemplos de enzimas celulares as transaminases, lactato desidrogenases, etc. 
 
As meias-vidas das enzimas teciduais após liberação no plasma apresentam grande variabilidade – 
nos casos de enzimas medidas com propósitos diagnósticos e prognósticos podem variar desde algumas 
horas até semanas. Em condições normais as atividades enzimáticas permanecem constantes, refletindo o 
equilíbrio entre estes processos. Modificações nos níveis de atividade enzimática ocorrem em situações 
onde este balanço é alterado. As elevações na atividade enzimática são devidas: 
 
Aumento na liberação de enzimas para o plasma é conseqüência de: 
- Lesão celular extensa, as lesões celulares são geralmente causadas por isquemia ou toxinas celulares, 
por exemplo: na elevação da atividade da isoenzima CK-MB após infarto do miocárdio. 
 
- Proliferação celular e aumento na renovação celular, por exemplo: aumentos na fosfatase alcalina pela 
elevação da atividade osteoblástica durante o crescimento ou restauração óssea após fraturas. 
 
- Aumento na síntese enzimática, por exemplo: marcada elevação na atividade da γ-glutamil transferase 
após a ingestão de álcool. 
 
- Obstrução de ductos – afeta as enzimas normalmente encontradas nas secreções exócrinas, por exemplo: 
a amilase e a lipase no suco pancreático. Estas enzimas podem regurgitar para a corrente circulatória se o 
ducto pancreático-biliar estiver bloqueado. 
 
 36 
Redução da remoção de enzimas do plasma devido à insuficiência renal. Afetas enzimas excretadas 
na urina, por exemplo: a amilase pode estar elevada na insuficiência renal. 
A redução nos níveis de atividade enzimática são comuns e ocorrem na: 
- Síntese enzimática reduzida, por exemplo: colinesterase baixa na insuficiência hepática grave pela 
redução do número de hepatócitos. 
- Deficiência congênita de enzimas, por exemplo: baixa atividade da enzima fosfatase alcalina plasmática 
na hipofosfatasemia congênita. 
- Variantes enzimáticas inerentes com baixa atividade biológica, por exemplo, variantes anormais da 
colinesterase. 
A utilidade diagnóstica da medida das enzimas plasmáticas reside no fato que as alterações em 
suas atividades fornecem indicadores sensíveis de lesão ou proliferação celular. Estas modificações 
ajudam a detectar e, em alguns casos, localizar a lesão tecidual, monitorar o tratamento e o progresso da 
doença. No entanto, muitas vezes falta especificidade, isto é, existem dificuldades em relacionar a 
atividade enzimática aumentada com os tecidos lesados. Isto porque as enzimas não estão confinadas a 
tecidos ou órgãos específicos, pois estão grandemente distribuídas e suas atividades podem refletir 
desordens envolvendo vários tecidos. 
Na prática, a falta de especificidade é parcialmente superada pela medida de vários parâmetros 
(que incluem várias enzimas). Como as concentrações relativas das enzimas variam consideravelmente 
em diferentes tecidos, é possível, pelo menos em parte, identificar a origem de algumas enzimas. Por 
exemplo, apesar das enzimas transaminases ALT (GTP) e AST (GOT) serem igualmente abundantes no 
tecido hepático, a AST (GOT) apresenta concentração 20 vezes maior que a ALT (GTP) no músculo 
cardíaco. A determin ação simultânea das duas enzimas fornece uma clara indicação da provável 
localização da lesão tecidual. A especificidade enzimática pode também ser aumentada pela análise das 
formas isoenzimáticas de algumas enzimas como na lactato desidrogenase. 
A seleção de quais enzimas medir com propósitos diagnósticos e prognósticos depende de vários 
fatores. As principais enzimas de uso clínico, juntamente com seus tecidos de origem e aplicações clínicas 
são listadas na tabela 3-05. 
 
Tabela 3-05: Distribuição de algumas enzimas de importância diagnóstica 
Enzima Principal fonte Principais aplicações clínicas 
Amilase ovários Glândulas salivares, pâncreas, Enfermidade pancreática 
Aminotransferases 
(transaminases) 
Fígado, músculo esquelético, coração, 
rim, eritrócitos 
Doenças do parênquima hepático, infarto do 
miocárdio, doença muscular 
Antígeno prostático 
específico 
Próstata Carcinoma de próstata 
Creatina quinase 
Músculo esquelético, cérebr o, coração, 
músculo liso 
Infarto do miocárdio, 
Fosfatase ácida Próstata, eritrócitos Carcinoma da próstata 
Fosfatase alcalina 
Fígado, osso, mucosa intestinal, placenta, 
rim 
Doenças ósseas, enfermidades hepáticas 
γ-Glutamiltransferase Fígado, rim Enfermidade hepatobiliar, alcoolismo 
Lactato desidrogenase 
Coração, fígado, músculo esquelético, 
eritrócitos, plaquetas, nódulos linfáticos 
Infarto do miocárdio, hemólise, doenças do 
parênquima hepático 
Lipase Pâncreas Enfermidade pancreática 
 37 
CARBODRATOS 
 
3. INTRODUÇÃO 
O açúcar que as pessoas põem no café, as fibras de uma folha de papel e o principal constituinte 
da carapaça de um besouro são substâncias que pertencem ao mesmo grupo: os carboidratos. Sabe-se, há 
muito tempo, que essas substâncias atuam como reservas de energia do organismo, mas estudos recentes 
revelam que elas têm outras – e importantes – funções biológicas. 
Os carboidratos são as macromoléculas mais abundantes na natureza. Suas propriedades já eram 
estudadas pelos alquimistas, no século 12. Durante muito tempo acreditou-se que essas moléculas tinham 
função apenas energética no organismo humano. A glicose, por exemplo, é o principal carboidrato 
utilizado nas células como fonte de energia. O avanço do estudo desses compostos, porém, permitiu 
descobrir outros eventos biológicos relacionados aos carboidratos, como o reconhecimento e a sinalização 
celular, e tornou possível entender os mecanismos moleculares envolvidos em algumas doenças causadas 
por deficiência ou excesso dessas moléculas. 
O avanço científico permitiu conhecer de modo mais detalhado as propriedades físico-químicas 
dos carboidratos, resultando na exploração dessas características em diversos processos industriais, como 
nas áreas alimentar e farmacêutica. Um dos carboidratoscom maior utilização médica é a heparina, 
composto de estrutura complexa, com ação anticoagulante e antitrombótica. 
A combinação das diferentes funções bioquímicas de cada uma dessas moléculas permite a 
integridade da célula e de todos os processos metabólicos, fisiológicos e genéticos dos organismos vivos. 
A partir da década de 1970, o surgimento de técnicas avançadas de cromatografia, eletroforese e 
espectrometria permitiram ampliar a compreensão das funções dos carboidratos. Hoje existe um novo 
ramo da ciência – a glicobiologia – voltado apenas para o estudo desses compostos. Sabe-se agora que 
eles participam da sinalização entre células e da interação entre outras moléculas, ações biológicas 
essenciais para a vida. 
Os primórdios do estudo de carboidratos estão ligados ao seu uso como agentes adoçantes (mel) 
ou no preparo do vinho a partir da uva. Nos escritos dos alquimistas mouros, no século 12, há referências 
ao açúcar da uva, conhecido hoje como glicose. Os relatos iniciais sobre açúcares na história vêm dos 
árabes e persas. Na Europa, o primeiro agente adoçante foi sem dúvida o mel, cuja composição inclui 
frutose, glicose, água, vitaminas e muitas outras substâncias. 
Há indícios de que Alexandre, o Grande – o imperador Alexandre III da Macedônia (356-323a.C.) 
– introduziu na Europa o açúcar obtido da cana-de-açúcar, conhecido hoje como sacarose (e o primeiro 
açúcar a ser cristalizado). A dificuldade do cultivo da cana-de-açúcar no clima europeu levou ao uso, 
como alternativa, do açúcar obtido da beterraba (glicose), cristalizado em 1747 pelo farmacêutico alemão 
Andreas Marggraf (1709-1782). A história dos carboidratos está associada a seu efeito adoçante, mas hoje 
sabemos que a maioria desses compostos não apresenta essa propriedade. 
Os carboidratos são os “combustíveis da vida”. Eles armazenam a energia nos seres vivos, na 
forma de amido e glicogênio (outro polissacarídeo), e a liberam para as reações metabólicas quando são 
degradados (em especial a glicose). Atuam ainda como doadores de carbono para a síntese de outros 
constituintes das células. São os principais produtos da fotossíntese, processo em que a energia solar é 
transformada em energia química pelas plantas e depois transferida, através da cadeia alimentar, para os 
animais. 
Estima-se que sejam formados mais de 100 bilhões de toneladas de carboidratos na Terra, a cada 
ano, pela fotossíntese – nesse processo, as plantas captam a luz solar e usam sua energia para promover 
reações, envolvendo moléculas de gás carbônico (CO2) e de água (H2O), que produzem glicose, 
armazenada depois como amido nos tecidos vegetais. 
 38 
Entretanto, os carboidratos não têm apenas função energética. Estão presentes também na 
superfície externa da membrana das células. Nesse caso, podem ser glicoproteínas (quando ligados a uma 
proteína), glicolipídios (se unidos a um lipídio) ou proteoglicanos (quando estão na forma de cadeias de 
glicosaminoglicanos – um tipo de polissacarídeo – unidas a uma proteína). Essas formas conjugadas 
presentes nas membranas atuam como receptores e sinalizadores, interagindo com moléculas e outras 
células. 
A remoção de hemácias envelhecidas do sangue foi um dos primeiros eventos biológicos 
estudados que revelou a participação da estrutura dos carboidratos (em glicoproteínas) em um processo de 
“sinalização”. Hemácias jovens têm, em sua superfície, glicoproteínas cuja extremidade é rica em ácido 
siálico. Quando tais células envelhecem, suas glicoproteínas perdem esse ácido e passam a expressar, em 
sua extremidade, a galactose. Esse monossacarídeo é reconhecido por receptores do fígado, que então 
capturam e removem da circulação as hemácias “velhas”. 
Os grupos sangüíneos A, B, O e AB são outros exemplo típicos de um sistema de sinalização 
controlado pela estrutura de carboidratos em glicoproteínas. Os grupos A e B diferem em apenas um tipo 
de monossacarídeo nos glicolipídios ou glicoproteínas das hemácias. No A está presente a N-
acetilgalactosamina (uma galactose ligada a grupos químicos amino e acetil) e o B tem a galactose – a 
diferença entre esses dois carboidratos está em apenas alguns átomos, mas isso pode levar a um resultado 
fatal, se o indivíduo receber o tipo sangüíneo incompatível em uma transfusão. 
Os carboidratos encontrados nesses compostos mistos também funcionam como receptores na 
membrana celular. A ação de diversas toxinas de plantas e bactérias (da cólera, da difteria, do tétano e do 
botulismo, entre outras) depende da interação com gangliosídios (glicolipídios ácidos) específicos de suas 
células-alvo. Por isso, estudos nessa área pretendem projetar agentes terapêuticos capazes de inibir essa 
interação, evitando os efeitos nocivos das toxinas. 
Em 2005, o glicocientista Lior Horonchik e seus colaboradores, do Departamento de Biologia 
Molecular da Escola de Medicina de Jerusalém (em Israel), mostraram que a degeneração dos neurônios 
causada por infecção pelo príon (proteína responsável pelo chamado “mal da vaca louca”) depende da 
presença, na superfície das células nervosas, de receptores (proteoglicanos) que contêm 
glicosaminoglicanos. 
O príon precisa interagir com esses polissacarídeos para entrar no neurônio – isso significa que o 
papel deles no reconhecimento celular é fundamental para o desenvolvimento dessa infecção. Algumas 
moléculas reguladoras da proliferação de tipos celulares – como o fator de crescimento para fibroblastos 
(FGF) e o fator de transformação do crescimento β (TGF- β) – também atuam interagindo com os 
carboidratos dos proteoglicanos. Essas informações permitem que os glicocientistas desenvolvam 
moléculas com o objetivo de regular esses processos biológicos. 
Além da importância biológica dos carboidratos, esses compostos são matérias-primas para 
indústrias importantes, como as de madeira, papel, fibras têxteis, produtos farmacêuticos e alimentícios. 
A celulose é o principal carboidrato industrial, com um consumo mundial estimado em quase 1 bilhão de 
toneladas por ano. 
Alguns polissacarídeos, como ágar, pectinas e carragenanas, extraídos de algas marinhas, são 
utilizados – graças a suas propriedades gelatinosas – em cosméticos, remédios e alimentos. A carragenana 
é empregada para revestir cápsulas (drágeas) de medicamentos, para que o fármaco seja liberado apenas 
no intestino, aumentando a sua absorção. 
O ágar serve ainda para a cultura de microorganismos, em laboratórios. Tanto o ágar como a 
carragenana são também usados, como espessantes, na produção de sorvetes. A sacarose (extraída da 
cana-de-açúcar) é o principal adoçante empregado na culinária e na indústria de doces. O açúcar 
‘invertido’ (obtido pela ‘quebra’ da sacarose, que resulta em uma mistura de glicose e frutose) é menos 
 39 
cristalizável, mas muito usado na fabricação de balas e biscoitos. A quitosana, um polissacarídeo derivado 
da quitina, tem sido utilizada no tratamento da água (para absorver as gorduras), na alimentação e na 
saúde. 
Por sua atuação na redução da gordura e do colesterol, a quitosana pode ajudar no combate à 
obesidade, e estudos farmacológicos recentes comprovaram que ela apresenta efeitos antimicrobianos e 
antioxidantes. Outro exemplo de polissacarídeo usado na indústria farmacêutica é o condroitim-sulfato, 
um tipo de glicosaminoglicano. Os colírios oftalmológicos, em sua maioria, são soluções de condroitim-
sulfato, já que esse composto é o constituinte predominante da matriz extracelular do globo ocular e tem 
grande afinidade por água, o que permite melhor lubrificação. Também vem sendo utilizado na prevenção 
e tratamento da osteoartrose, talvez porque seja abundante em proteoglicanos do tecido cartilaginoso. 
 
3.1 CLASSIFICAÇÃO 
 
Os carboidratos (também chamados sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares), 
são definidos, quimicamente, como poli-hidróxi-cetonas (cetoses) ou poli-hidróxi-aldeídos (aldoses), ou 
seja, compostos orgânicos com, pelo menos três carbonos onde todos oscarbonos possuem uma 
hidroxila, com exceção de um, que possui a carbonila primária (grupamento aldeídico) ou a carbonila 
secundária (grupamento cetônico). 
Eles são quimicamente mais simples do que os nucleotídeos ou aminoácidos, pois na maioria das 
vezes apresenta apenas três elementos – carbono, hidrogênio e oxigênio – combinados de acordo com a 
fórmula (CH2O)n, onde n pode variar de 3 a 8. 
Os carboidratos não catalisam reações químicas como as proteínas, nem se replicam como os 
ácidos nucléicos, mas devido ao fato dos carboidratos não serem construídos de acordo com um molde 
genético, eles tendem a ser muito mais heterogêneos, tanto em tamanho como em forma. 
 
a) Monossacarídeos 
 
São os carboidratos mais simples. Possuem de 3 a 8 carbonos, sendo denominados, 
respectivamente, trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses e octoses. Têm uma única unidade cetônica 
ou aldeídica, possuindo pelo menos um átomo de carbono assimétrico (C*) existindo, portanto, formas 
estereoisoméricas, com exceção da di-hidróxi-cetona, que não possui C* (Figura 4-1). 
 
 Figura 4-1: Estrutura Química do Gliceraldeido e da Dihidroxicetona 
 
 
 
 
 
 
Os C* possibilitam a existência de isômeros ópticos e caracterizam a região da molécula 
denominada centro quiral, do latim quiros = mão, em referência a conformação isomérica semelhante a 
duas mãos que não se superpõe, mas são idênticas. 
Os monossacarídeos possuem, portanto, inúmeros isômeros estruturais e ópticos, com os quais 
compartilham a prioridade nos processos bioenergéticos. Para o gliceraldeido, o C2 é o centro assimétrico 
 40 
que origina dois estereoisômeros: o D-gliceraldeido e o L-gliceraldeido, que são enatiômeros (imagens 
especulares) um dos outros (Figura 4-2). 
 
Figura 4-2: Formas Isoméricas (Enatiômeros) 
 
 
 
 
 
Todo açúcar com a mesma configuração do D-gliceraldeido e, portanto, com a mesma 
configuração no centro assimétrico mais afastado do grupo funcional, são da série D. As propriedades 
ópticas dos monossacarídeos são designados pelos sinais (+), dextrorrotatória e (-), levorrotatória. 
Os estereoisômeros que não são enatiômeros são chamados de diastereoisômeros. Os açúcares D-
ribose e D-arabidose são diastereoisômeros por serem isômeros, mas não são imagens especulares (Figura 
4-3). 
 
 Figura 4-3: Diastereoisômeros 
 
 
 
 
 
Os diastereoisômeros que diferem na configuração ao redor de um único C são denominados 
epímeros. A D-glicose e a D-galactose são epímeros, porque diferem somente na configuração do grupo 
OH no C4 (Figura 4-4). A D-galactose e a D-manose não são epímeros, pois suas configurações diferem 
em mais de um carbono (Figura 4-5). 
 
 Figura 4-4: Epímeros Figura 4-5: Não Epímeros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 41 
Este grande número de isômeros leva a ocorrência de uma mistura racêmica quando os 
carboidratos encontram-se dissolvidos em água. Entretanto, o equilíbrio tende para a forma mais estável 
que é obtida por uma reação intramolecular que ocorre entre a carbonila do grupamento funcional com 
uma das muitas hidroxilas da molécula, formando um composto cíclico denominado hemiacetal. 
Esta forma cíclica dos monossacaríedeos é possível graças à grande diferença de 
eletronegatividade do oxigênio e os átomos de carbono e hidrogênio da molécula, que dá aos carbonos e 
hidrogênio uma carga elétrica parcialmente positiva e aos oxigênios uma carga parcialmente negativa. 
Entretanto, devido à configuração espacial final da molécula de hexoses e pentoses, há a possibilidade de 
reação intramolecular entre o grupamento funcional e um dos carbonos mais distantes, formando um 
composto cíclico (hemiacetal) que se mostra mais estável que a forma aberta, não cíclica (Figura 4-6). 
 
Figura 4-6: Formação do Hemicetal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 42 
Os monossacarídeos de ocorrência natural mais comum, como a ribose (5C), glicose (6C), frutose 
(6C) e manose (6C), existem na forma de hemiacetais quer na formas de furanose (um anel de 5 
elementos, menos estável) ou de piranose (um anel de 6 elementos, mais estável). Esta denominação está 
relacionada com a semelhança com o furano e o pirano (figura 4-7), poderosos solventes orgânicos, mas 
que não tem nenhuma relação com os monossacarídeos, a não ser a semelhança estrutural. 
 
Figura 4-7: Furano e o Pirano 
 
 
 
 
 
 
Esta forma estrutural cíclica de hemiacetal resulta da reação intramolecular entre o grupamento 
funcional (C1 nas aldoses e C2 nas cetoses) e um dos carbonos hidroxilados do restante da molécula (C4 
na furanose e C5 na piranose). Furanoses e piranoses ocorrem nas formas isoméricas α e β (cis ou trans), 
conforme a posição da hidroxila do C2 em relação à hidroxila do C1 (figura 4-8). 
 
Figura 4-8: Formas Ismoméricas α e β 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 43 
Uma propriedade química importante de monossacarídeos livres ou ligados a outros elementos 
(inclusive a outros monossacarídeos), é o poder redutor (são oxidados) se o o C1, na forma de hemiacetal, 
apresentar hidroxila livre, ou seja, não esteja ligado a nenhum composto. Este poder redutor pode ser 
comprovado ao reagir um carboidrato (p.ex.: a glicose) com um reagente suscetível a redução (um 
oxidante), como o Cu+2, que se reduz a Cu+1. Essas reações clássicas de oxi-redução foram um dos 
primeiros métodos de identificar glicose em líquidos orgânicos. 
O poder redutor da glicose revela, também, a sua capacidade de se oxidar durante o processo 
metabólico. a oxidação química da glicose no C1 fornece o ácido glicônico, enquanto o produto final da 
oxidação enzimática completa no metabolismo celular é CO2 e H2O. 
Uma implicação importante deste poder redutor é comprovada na caracterização do poder redutor 
em cetoses (normalmente, cetonas não são redutores, aldeídos sim). Isto pode ser explicado pelo fato de 
cetoses e aldoses se interconverterem através de um fenômeno químico chamado tautomeria, devido a um 
rearranjo molecular entre o C2 e o C1 das cetoses, formando seu isômero aldose. Assim a frutose, por 
exemplo, converte-se em glicose e, como tal, apresenta poder redutor. De fato, uma solução de glicose 
contém na verdade uma mistura em equilíbrio de glicose e frutose. 
Todos os monossacarídeos possuem inúmeros isômeros ópticos, estruturais e de função, mas 
apenas a α-D-glicopiranose possui uma via metabólica comum a todos os seres vivos. Este fato faz deste 
monossacarídeo o mais importante para o metabolismo energético, com os demais tendo que ser 
convertido em glicose ou em intermediários de seu metabolismo. 
O fato de a glicose ser o carboidrato de eleição para o metabolismo energético celular tem uma 
justificativa evolucionária, onde se atribui o sucesso de sua utilização pelas células primordiais tendo 
favorecido as gerações que apresentaram enzimas adaptadas à forma tridimensional da α-D-glicopiranose 
ao invés dos demais isômeros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 44 
A figura 4-9 apresenta os principais carboidratos (aldoses e cetoses) presentes na natureza. 
 
Figura 4-9: Principais Monossacarídeos: (a) Aldoses e (b) Cetoses 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(a) 
(b) 
 45 
b) Dissacarídeos 
 
São formados por dois monossacarídeos unidos por ligação covalente (ligação glicosídica). A 
ligação glicosídica ocorre entre as hidroxilas do C1 de um monossacarído com qualquer um outro 
carbono do outro monossacarídeo. Esta ligação pode ocorrer entre carbonos que estejam no mesmo plano 
espacial (cis ou α) ou entre carbonos em diferentes planos (trans ou β). 
Existem vários dissacarídeos presentes na alimentação, como, por exemplo: 
 
- Maltose: é obtida pela hidrólise do amido e consistede dois resíduos de glicose unidos por uma ligação 
glicosídica α (14), onde o C1 de uma glicose liga-se ao C4 de outra glicose. O segundo resíduo de 
glicose da maltose contém um átomo de carbono anomérico livre (C1) capaz de existir na forma α ou β-
piranosídica, sendo assim, um açúcar redutor, além de apresentar atividade óptica. A maltose (figura 4-
10) é o principal substrato para a produção de cervejas fermentadas, como a cerveja e destilados como o 
uísque. 
 
Figura 4-10: A Molécula de Maltose 
 
 
 
 
- Sacarose: é constituída pela união de uma α-D-glicose com a β-D-frutose, pela ligação glicosídica α, β 
(12) indicando que a ligação ocorre entre os carbonos anoméricos de cada açúcar, por isso a sacarose é 
um açúcar não-redutor e não apresenta atividade óptica. A sacarose (figura 4-11) é o dissacarídeo mais 
consumido o principal composto de sabor adocicado adicionado à alimentação humana. 
 
Figura 4-11: A Molécula de Sacarose 
 
 
 
 
 
- Lactose: é encontrada no leite, sendo formada pela do C1 união da β-D-galactose com o C4 da α-D-
glicose, pela ligação glicosídica β (14). Esse açúcar é redutor e apresenta atividade óptica, pois possui 
carbono anomérico livre (C1 da glicose). A lactose (figura 4-12) é o dissacarídeo mais importante na 
alimentação dos mamíferos jovens (fase de amamentação). Posteriormente, a maioria dos animais perde a 
capacidade de degradar a lactose devido à queda na produção intestinal da enzima que a degrada, a 
lactase (em humanos, isto ocorre, freqüentemente, na velhice). 
 
Figura 4-12: A Molécula de Lactose 
 
 
 
 46 
c) Polissacarídeos 
Os polissacarídeos ou glicanas são formados por longas cadeias de unidades de monossacarídeos 
unidas entre si por ligação glicosídica. Os polissacarídeos podem ser classificados em: 
 
- Homopolissacarídeos: contém apenas um tipo de monossacarídeo, por exemplo, amido, glicogênio e 
celulose. 
 
- Heteropolissacarídeo: contém dois ou mais tipos de monossacarídeos, por exemplo, o ácido 
hialurônico, condroitin sulfato, dermatan sulfato e heparina, que também são conhecidos como 
glicosaminoglicanos. 
 
Os polissacarídeos de reserva mais importantes são o amido e o glicogênio (figura 4-13), ambos 
de alto peso molecular e polímeros da glicose em ligações α(14) nas cadeias principais e ligações 
α(16) nos pontos de ramificação, sendo o glicogênio mais compacto por apresentar mais ramificações 
em sua molécula. Apenas a forma de amilose do amido não é ramificada, pois possui somente ligações do 
tipo α(14); a forma amilopectina do amido é semelhante à molécula de glicogênio (ramificada). 
Outros polissacarídeos possuem papel estrutural nas paredes celulares. A celulose (figura 4-13) é 
formada por moléculas de glicose unidas por ligações β(14) e é o principal constituinte estrutural da 
parede celular dos vegetais, responsável por extrema resistência. 
Graças à natureza da ligação β(14) entre as unidades de glicose, há a formação de pontes de 
hidrogênio dentro da molécula, o que torna a molécula de celulose bastante rígida e plana, permitindo o 
empilhamento de várias cadeias formando uma estrutura polimérica extremamente resistente. 
Os vertebrados não possuem celulase e, portanto, não podem hidrolisar as ligações β(14) da 
celulose presentes na madeira e fibras vegetais. Entretanto, alguns herbívoros apresentam em seu 
estômago microrganismos produtores de celulase, razão pela qual podem digerir celulose. A celulose, 
como fibras vegetais, é importante na composição dos alimentos por manterem o trânsito intestinal e 
melhorar o metabolismo de proteínas, carboidratos e lipídios. 
 
Figura 4-13: Polissacarídeos – Amido, Glicogênio e Celulose 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Amido 
Glicogênio 
Celulose 
 47 
A carapaça dos insetos contém quitina (figura 4-14), um polímero de N-acetilglicosamina que dá 
resistência extrema ao exo-esqueleto. É grande a semelhança entre a estrutura molecular da quitina e da 
celulose, ambas isômeros β(14), o que as coloca como os polissacarídeos mais resistentes da Terra e, 
sem dúvida, os mais abundantes, haja vista o grande número de insetos e vegetais. 
 
Figura 4-14: Quitina 
 
 
 
 
 
 
Os glicosaminoglicanos são importantes heteropolissacarídeos presentes na matriz extracelular, 
apresentando forma linear constituída de resíduos repetitivos de dissacarídeos de ácido urônico e de N-
acetilglicosamina (figura 4-15). Em alguns glicosaminoglicanos uma ou mais hidroxilas do açúcar 
aminado estão estereficados com sulfatos. Os grupos carboixilatos e sulfatos contribuem para alta 
densidade de cargas negativas dos glicosaminoglicanos. Tanto a carga elétrica como a estrutura 
macromolecular, colabora para seu papel de lubrificar e manter o tecido conjuntivo íntegro. Esses 
compostos formam soluções de alta viscosidade e elasticidade pela absorção de grandes quantidades de 
água. Atuam assim, na estabilidade e suporte de elementos fibrosos e celulares dos tecidos, também como 
contribuem na manutenção do equilíbrio de água e sal dor organismo. 
 
Figura 4-15: Carboidratos presentes nos glicosaminoglicanos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quitina 
 48 
Os principais dissacarídeos presentes na estrutura dos glicosaminoglicanos estão apresentados na 
tabela 4-1. 
Tabela 4-1: Principais dissacarídeos repetidos de alguns glicosaminoglicanos da matriz extracelular 
Glicosaminjoglicanos 
Principais dissacarídeos 
Ligação 
glicosídica Componente 1 
Ligação 
glicosídica 
Componente 2 
Ácido Hialurônico D-glicuronato β (13) N-acetilglicosamina β (14) 
Condroitin Sulfato D-glicuronato β (13) N-acetilgalactosamina β (14) 
Dermatan Sulfato L-iduronato α (13) N-acetilgalactosamina β (14) 
Queratan Sulfato D-glicuronato β (13) N-acetilglicosamina β (13) 
Heparina D-iduronato α (14) N-sulfoglicosamina α (14) 
 
Um outro grupo de heteropolissacrídeo é representado pelos proteoglicanos, que fazem parte da 
parede celular de muitas bactérias. Essas moléculas são chamadas de peptídeoglicanos, sendo formadas 
por cadeias de heteroglicanos ligados a peptídeos. Os estudos desses glicídeos é importante, pois a 
virulência e os antígenos da parede celular das bactérias são propriedades do revestimento de 
peptídeosglicanos. 
A partir do estudo da estruturas dos carboidratos da parede celular das bactérias foi desenvolvido 
um método de coloração chamado de Método de Gram. 
As bactérias que apresentam coloração são gram-positivas e possuem parede celular espessa 
formada por várias camadas de peptídeioglicanos que envolvem sua membrana plasmática. As bactérias 
que apresentam coloração vermelha são gram-negativas e possuem parede celular delgada consistindo de 
uma única camada de peptídeoglicano inserida entre membranas lipídicas interna e externa. Essa estrutura 
é responsável pela maior resistência das bactérias gram-negativas aos antibióticos. 
A estrutura polimérica dos peptídeoglicanos é composta de cadeias lineares de N-acetil-D-
glicosamina (GlcNAc) e de ácido acetilmurâmico (MurNAc) alternadas, unidas por ligações β (14). As 
cadeias dessas estruturas são covalentemente cruzadas pelas cadeias laterais de seus tetrapeptídeos 
constituída alternativamente por resíduos de D- e L-aminoácidos. 
 
d) Glicoconjugados 
 
Quando os carboidratos são ligados a proteínas e aos lipídios, eles passam a ser chamados de 
glicoconjugados. A dois grupos de glicoconjugados: Glicoproteínas e Proteoglicanos. 
 
- Glicoproteínas: são proteínas conjugadas que apresentam como grupo prostético vários 
oligossacarídeos, formando um série de unidades repetidas ligadas covalentemente aos resíduos de 
aminoácidos da proteína. Essas moléculas estão presentes na célula ou no líquido extracelular e são 
representadas pela transferrina (transporte de ferro), ceruloplasmina (transporte de cobre), fatores de 
coagulação sangüínea, muitos componentes do complemento (proteínas do sistema imunológico), 
hormônio FSH, ribonucleases,Bomba de sódio e potássio (Na+/K+ ATPase), proteína gp120 
(glicoproteína ligadora da célula-alvo do vírus HIV), proteínas do glicocálix (adesão entre as células). 
 
- Proteoglicanos: são moléculas presentes na matriz extracelular, constituída pela união covalente e não-
covalente de proteínas e glicosaminoglicanos (GAGs). Esse conjunto liga-se a um longo filamento de 
 49 
Ácidos hialurônco e está presente em muitos tecidos, a exemplo da cartilagem, que é formada por uma 
rede de fibrilas de colágeno preenchida por proteoglicanos. 
 
3.2 CORRELAÇÕES CLÍNICAS 
O fato de que muitas doenças, genéticas ou adquiridas, decorrem de defeitos no metabolismo de 
carboidratos é outro forte estímulo para o estudo desses compostos. A galactosemia, por exemplo, é uma 
doença hereditária rara, caracterizada pela deficiência em enzimas que processam a galactose. 
Nos portadores dessa doença, esse carboidrato, normalmente convertido em glicose, é acumulado 
na forma de galactose-fosfato, o que leva a deficiência mental grave e, com freqüência, à morte. Recém-
nascidos e crianças com galactosemia não podem ingerir substâncias com galactose, em particular o leite 
(a lactose, presente no leite, é um dissacarídeo formado por glicose e galactose). 
Várias doenças metabólicas hereditárias denominadas de mucopolissacaridoses são causadas por 
defeitos no metabolismo de glicosaminoglicanos. Essas desordens são caracterizadas pelo acúmulo de 
oligossacarídeos derivados da degradação incompleta de dos glicosaminoglicanos no interior dos 
lisossomos. A tabela 4-2 apresenta as principais mucopolissacaridoses. 
 
Tabela 4-2: As Mucopolissacaridoses 
Síndrome Sinais clínicos Enzima deficiente 
Produtos 
acumulados 
Hurler 
Deficiência mental, embasamento da córnea e 
defeitos ósseos 
α-L-iduronidase 
Dermatan sulfato 
Heparan sulfato 
Sheie Embasamento da córnea e defeitos ósseos α-L-iduronidase 
Dermatan sulfato 
Heparan sulfato 
Hunter Deficiência mental e defeitos ósseos Iduronatosulfatase 
Dermatan sulfato 
Heparan sulfato 
Sanfilippo A Deficiência mental Heparan sulfatase Heparan sulfato 
Sanfilippo B Deficiência mental e defeitos ósseos N-Acetilglicosaminidase Heparan sulfato 
Maroteaux-
Lamy 
Graves defeitos ósseos 
N-Acetilglicosamina 
sulfatase 
Dermatan sulfato 
Morquio 
Graves defeitos ósseos e embasamento da 
córnea 
Galactosamina sulfatase 
Queratan sulfato 
Condroitin sulfato 
Sly Deficiência mental β-D-glicuronidase 
Dermatan sulfato 
Heparan sulfato 
DiFerrante Deficiência mental 
Glicosamina-6-sulfato 
sulfatase 
Queratan sulfato 
Heparan sulfato 
 
A doença mais conhecida relacionada aos carboidratos é o diabetes mellitus, decorrente de fatores 
hereditários e ambientais, que levam a uma deficiência na produção ou a uma incapacidade de ação da 
insulina (hormônio cuja função principal é controlar a entrada de glicose nas células). Nos portadores, a 
quantidade de glicose no sangue aumenta, comprometendo vários órgãos e os sistemas renal, nervoso e 
circulatório. A doença pode ser regulada pelo consumo controlado de carboidratos e, em casos mais 
severos, pela administração de insulina. 
 50 
Além do diabetes mellitus, uma dieta exagerada em carboidratos pode acarretar outros problemas, 
como obesidade, doenças cardiovasculares, tromboses e avanço da aterosclerose (depósito de substâncias 
nas paredes dos vasos sangüíneos, obstruindo a circulação). O excesso na ingestão desses compostos 
também intensifica a síntese e o armazenamento de gordura, além de desestimular os receptores de 
insulina nas células, gerando a forma mais grave do diabetes mellitus. 
Esse quadro piora com um estilo de vida sedentário, que reduz a metabolização dos glicídios. Em 
contrapartida, dietas com poucos carboidratos também podem prejudicar a saúde, já que eles são a fonte 
principal de energia para as células. 
A intolerância à lactose, também causada por deficiência enzimática, pode ter três origens: defeito 
genético raro na capacidade de sintetizar a lactase intestinal, redução da produção da enzima devido a 
doenças intestinais ou deficiência adquirida com o avanço da idade. Tanto na galactosemia quanto na 
intolerância à lactose, é essencial uma dieta livre de lactose. 
Os avanços no estudo das funções dos carboidratos ajudaram a entender doenças associadas a 
essas moléculas, a conhecer a ação farmacológica de alguns polissacarídeos e a desenvolver novos 
compostos desse tipo com ação terapêutica. Um bom exemplo é a heparina, um glicosaminoglicano com 
atuação anticoagulante e antitrombótica, hoje o segundo composto natural mais usado na medicina, 
perdendo apenas para a insulina. Sua utilização é freqüente por causa da incidência de doenças 
cardiovasculares. 
Estas, segundo a Organização Mundial de Saúde, são responsáveis por cerca de 30% das mortes 
em todo o mundo. No Brasil, 70% das mortes estão associadas a essas doenças, índice similar ao dos 
países desenvolvidos. 
A heparina tem uma potente atividade anticoagulante porque amplifica a ação de dois compostos 
presentes no plasma, antitrombina e co-fator II da heparina, capazes de inibir a ação da trombina (enzima 
que promove a coagulação) e do fator X ativado (proteína que acelera a formação da trombina). A 
heparina interage simultaneamente com esses compostos e com a trombina ou o fator X ativado. Essa 
interação ocorre principalmente entre as cargas negativas da heparina e as regiões positivas dos inibidores 
plasmáticos e da trombina. A formação desses complexos inibe a ação da trombina, interrompendo o 
processo de coagulação do sangue. 
O uso clínico desse glicosaminoglicano, no entanto, apresenta efeitos colaterais, como redução da 
quantidade de plaquetas (trombocitopenia) e propensão a hemorragias. Além disso, a dose necessária para 
obter o resultado adequado varia de paciente para paciente e a heparina precisa ser extraída de tecidos de 
mamíferos (como intestino de porco e pulmão bovino), onde ocorre em baixa concentração e ainda 
apresenta risco de contaminação por vírus e príons. Os efeitos indesejados desse composto, associados ao 
aumento da incidência de doenças tromboembólicas no mundo, motivam a pesquisa de novos agentes 
anticoagulantes e antitrombóticos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 51 
LIPÍDEOS 
 
4. INTRODUÇÃO 
 
Os lipídios são biomoléculas não poliméricas e com estrutura química muito variada, o que acaba 
ocasionando um problema quanto a classificação dessas substâncias. Os lipídeos são vulgarmente 
conhecidos como gorduras e a característica comum entre essas moléculas é seu caráter hidrofóbico 
(baixa solubilidade em água e outros solvente polares e alta solubilidade em solventes apolares) e sua 
síntese ocorre a partir da acetil-CoA. Este fato coloca os lipídios como uma importante molécula dentro 
do metabolismo energético, uma vez que a acetil-CoA é a molécula que inicia os principais processos 
bioenergéticos. 
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. 
Os lipídeos apresentam várias funções nas células: 
 
- Membranas: Os lipídios em solução aquosa tendem a agregar-se pela cauda apolar deixando a cabeça 
polar em contato com o meio aquoso, formando uma molécula globosa denominada micela que será tanto 
mais solúvel, quanto maior for a polaridade da cabeça polar. As membranas biológicas (figura 5-1) são 
compostas de bicamadas lipídicas (micelas), responsáveis pela separação entre meio extracelular e 
intracelular, favorecendo a diferença de composição entre a célula e o meioque a circunda. Além de 
proteger o conteúdo do citoplasma, os lipídeos formam organelas membranosas, a exemplo de 
mitocôndrias, complexo de golgi, reticulo endoplasmático, carioteca, etc. 
 
Figura 5-1: Membrana Biológica 
 
 
 
 
 
- Vitaminas: a vitamina D (figura 5-2) é um grupo de moléculas derivadas do colesterol, responsáveis 
pelo metabolismo do cálcio, juntamente com os hormônios calcitonina e paratormônio. 
 
Figura 5-2: Vitamina D2 
 
 
 
 
 
 
 52 
- Reserva Energética: os lipídios, na forma de triglicerídeos, são a principal reservar de energia das 
células. Seu caráter hidrofóbico permite o armazenamento de sob a forma anidra, o que diminui o peso 
dessa reserva. Além disso, sua oxidação libera muito mais energia do que a degradação de açucares ou 
proteínas. De certa forma, os lipídios possuem uma função energética mais reservada ao armazenamento 
do que o aproveitamento puro e simples de seu poder energético, uma vez que, justamente pelo fato de 
serem muito calóricos, possuem vias metabólicas alternativas ao metabolismo energético que, muitas 
vezes, levam a danos ao organismo gerando doenças graves, denominadas dislipidemias. 
 
- Sinalização: alguns lipídeos de membrana são responsáveis pela propagação de sinais hormonais 
(figura 5-3). Essas moléculas geram um segundo mensageiro responsável pela amplificação de uma 
mensagem química (hormônio), ocasionando uma resposta do tecido alvo a condição metabólica vigente. 
 
Figura 5-3: Membrana e Sinalização Celular 
 
 
 
 
 
 
 
- Isolantes: os lipídios apresentam função de isolante elétrico e térmico. A bainha de mielina é composta 
de lipídeos responsáveis pelo isolamento elétrico do axônio dos neurônios (figura5-4), permitindo uma 
maior velocidade na propagação do impulso nervoso. Alguns animais apresentam uma camada de 
lipídeos sob a pele, que apresenta função de isolante térmico, diminuindo a perda de calor para o 
ambiente. 
 
Figura 5-4: Neurônio e Bainha de Mielina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 53 
- Hormônios: alguns esteróides apresentam função hormonal, a exemplo da testosterona (figura 5-4) e 
estrógenos, que são responsáveis pelo controle da gametogênese e do desenvolvimento das características 
sexuais. 
 
Figura 5-4: Testosterona 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.1 CLASSIFICAÇÃO 
 
Devido a grande variabilidade estrutural dos lipídios, muitos tipos de classificações são propostas 
dependendo do ponto de vista, se químico ou biológico. Nesse texto os lipídeos serão classificados da 
seguinte forma: Ácidos graxos, Acilgliceróis, Glicerolfosfolipídeos, Esfingolipídeos, Esteróides, 
Terpenos e Eicosanóides. 
 
a) Ácidos Graxos 
 
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com uma longa cadeia de carbono que pode ser saturada 
(figura 5-5) ou insaturada (mono ou poliinsaturados) (figura 5-6) e quase sempre de número par de 
carbonos e de cadeia não linear. As carcterísticas físicoquímicas dos ácidos graxos está associada ao 
tamanho da cadeia carbonada e do número de insaturações. 
Apesar de a maioria dos ácidos graxos possuírem nomes vulgares de largo uso na prática diária, a 
nomenclatura oficial obedece às regras para ácidos carboxílicos, com a terminação óico adicionada o 
número de carbonos. Em geral, a cadeia de carbonos é numerada a partir da carboxila e, se houver 
insaturações, elas são indicadas da seguinte forma – 16:1Δ9 – indicando a presença de uma insaturação no 
carbono 9. 
Desta forma, o ácido láurico (nome vulgar) é denominado ácido duodecanóico (12:0), ou seja, um 
ácido graxo saturado de 12 carbonos. O ácido linoléico é o ácido octadienodecanóico (18:2Δ9,12), ou seja, 
um ácido graxo insaturado de 18 carbonos e com as duplas ligações nos carbonos 9 e 12. Na tabela 5-1 
estão citados os principais ácidos graxos e suas nomenclaturas vulgar e oficial. 
 
Figura 5-5: Ácido Graxo Saturado (Ácido Palmítico) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 54 
 
 
 
Tabela 5-1: Ácidos Graxos Saturados 
 
N0 de C 
Insaturação 
Nome Comum Nome Sistemático Estrutura Tfusão (°C) 
12:0 
Ácido 
Láurico 
Ácido 
Dodecanóico 
CH3-(-CH2-)10-COOH 44,2 
14:0 
Ácido 
Mirístico 
Ácido 
Tetradecanóico 
CH3-(-CH2-)12-COOH 52 
16:0 
Ácido 
Palmítico 
Ácido 
Hexadecanóico 
CH3-(-CH2-)16-COOH 63,1 
18:0 
Ácido 
Esteárico 
Ácido 
Octadecanóico 
CH3-(-CH2-)18-COOH 69,1 
20:0 
Ácido 
Araquidônico 
Ácido 
Eicosanóico 
CH3-(-CH2-)20-COOH 75,4 
22:0 
Ácido 
Beêntico 
Ácido 
Docosanóico 
CH3-(-CH2-)22-COOH 81 
24:0 
Ácido 
Lignocérico 
Ácido 
Tetracosanóico 
CH3-(-CH2-)24-COOH 84,2 
 
 
Figura 5-6: Ácido Graxo Insaturado (ácido linoléico) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 55 
Os ácidos graxos insaturados podem ser denominados acrescentando-se enóico depois da 
indicação do número de duplas ligações e em quais carbonos estão localizadas. Assim, o ácido 
araquidônico é o ácido 5,8,11,14-eicosatetraenóico (tabela 5-2). 
 
 
Tabela 5-1: Ácidos Graxos Insaturados 
N0 de C 
Insaturação 
Nome 
Comum 
Nome Sistemático Estrutura 
Tfusão 
(°C) 
16:1 
Δ9 
Ácido 
Palmítoléico 
Ácido 9-
Hexadecenóico 
CH3-(-CH2-)5-CH=CH-(-CH2-)7-COOH - 0,5 
18:1 
Δ9 
Ácido Oléico 
Ácido 9-
Octadecenóico 
CH3-(-CH2-)7-CH=CH-(-CH2-)7-COOH 13,2 
18:2 
Δ9,12 
Ácido 
Linoléico 
Ácido 9,12-
Octadecadienóico 
CH3-(-CH2-)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(-CH2-
)7-COOH 
- 9 
18:3 Δ9,12,15 
Ácido -
Linoléico 
Ácido 9,12,15-
Octadecatrienóico 
CH3-(-CH2-CH=CH)3(-CH2-)7-COOH - 17 
20:4 
Δ5,8,11,14 
Ácido 
Araquidônico 
Ácido 5,8,11,14-
Eicosatetraenóico 
CH3-(-CH2)3-(CH2-CH=CH)4(-CH2-)3-
COOH 
- 49,5 
 
Outra forma de denominar os ácidos graxos é através da utilização de letras gregas, sendo o 
carbono α (alfa) o da carbonila, o β (beta) o segundo na seqüência e ω (ômega) o último da cadeia. As 
duplas ligações costumam ser indicadas a partir do carbono ômega, o que faz com que o ácido oléico seja 
também denominado de ácido octadecanóico ômega-9. 
Os ácidos graxos saturados são sintetizados tanto por vegetais quanto por animais, o que lhes dá 
larga distribuição na natureza. Possuem uma boa estabilidade estrutural devido organização em camadas 
de grande adesividade devido a forma linear das cadeias hidrocarbonadas. 
Esta alta estabilidade lhes confere altas temperaturas de fusão, ou seja, em temperatura ambiente, 
eles estão no estado sólido (o ácido láurico possui a mais baixa temperatura de fusão: 44oC enquanto que 
o ácido lignocérico liquefaz-se somente em 84,2oC). Esta propriedade permite que os lipídios ricos em 
ácidos graxos saturados tenham o aspecto de gordura sólida (sebo), o que é comum nas gorduras animais. 
Os ácidos graxos insaturados possuem um arranjo estrutural menos estável, devido à dupla ligação 
que desestabiliza as camadas de lipídios, conferindo uma temperatura de fusão bastante baixa (ácido 
nevrônico apresenta temperatura de fusão é de 39oC enquanto que no ácido araquidônico é de -49,5oC). 
Desta forma, os lipídios ricos em ácidos insaturados possuem o estado líquido (óleos) em temperatura 
ambiente, o que é próprio das gorduras vegetais. 
Os mamíferos não possuem enzimas que sintetizam ácidos graxos insaturados (dessaturases) cuja 
dupla ligação esteja abaixo do C16, o que torna esses ácidos graxos insaturados essenciais na dieta. Os 
ácidos araquidônico, linoléico, linolênico e oléico são considerados ácidos graxos essenciais justamente 
por esse motivo e assiociado ao fato de possuírem funções especialíssimas na biologia celular. Uma 
alimentação isenta de gorduras levará à carência desses ácidos graxos com conseqüências patológicas 
graves, como dermatite, desidratação, má cicatrização e até a morte. 
 
 
 
 56 
b) Acilgliceróis 
Os acilgliceróis são lipídeos formados pela esterificação de um, dois ou três ácidos graxos 
(saturados ou insaturados, iguais ou não) com uma molécula de glicerol, formando mono, di ou 
triacilglicerol, comumente denominados de mono, di ou triglicerídeos, denominação vulgar e 
quimicamente incorreta, mas degrande uso na prática clínica e laboratorial. 
Os triglicerídeos (figura 5-7) são os principais lipídios de reserva tantos de animais quanto de 
vegetais. Nos animais eles são armazenados no tecido adiposo e nos vegetais essa reserva encontra-se 
principalmente nas sementes e caule. 
Os mono-acil-gliceróis e os di-acil-gliceróis estão presentes em concentrações muito baixas no 
organismo, sendo resultantes de processos intermediários do metabolismo de triglicerídeos ou de outros 
lipídios, como é o caso do di-acil-glicerol que é um segundo mensageiro de algumas reações celulares, 
liberado após a degradação de fosfolipídios, como será visto a seguir. 
 
 
Tabela 5-7: Triacilgliceróis 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) Glicerolfosfolipídeos 
São os principais componentes lipídicos das membranas biológicas. Eles são formados pela 
esterificação de dois ácidos graxos a molécula de glicerol-3-fosfato. Geralmente, o segundo carbono é um 
ácido graxo insaturado (freqüentemente o ácido araquidônico) e o fosfato pode estar ligado a outro grupo 
de origem variada (Figura 5-). 
 
 
 
 
 
 
Ligação 
Éster 
Triacilglicerol ou 
Triglicerídeo 
3 
Ácidos 
Graxos 
Glicerol 
 57 
Figura 5-8: Glicerolfosfolipídeos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ácido fosfatídico 
Fosfatidiletanolamina Fosfatidilcolina 
Fosfatidilserina Fosfatidilinositol Cardiolipina 
 58 
d) Esfingolipídios 
 
Os esfingolipídios são formados pela esterificação de um ácido graxo a um aminoálcool chamado 
de esfingosina. Os esfingolipídeos apresentam um grupo variável (X), onde se ligam diferentes radiais. A 
ceramida possui o –H como cabeça polar, enquanto que os demais possuem grupamentos bem definidos, 
agrupando-se em três classes distintas: esfingomielinas, cerebrosídeos e gangliosídeos. 
 
Figura 5-9: Esfingolipídeos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os esfingomielinas possuem como grupamentos X a fosfoetanolamina e a fosfocolina. Esses 
esfingolipídios possuem função de proteção e revestimento elétrico dos axônios neuronais, sendo os 
principais constituintes da bainha de mielina dos neurônios. 
Nos cerebrosídeos o grupo X é um carboidrato, que são importantes componentes da bainha 
mieliníca. Os gangliosídeos possuem como grupo X oligossacarídeos unidos ao ácido siálico (um 
derivado da glicose). Possuem função estrutural importante da superfície das membranas celulares, com a 
cabeça polar de carboidratos projetando-se para o meio extracelular funcionando como receptores 
celulares. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 59 
e) Esteróides 
 
Estes lipídeos apresentam como estrutura química principal núcleo-pentano-per-hidro-fenantreno 
(figura 5-10). Os esteróides são responsáveis por muitas funções, que vão desde estrutural até a ação 
hormonal e de vitamina (Vitamina D). 
Neste grupo, o principal lipídeo é o colesterol, pois ele é o precursor de todos os outros esteróides 
e é exclusivamente sintetizado nos animais. O colesterol faz parte da estrutura da membrana das células 
animais, diminuindo a fluidez dessa estrutura. 
 
Figura 5-10: Colesterol 
 
 
 
 
 
 
 
f) Terpenos 
Esses lipídeos são produzidos em grandes quantidades pelos vegetais e são utilizados como 
proteção contra agentes biológicos, ou seja, as plantas utilizam essas como um sistema imunológico. Os 
terpenos são utilizados na culinária como temperos, pois possuem propriedade organolépticas (realçam o 
sabor e o odor dos alimentos - temperos). 
A estrutura química comum entre os terpenos é o iso-prenóide (figura 5-11). As vitaminas E e K 
são terpenos de função bioquímica especializada. 
 
Figura 5-11: Terpenos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 60 
g) Ceras 
São misturas álcoois graxos (com cadeia longa de 16 a 20C) e ácidos graxos (com cadeia de 16 a 
30C). Elas possuem função estrutura bem definida na formação de favos em colméias de insetos sociais. 
As baleias do tipo cachalote possuem grande quantidade de ceras e outros lipídios em uma enorme 
cavidade nasal especializada que funciona como órgão flutuador, de acordo com o fluxo sanguíneo. Essa 
mistura de lipídios foi utilizada durante quase todo o século XVII como produto de beleza capilar pela 
sociedade européia e americana, conhecido como espermacete de baleia, além, é claro, da utilização como 
combustível juntamente com a gordura do tecido adiposo da baleia. Este fato levou quase à extinção esses 
animais e ao conseqüente declínio da economia (na sociedade norte-americana, a indústria baleeira foi a 
principal base da economia durante vários anos) fato superado graças à invenção de máquinas movidas à 
combustível fóssil. 
 
g) Eicosanóides 
 
Os eicosanóides são lipídeos derivados do ácido araquidônico (figura 7-12) e possuem funções 
específicas: hormonal, reação inflamatória, contração da musculatura lisa, controle do sono e da vigília e 
formação de trombos. 
Eles não são eliminados na corrente sanguínea como os hormônios clássicos. Os principais 
eicosanóide são: 
 
- Prostaglandinas: são produzidas em quase todos os tecidos e estão envolvidas nos processos de sono e 
vigília, resposta inflamatória e contração dos músculos lisos do útero. 
 
- Tromboxanas: são produzidas pelas plaquetas e atuam na diminuição do fluxo sangüíneo e na formação 
de trombos (tampões celulares que impedem a hemorragia de pequenos vasos). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 61 
- Leuciotrienos: são produzidos pelos leucócitos atuando na contração da musculatura lisa dos pulmões. 
 
Figura 5-10: Terpenos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. CORRELAÇÕES CLÍNICAS 
 
a) A Mileina e a Esclerose Múltipla 
A mielina é uma bainha de membranas, ricas em lipídeos, que circunda o axônio de células 
nervosas e tem um conteúdo particularmente alto de esfingomielina. Ao contrário de muitos tipos de 
membranas, a mielina é, em essência, uma bicamada lipídica com uma pequena quantidade de proteínas. 
Sua estrutura, composta seguimentos e interrupções (nódulo), promove a transmissão nervosa. 
Na esclerose múltipla, uma doença degenerativa e fatal, bainha de mielina é destruída de modo 
progressivo placas escleróticas, que afetam cérebro e a medula espinhal. Tais placas parecem ter origem 
auto-imune; contudo, os epidemiologistas levantaram questões acerca do envolvimento de infecção viral 
na instalação da doemça. 
O progresso doença é marcado por períodos de destruição ativa da mielina intermediada por 
períodos em que não há destruição da bainha de mielina. As pessoas afetadas pela esclerose múltipla 
sofrem de fraqueza, perda de coordenação motora visual e de fala. 
 
 
 
 
 
 62 
b) Fármacos e os Eicosanóides 
 
A maioria dos medicamentos que atuam inibindo o processo de dor (analgésicos não derivados de 
esteróides) é inibidor da via de síntese das prostaglandinas. Os medicamentos que inibem a síntese de 
leucotrienos são excelentes anti-asmáticos e os que inibem a síntese de tromboxanas acarretam uma 
diminuição da formação de trombos, útil para quem tem problemas de coagulação intravascular 
disseminada (uma doença que possibilita o despreendimento de trombos e a bostrução de vasos 
sanguíneos). 
A biossíntese dos eicosanóides constitui-se importante capítulo na compreensão da farmacologia 
desses medicamentos e será abordado no Capítulo sobre metabolismo lipídico. 
 
c) A Química da Visão 
 
A principal reação da visão, responsável pela geração de impulso para o nervo óptico, envolve 
uma isomerização cis e trans em torno de uma ligação dupla na porção retinal da rodopsina. Quando a 
rodopsina está ativa, isto é, quando ela responde pela luz visível, a ligação dupla entre os carbonos 11 e 
12 do retinal (11-cis-retinal) tem orientação cis. Sob a influência da luz, ocorre uma isomerização nessa 
ligação, produzindo o trans-retinal. Uma vez que essa forma de retinal não se liga a opsina, o trans-retinal 
e a opsina livre são liberados.Como resultado dessa reação, um impulso elétrico é gerado no nervo óptico e transmitido ao 
cérebro, para ser processado como um evento visual. A forma ativa da rodopsina é regenerada pela 
isomerização enzimática do trans-retinal de volta à forma 11-cis-retinal e pela subseqüente formação da 
rodopsina. 
A deficiência da vitamina A pode ter conseqüências graves, como previsto a partir de sua 
importância na visão. A cegueira noturna e cegueira total podem ocorrer especialmente em crianças. Por 
outro lado, o excesso de vitamina A também pode causar danos, como fragilidade óssea. Em função de os 
compostos lipossolúveis não serem excretados tão prontamente quanto os compostos hidrossolúveis, é 
possível quantidades excessivas de vitaminas lipossolúveis se acumulem no tecido adiposo. 
 
d) Ácido graxo Ômega-3 e Plaquetas na Doença Cardíaca 
 
As plaquetas são elementos do sangue que participam da coagulação sangüínea e o reparo tissular, 
por liberarem fatores de coagulação e o fator de crescimento derivado de plaquetas (platelet-derived 
growth factor, PDGF). As turbulências na corrente circulatória podem ocasionar o rompimento de 
plaquetas. Os depósitos de gordura e bifurcações das artérias levam a tal turbulência, de maneira que as 
plaquetas e PDGF estãoi associados a coagulação e a formação de placas aterioescleróticas. Além disso, 
as condições anaeróbias das placas de ateroma podem levar a fragilidade e à morte celular da parede 
arterial, agravando o problema. 
Em populações que têm o peixe como principal fonte alimentar, incluindo algumas tribos de 
esquimós, a incidência de doença cardíaca é muito baixa, apesar de tais povos ingerirem uma alimentação 
rica em lipídeos terem altos níveis de colesterol. É interessante notar que essas pessoas apresentam 
hematomas com muita facilidade, provavelmente por causa de sangramento subcutâneo aumentado. A 
análise das suas dietas levou à descoberta de que certos ácidos graxos altamente insaturados são 
encontrados em óleos de peixes e mamíferos subaquáticos. Uma das classes desses ácidos graxos é 
chamada de ômega-3 (ω3), tendo como exemplo o ácido eicosapentenóico (EPA): CH3CH2 
(CH=CHCH2)5CH2(CH2)2COOH. 
 63 
Observe a presença de uma ligação dupla no terceiro átomo de carbono a partir do final da cadeia 
alifática. Como ω é a última letra do alfabeto grego, essa característica estrutural deu origem ao nome dos 
ácidos graxos nos quais ela ocorre. 
Sabe-se atualmente que os ácidos graxos ω3 inibem a formação de certas prostaglandinas. Os 
troboxanos lançados na artéria lesada causa adesão das plaquetas no sítio da lesão aumentando o tamanho 
do coágulo. Assim, qualquer coisa que diminua a síntese de troboxanos resultará em uma menor 
tendêmncia de formação de coágulos e diminuirá a possibilidade de danos às artérias. 
É interessante notar que a aspirina é também um inibidor da síntese de prostaglandinas, embora 
menos potente que o EPA. A aspirina inibi a síntese de prostaglandinas responsáveis pela inflamação e 
pela percepção da dor. Esse fármaco tem sido considerado como capaz de diminuir a incidência de 
doença cardíaca, provavelmente por um mecanismo similar ao do EPA. A asprina não deve ser usada por 
pessoas que tomam anticoagulantes ou por pessoas com tendência a sangramento. 
 
e) Surfactante Pulmonar 
 
O dipalmitoil-fosfatidilcolina (fosfatidilcolina cujos ácidos graxos são o ácido palmítico) é o 
principal componente da substância surfactante pulmonar que impede o colabamento (união das 
superfícies internas) dos alvéolos pulmonares. Esta substância ajuda a diminuir, também, o efeito físico 
da pressão dos gases respiratórios sobre o alvéolo. 
A produção desta substância surfactante, entretanto encontra-se em plena produção somente após 
o nascimento, o que leva as crianças que nascem prematuramente, portanto com pouco surfactante 
pulmonar, a desenvolverem um quadro sério de insuficiência respiratória devido a dificuldade de encher 
os alvéolos colabados. Esta condição patológica (conhecida como síndrome da angústia respiratória) 
também pode se estabelecer em adultos sempre que diminui a produção desse fosfolipídio. 
 
f) Derivados dos Glicerolfosfolipídeos 
 
Quando há a retirada de um dos ácidos graxos da molécula de um fosfolipídio, a molécula 
resultante (fosfolisolipídio) possui potente ação detergente e, realmente, destrói a membrana, provocando, 
obviamente, a morte celular. Enzimas que possuem essa função (fosfolipase A2) estão presentes em 
venenos de cobra e de abelhas, justificando a potente ação lítica tecidual. Outras enzimas que retiram a 
cabeça polar (fosfolipase C) geram diacilgliceróis que agem como segundo mensageiros de alguns 
hormônios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 64 
VITAMINAS 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
As vitaminas são elementos nutritivos essenciais para a vida (VITA), que na sua maioria possuem 
na sua estrutura compostos nitrogenados (AMINAS), os quais o organismo não é capaz de sintetizar e 
que, se faltarem na nutrição provocam manifestações clínicas indesejáveis ao organismo. O corpo 
humano deve receber as vitaminas através da alimentação (fonte vegetal: principalmente cereais, folhas 
verdes e legumes; fonte animal: principalmente leite, ovo e fígado), por administração exógena (injeção 
ou via oral), ou por aproveitamento das vitaminas formadas pela microbiota intestinal (algumas vitaminas 
podem ser produzidas nos intestinos de cada indivíduo pela ação da microbiota intestinal). 
A falta de vitaminas pode ser total (avitaminose), ou parcial (hipovitaminose). Em ambas as 
situações, podem surgir manifestações classificadas como as doenças carenciais. A falta de vitaminas 
pode ser provocada por: redução de ingestão, pela diminuição da absorção, pelas alterações da microbiota 
intestinal e pelas alterações do metabolismo. O excesso de vitaminas (hipervitaminose) pode ser a 
conseqüência da ingestão, ou da administração exagerada de vitaminas. 
É importante ressaltar que as manifestações clínicas associadas à deficiência alimentar de uma 
única vitamina é um caso raro, pois isso ocorre em situações muito específicas. O mais comum, em 
decorrência da desnutrição, é haver um quadro clínico complexo causado pela deficiência de várias 
vitaminas. 
As vitaminas são muito comercializadas, pois o senso comum associa essas biomoléculas a uma 
fonte de energia e saúde. Porém, é importante explicar que as vitaminas não geram energia para o 
metabolismo, sua principal funções é atuar como um coadjuvante (cofator) nas reações metabólicas, ou 
seja, elas são necessárias para a manutenção da homeostasia das reações celulares, através de funções 
específicas como: transporte de grupos e elétrons, doadoras de grupos funcionais, formação de compostos 
intermediários e agentes antioxidantes. 
O uso terapêutico das vitaminas reside em sua função farmacológica, que ainda não é muito 
compreendida, mas a utilização de vitaminas pode reverter quadros clínicos como: dores musculares, 
vertigens, fadiga, enjôo, etc. 
É importante que a utilização de vitaminas seja acompanhada de uma orientação médica, uma vez 
o excesso dessas moléculas pode ocasionar danos ao organismo (hipervitaminose), pois a ingestão de 
vitaminas, indiscriminadamente, pode causar e, mesmo, agravar algumas doenças. Nenhum tipo de 
tablete, pílula ou cápsula disponível comercialmente, pode substituir uma dieta saudável ou compensar 
uma má dieta. Para uma boa nutrição e boa saúde a solução é simples: alimentação rica em nutrientes 
como frutas, vegetais e grãos. 
A nomenclatura das vitaminas é baseada na ordem de descobrimento das mesmas. Então a 
primeira vitamina descrita foi chamada de A. Ela está associada a problemas visuais e como Hipócrates 
(300 a.C) já havia descrito um tipo de cegueira que era revertida com a alimentação de fígado de animais, 
essa foi considerada a primeira descrição de vitamina. Depois, foi descoberta a vitamina B por Casimir 
Funk (1911), que extraiu da casca do arroz uma substância que curavaa doença conhecida como 
polineurite (ou Beribéri). Seguiu-se um desdobramento: a vitamina B era composta de diversos 
elementos; daí surgiram a B1, B2, B3 e, sucessivamente, mais algumas. Daí, a denominação Complexo B. 
No século XVI, as longas navegações transoceânicas dos exploradores, revelaram que os 
marinheiros sofriam de uma doença descrita como escorbuto, caracterizada por sangramento gengival, 
hoje conhecida como conseqüência da hipovitaminose C. O interessante é que os oficiais destes navios, 
muitas vezes não apresentavam esses sintomas, fato que levou, em 1729, o médico inglês Jackson Smith 
 65 
determinar a obrigatoriedade da ingestão de suco de limão durante as viagens, como medida preventiva 
contra o escorbuto, pois ele observou que a alimentação da tripulação era diferenciada no que diz respeito 
a sucos cítricos. Esta medida foi suficiente para erradicar o escorbuto. 
Muitas das vitaminas são termolábeis, (sensíveis ao calor) e fotolábeis (sensíveis a luz), o que 
torna necessário que o alimento que as contêm seja ingerido in natura (o cozimento destrói essas 
vitaminas) e deva ser armazenado ao abrigo da luz. Os alimentos industrializados que devem ser 
esterilizados pelo calor precisam ser adicionados de quantidades significativas dessas vitaminas para 
garantir sua qualidade nutricional. 
 
 
2. CLASSIFICAÇÃO DAS VITAMINAS 
 
a) Hidrossolúveis 
 
- Vitamina C (Ácido ascórbico). 
 
A forma ativa da vitamina C é o ácido ascórbico (ascorbato), cuja principal função é como agente 
redutor de diversas reações no organismo. A vitamina C tem papel bem-documentado como coenzima nas 
reações de hidroxilação dos resíduos de prolil e lisil do colágeno. Portanto a vitamina C é importante para 
a manutensão normal do tecido conectivo, assim como para repor tecidos danificados. Além disso, a 
vitamina C participa da formação de catecolaminas e contribui para uma absorção eficientes de ferro. 
A deficiência de ácido ascórbito resulta numa doença chamada de escorbuto, a qual caracteriza-se 
por gengivas doloridas e esponjosas, dentre frouxos, fragilidades dos vasos sanguíneos, adema nas 
articulações e anemia. A maioria dos sintomas na doença pode ser explicado por uma deficiência na 
hidroxilação do colágeno, resultando em tecido conectivo defeituoso. O excesso de vitamina C esta 
asociado a formação de cálculos renais. 
A vitamina C é um nutriente, que junto com a vitmamina E e o beta-caroteno são conhecidos 
como antioxidantes. O consumo de dietas ricas nesses compostos está associada com a diminuição da 
incidênci de algumas doença crônicas, tais como doença coronariana e alguns tipos de câncer. No entnto 
testes clínicos envolvendo a suplementação de um antioxidante isolado têm falhado na determinação de 
qualquer efeito benéfico convicente. 
Histórico: o escorbuto é a doença causada pela falta da vitamina C (figura 6-1), sendo conhecida 
desde o tempo das cruzadas e diagnosticada principalmente nos habitantes do norte da Europa, onde a 
alimentação era pobre em verduras e frutas frescas durante o inverno. No século 17, com a introdução da 
batata na alimentação dos europeus do norte o escorbuto tornou-se raro. 
Com as grandes navegações dos séculos 16 até 18, o escorbuto tornou-se a doença clássica dos 
marinheiros que passavam longos períodos em alto mar sem ingerirem frutas ou verduras frescas. Em 
1535, os índios do Canadá ensinaram ao capitão marinheiro Jacques Cartier que um chá feito com brotos 
de pinheiros do Canadá curava o escorbuto. Somente em 1747, Lind, um médico da marinha inglesa, fez 
um estudo dando a diferentes grupos de marinheiros alimentos diferentes, visando tratar o escorbuto. Dos 
grupos, um recebia mostarda, outro cidra, outro vinagre, outro laranjas e limões, outro água do mar. 
No fim verificou que o grupo alimentado com limões e laranjas recuperava-se rapidamente da 
doença. Com isso a marinha inglesa introduziu na ração de seus marinheiros o suco de limão. Em 1870, 
só no Real Hospital Naval de Portsmouth, foram tratados 1.457 casos de escorbuto, em 1780, depois da 
introdução do suco de limão, só houve 2 casos da doença. Depois, descobriu-se que a maioria dos animais 
sintetiza a vitamina C. No entanto, o porco da Índia, os macacos não humanóides, os morcegos das frutas 
 66 
da Índia e os humanos não são capazes de formarem o ácido ascórbico. Só em 1936, o ácido ascórbico foi 
isolado e identificado. Hoje, é produzido industrialmente. 
Um cirurgião inglês, de nome Crandon submeteu-se voluntariamente a uma dieta de 161 dias sem 
vitamina C. Após 41 dias, a vitamina C já não era mais detectável no seu plasma e dos glóbulos brancos 
desapareceu em 121 dias. Após 120 dias, surgiu hiperceratose perifolicular e, em 161 dias de dieta, 
manifestaram-se os sangramentos subcutâneos e percebeu-se que um ferimento parou de cicatrizar. 
O efeito preventivo ou curador de doenças virais, como gripe, a prevenção de câncer, reduzir risco de 
doença cardíaca e catarata, o aumento das defesas orgânicas, tudo isso não está comprovado como sendo 
um efeito terapêutico útil da vitamina C. As chances de obter um benefício para a saúde com o uso de 
altas doses de vitamina C são bem menores do que as de se conseguir uma doença a mais. 
 
Figura 6-1: Vitamina C 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 60 mg 
 
Principais funções: participa na formação de catecolaminas e do colágeno; aumenta a absorção de ferro 
pelo intestino. 
 
Principais fontes: frutas e verduras frescas. 
 
Hipovitaminose: lesões do colágeno. O escorbuto, um mal clássico dos marinheiros de longo curso, é, 
hoje em dia, uma doença praticamente desconhecida. Uma manifestação observada nos cabelos que pode 
sugerir a carência de vitamina C é quando os pelos se tornam crespos nos locais onde antes eram lisos. 
 
Hipervitaminose: formação de cálculos nos rins. Note-se que a dose diária recomendada é de 60 mg/dia. 
Alguns produtos comerciais contêm até 2000 mg por comprimido, o que significa a ingestão de 35 ou 
mais vezes o dose diária recomenda. 
 
- Vitamina B1 (Tiamina) 
 
A forma biologicamente ativa da vitmanina B1 é o pirofosfato de de tiamina, o qual se forma pela 
transferência do grupo fosfato de ATP para a tiamina. O pirofosfato de tiamina serve como coenzima na 
formação ou na degradação de alfa-cetóis pela transferência pela transcetolase, e na descarboxilação 
oxidativa dos alfa-catoácidos. 
A deficiência da tiamina prejudica a descarboxilação oxidativa do piruvato e do alfa-cetoglutarato, 
os quais desempenham papel chave no metabolismo energético da maioria das células, o que leva a uma 
diminuição da produção de ATP prejudicando a função celular. A hipovitaminase de tiamina também 
pode causar uma grave síndrome conhecido como Beribéri, aqual pode efetar tanto crianças como 
adultos. O Beribéri infantil caracteriza-se pela taquicardia, vômito, convulsões e, se não tratada, a mote. 
Essa síndrome pode ter um rápido início em lactentes cujas mães são deficiêntes em tiamina. Enquanto 
 67 
que o Beribéri adulto é caracterizado por pele seca, irritabilidade, pensamento desordenados e paralisia 
progressiva. 
A dificiência de tiamina, em função da insuficiência na dieta ou da mal absorção intestina; quando 
associada com o alcoolismo crônico, pode levar ao surgimento de uma síndrome denominada de 
Wernicke-Korsakoff, caracterizada por apatia, perda de memória e um movimento ritmico dos globos 
oculares. 
 
Histórico: A vitamina B1 (figura 6-2) foi a primeira do complexo B a ser descoberta. A sua falta provoca 
o beribéri, doença cuja incidência aumentou significativamente no século 19, principalmente na Ásia 
quando se começou a produzir o arroz polido. Em 1880 o almirante Takaki da marinha japonesa provou 
que a causa do beribéri era alimentar, ao acrescentar à dieta dos marinheiros peixes, carnes, cevada e 
vegetais. Em 1897 Eijkman, um médico holandês que atuava em Java observou que o pó resultante do 
polimento do arroz, se diluído em água ese administrado aos portadores de beribéri, curava a doença. Em 
1936 a vitamina B1 foi isolada e foi batizada com o nome de tiamina. 
 
Figura 6-2: Vitamina B1 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 1,5 mg. Para mães que amamentam e para idosos a dose é de 3,0 mg 
 
Principais funções: atua principalmente no metabolismo energético dos açúcares (grupo protético das 
enzimas: 2-cetoglutarato desidrogenase e transcetolase). 
 
Principais fontes: carnes, cereais, nozes, verduras e cerveja. Nota: alguns peixes e crustáceos e chás 
pretos podem conter fatores anti-tiamina. 
 
Hipovitaminose: a doença carencial clássica é o Beribéri que se manifesta principalmente em alcoólatras 
e pessoas desnutridas. A manifestação neurológica da carência de vitamina B1 é também denominada de 
Beribéri seco, caracterizando-se por neurites periféricas, distúrbios da sensibilidade com zonas de 
anestesia ou de hiperestesia, perda de forças até a paralisia de membros. No cérebro, pode haver 
depressão, perda de energia, falta de memória até síndromes de demência como a psicose de Korsakoff e 
a encefalopatia de Wernicke. As manifestações cardíacas decorrentes da falta de vitamina B1 são 
denominadas de Beribéri úmido, que se manifesta por falta de ar, aumento do coração, palpitações, 
taquicardia, alterações do eletrocardiograma, inclusive insuficiência cardíaca do tipo débito elevado. 
Nas crianças de peito a falta de vitamina B1 pode aparecer por ser o leite materno muito pobre em 
tiamina, principalmente se a mãe não receber suplemento de vitamina B1. Nos portadores de 
hipertireoidismo, havendo um aumento do metabolismo decorrente da atividade exagerada do hormônio 
da tireóide, podem surgir manifestações de carência de vitamina B1 causada pelo consumo aumentado. 
 
Hipervitaminose: mesmo em doses elevadas, a tiamina não é tóxica. Os eventuais excessos ingeridos são 
eliminados pelos rins, deixando a urina amarelada. 
 68 
- Vitamina B2 (Riboflavina) 
 
As duas formas biologicamente ativa da vitamina B2 são flavina mononucleotídeo (FMN) e 
flavina adenina dinucleotídeo (FAD) formadas pela transferência de um AMP do ATP para o FMN. O 
FNM e FAD são capazes de aceitarem reversivelmente dois átomos de hidrogênio, formando FMNH2 
OU FADH2. O FMN e o são fortimente ligados (algumas vezes covalentimente) a flovoenzimas que 
catalizam a oxidação ou a redução de substrato. 
A hipovitaminose é muito rara. Podem aparecer em gestantes, nos esportistas de alta performance 
ou em doenças digestivas que alterem a sua absorção. As primeiras manifestações de carência são 
inflamações da língua (glossite), rachaduras nos cantos da boca (queilose), lábios avermelhados, 
dermatite seborréica da face, tronco e extremidades, anemia e neuropatias. Nos olhos, pode surgir a 
formação de vasos nas conjuntivas, além de catarata. As carências de vitamina B2 costumam acompanhar 
a falta de outras vitaminas. 
A hipervitaminose não é tóxica, mesmo em altas doses. Os excessos são eliminados pelos rins. 
 
 Histórico: até 1879, observações de uma série de compostos amarelados isolados de alimentos 
foram denominados de flavinas. Verificaram que uma parte era lábil ao calor, denominado de B1, e uma 
outra, que era estável ao calor, foi denominado de B2 (figura 6-3), mais tarde vitamina B2 (a radiação UV 
inativa a riboflavina.). 
 
Figura 6-3: Vitamina B2 
 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 1,7 mg para homens e 1,6 mg/dia para mulheres. 
 
Principais funções: A forma ativa é o FAD (flavina adenina nucleotídeo) e o FMN (flavina adenina 
mononucleotídeo), que recebem e prótons e elétrons, convertendo-se de formas oxidadas (FAD+ e 
FMN+) para reduzida (FADH2 e FMNH2). O FAD é um importante transportador de elétrons e prótons 
na cadeia respira-tória mitocondrial. 
 
Principais fontes: leite, carne e verduras. 
 
- Vitamina B3 (Niacina ou Ácido nicotínico e Niacinamida - fator PP) 
 
A vitmina B3, também chamada de Niacina ou ácido nicotínico é um derivado da piridina. As 
formas biologicamente ativas são nitotinamida-adenina-dinucleotídeo (NAD+), e seu derivado 
fosforilado, nicotinamida-adenina-dinucleotídeo-fosfato (NADP+). A nicotina, um derivado do ácido 
nicotínico, que contém uma amina substituindo um grupo carboxila, também ocorre na dieta. A nicotina é 
rapidamente desaminada no organismo e, dessa forma, é nutricialmente equivalente ao ácido nicotínico. 
 69 
O NAD+ e o FAD+ servem como coenzimas nas reações de oxirredução, nas quais a coenzima sofre 
redução do anel piridina, pela inconporação de um íon hidreto. 
A deficiência de vitamina B3 causa a pelagra, uma doença que envolve a pele, a trato 
gastrointestinal e o sistema vervoso central (SNC). Os sintomas de evolução da pelagra compreendem três 
Ds: Dermatite, diarréia, demência, e se não tratada, Morte. 
 
Histórico: Pelle agra é o termo em italiano para pele áspera, doença conhecida há séculos na 
Itália, onde se comia principalmente milho. Em 1914, Funk postulou que a pelagra era uma doença 
carencial. Pouco tempo depois Goldberg demonstrou que se podia curar a pelagra com carne fresca, ovos 
e leite. Goldberg também observou que se dava a dieta carente dos humanos aos cães, causando a doença 
da língua preta. Depois verificaram ser também um componente hidrossolúvel, termo estável que 
acompanhava o complexo B. Em 1935, Warburg e outros isolaram o ácido nicotínico (figura 6-4) do 
sangue de cavalos. 
 
Figura 6-4: Vitamina B3 
 
 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 15 mg. 
 
Principais funções: participa da molécula de NAD (nicotinamida adenina dinucleotí-deo), 
importantíssimo transportador de pró-tons e elétrons no metabolismo energético mitocondrial. Influencia 
a formação de colágeno e a pigmentação da pele provocada pela radiação ultravioleta. No cérebro, a 
niacina age na formação de substâncias mensageiras, como a adrenalina, influenciando a atividade 
nervosa. 
 
Principais fontes: carnes e cereais. Origina-se do metabolismo do triptofano: 60 mg de triptofano 
produzem 1 mg de Niacina. As pessoas que se alimentam principalmente à base de milho são propensas a 
manifestações de carência de Niacina por ser o milho muito pobre em triptofano. 
 
Hipovitaminose: a doença dos 3 "D", composta por Diarréia, Demência e Dermatite. A língua pode 
apresentar cor avermelhada, ulcerações e edema. Pode haver salivação excessiva e aumento das glândulas 
salivares. Podem aparecer dermatites parecidas com queimaduras de pele, diarréia, esteatorréia, náuseas e 
vômitos. No sistema nervoso, aparecem manifestações como cefaléia, tonturas, insônia, depressão, perda 
de memória e, nos casos mais severos, alucinações, demência e alterações motoras e alterações 
neurológicas com períodos de ausência e sensações nervosas alteradas. 
 
Hipervitaminose: a Niacina não costuma ser tóxica, mesmo em altas doses, mas pode provocar coceira, 
ondas de calor, hepatotoxicidade, distúrbios digestivos e ativação de úlceras pépticas. 
 
 70 
Observação: a denominação PP significa Previne Pelagra, manifestação encontrada principalmente em 
alcoólatras de destilados quando mal-alimentados. 
 
- Vitamina B5 (Ácido Pantotênico) 
 
O ácido pantotênico é um componente da coenzima A, a qual atua na transferência de grupos 
acila. A coenzima A contém um griupo tiol que transporta composto acila como ésteres de tiol ativados. 
Exemplos de tais estruturas são acetil-CoA, succinil-CoA e Acil-CoA. O ácido pantotênico é também 
componente das sintase dos ácidos graxos. 
 
Histórico: O ácido pantotênico (figura 6-5) foi descoberto por Williams em 1933 como sendo 
uma substância essencial para o crescimento de leveduras. O seu nome vem do grego, em que Panthos 
significa de todos os lugares. Isso porque o ácido pantotênico é encontrado em toda a parte. O seu 
primeiro papel foi verificado que uma doença denominada pelagra dos pintos, curada com extratos de 
fígado, mas não com o ácido nicotínico. Foi demonstrado por Wooley e Jokes que o fator que curavaa 
dermatite das aves era o ácido pantotênico. Em 1947, Lipmann mostrou que a acetilação da sulfanilamida 
necessitava de um cofator que continha ácido pantotênico. 
 
Figura 6-5: Ácido Pantotênico 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: estimada em até 10 ug. É difícil determinar a dose mínima diária 
necessária por serem os estados carenciais praticamente desconhecidos. 
 
Principais funções: faz parte da molécula de coenzima A (CoA) e é responsável por reações de aceti-
lação, atuando no metabolismo da maioria das células, na produção de hidratos de carbono, proteínas e 
lipídios. 
Principais fontes: carnes, ovos, frutas, cereais e verduras, sendo encontrada, praticamente, em todos os 
alimentos. 
 
Hipovitaminose: são muito raras. As carências podem ser produzidas experimentalmente com alimentos 
artificiais, pelo uso de alguns antibióticos, nesses casos surgem cansaço, distúrbios do equilíbrio e do 
sono, cãibras e distúrbios digestivos, como flatulência e cólicas abdominais. Foi relatada uma síndrome 
do pé ardente descrita em pelotões da segunda grande guerra cuja ração apresentava uma deficiência em 
ácido pantotênico. 
 
Hipervitaminose: o excesso de ingestão (mais de 10 a 20 mg/dia) pode provocar diarréia. Como 
acontece com as demais vitaminas hidrossolúveis, os excessos são eliminados pelos rins, na urina. 
 
- Vitamina B6 (Piridoxina, Piridoxal e Piridoxamina) 
 
 71 
A vitamina B6 é um termo coletivo para designar três compostos: piridoxaina, piridoxal e 
piridoxamina, todo derivados da piridina. Esses compostos diferem apenas na natureza do grupo 
funcional ligado ao anel. A piridoxina ocorre principalmente nas plantas, enquanto que o pridoxal e 
piridoxamina são encontrados em alimente de origem aminal. 
Todos os três compostos podem funcionar como precursores da vitamina (coenzima) 
biologicamente ativa, o piridoxal fosfato. O piridoxal fosfato funciana como uma coenzima para um 
grande número de enzimas, particularmente aquelas que catalizam reações envolvendo aminoácidos. 
A isoniazida (hidrazida de ácido isonicotínico), uma droga utilizada para o tratamento de 
tuberculose, pode provocar uma deficiência de B6 pela formação de um composto inatino com o piridoxal 
fosfato. Portanto a suplementação de B6 na dieta e, assim um adjuvante para o tratamento com isoniazida. 
Por outro lado dietas deficientes em B6 são raras, mas tém sido observada em recém nascidos 
alimentados com leito em pó com baixos nícveis de B6, em mulheres que fazem uso de contraceptivos 
orais e em alcolistas. 
. 
 
Histórico: em 1926, foi verificado que uma das conseqüências da falta de vitamina B2 era a 
dermatite. Em 1936 György separou da vitamina B2 um fator solúvel em água cuja falta era a real causa 
das dermatites. Denominou-a de vitamina B6 (figura 6-6). Diversos produtos têm a mesma propriedade 
biológica atribuída à vitamina B6. 
 
Figura 6-6: Vitamina B6 
 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: a necessidade diária de Piridoxina é diretamente proporcional à ingestão 
de proteínas na dieta. Por exemplo, quem ingere 100 g/dia de proteínas necessita receber 1,5 mg/dia de 
piridoxina. Mulheres grávidas, fumantes e alcoólatras têm necessidade de doses maiores da vitamina B6. 
 
Principais funções: a vitamina B6 é uma coenzima e atua no metabolismo dos aminoácidos e lipídeos. 
Atua na produção de hormônios e é estimulante das funções defensivas das células. 
 
Principais fontes: cereais, carnes, frutas e verduras. O cozimento reduz os teores de B6 dos alimentos. 
 
Hipovitaminose: são muito raras, e caracterizam-se por lesões seborréicas em torno dos olhos, nariz e 
boca, acompanhadas de glossite e estomatite. Quanto ao sistema nervoso, a carência de vitamina B6 pode 
provocar convulsões e edema de nervos periféricos, havendo suspeitas de que possa provocar a síndrome 
do túnel carpiano. Distúrbios do crescimento e anemia são atribuídos à carência de vitamina B6. 
 
Hipervitaminose: a Piridoxina tem baixa toxicidade aguda, mas doses de 200 mg/dia, tanto por via oral 
como parenteral, podem provocar intoxicações neurológicas, surgindo sintomas como formigamentos nas 
mãos e diminuição da audição. Foram relatados casos de dependência da piridoxina. 
 72 
- Vitamina B12 (Cobalamina) 
 
A vitamina B12 é necessária para o organismo humano para duas reações enzimáticas essenciais. 
A síntese de metionina e a isomerização de metilmalonil-Coa, que é produzida durante a degradação de 
alguns aminoácidos e de ácidos graxos com número ímpar de átomos de carbono. Quando a vitamina é 
deficiente ácidos graxos anormais acumulam-se e são incorporados na membrana celulares, inclui ndo as 
do sistema nervoso central. Isso pode contribuir para algumas das manifestações neurológicas da 
deficiênecia da vitamina B12. 
A vitamina B12 não está presenta em vegetais. Os animais obtem a vitamina pré-formada a partir 
de sua microbiota intestinal normal ou pela ingestão de alimentos derivados de outros animais. Ao 
contrário de outras vitaminas hidrosolúveis, quantidades significativas de (4 a 5 mg) de vitamina B12 são 
armazenadas no organismo. Como resultado podem ser que vários anos sejam necessários para que se 
desenvolva sintomas clínicos de deficiência de vitamina B12 nos indivíduos que tenham sofrido 
gastrectomia total ou parcial (os quais tornam-se deficientes no fator intrínseco e não possam mais 
absorvber a vitamina). 
A deficiência de cobalamina são mais comuns em células que se dividem rapidamente, tais como 
o tecido eritropoiético da medula óssea e as células da mucosa intestinal. Esses tecidos necessitam das 
formas N,N-metileno e N-formil do tetraidrofolato para a síntese de nucleotídeos, necessários para 
replicação do DNA. Entretanto na deficiência de B12 a forma N-metiltetraidrofolato não é usada 
eficientimente. Uma vez que a forma metilada não pode ser convertida diretamente em outras de 
tetraidrofolato, aforma N-metil acumula, enquanto os níveis das demais diminuiem. Assim sendo, a 
deficiências de B12 leva a uma deficiência de formas de tetraidrofolato necessárias para a síntese de 
purinas e timinas, resultando nos sintomas de anemia megaloglástica 
A deficiência de vitamina B12 raramente resulta da ausência da vitamina na dieta. É muito mais 
comum encontrar deficiência em pacientes com falhas na absorção da vitamina no intestino, resultando na 
anemia perniciosa. Essa doença geralmente resultado de uma destruição auto-imune das células gástricas 
parietais, que são responsáveis pela síntese de uma glicoproteína chamada fator intrínseco. 
A vitamina B12 liga-se ou fator intrínseco no intestino. O complexo fator intrínseco-cobalamina 
viaja pelo intestino e eventualmente liga-se a receptores específicos nas superfícies das celulas mucoses 
do ílio. A cobalamina ligada é transportada para as células e, consequentimente chega a circulação geral, 
onde é transportada por proteínas de ligação á B12. A falta do fator intrínseco impedi a absorção da 
vitamina B12, resultando na anemia perniciosa. 
Pacientes com deficiência de vitamina B12 frequentimente são anêmicos, porém, com o 
desenvolvimento da doença apresentam sintomas neuropsiquiátricos. No entanto sintomas do sistema 
nervoso central podem ocorrer na ausência da anemia. Os efeitos no sistema nervo central são 
irreversíveis e ocorrem por mecanismo que parecem ser diferentes daqueles descrito para amenia 
megaloblástica. 
A amenia perniciosa é tratada com altas doses de vitmanina B12 ou injeção intramuscular de 
cianocobalamina. A terapia deve continuar por toda vida do paciente. 
 
 
Histórico: a vitamina B12 (figura 6-7), na sua história como nas suas funções, está intimamente 
ligada ao ácido fólico e tem no seu currículo dois prêmios Nobel. A história começou em 1824 quando 
Combe e Addison descreveram casos de anemia megaloblástica. Combe associou essa anemia a fatores 
digestivos, mas, somente em 1860, Austin Flint descreveu uma severa atrofia gástrica e falou da 
possibilidade duma eventual relaçãocom a anemia anteriormente citada. 
 73 
Em 1872, Biermer deu-lhe o nome de anemia perniciosa. Em 1925, Whipple observou que o 
fígado contém um potente fator que corrigia as anemias ferroprivas de cães. Minot e Murphy seguindo e 
continuando nessa linha de observações descreveram a eficácia da alimentação com fígado para reverter a 
anemia perniciosa e receberam o prêmio máximo da medicina. Pouco tempo depois, Castle observou a 
existência de um fator secretado pelas células parietais do estômago, denominado de fator intrínseco, que 
era necessário para corrigir a anemia perniciosa e que agia em conjunto com um fator extrínseco, 
semelhante a uma vitamina, obtido do fígado. Somente 20 anos depois Rickes, Smith e Parker isolaram e 
cristalizaram a vitamina B12. 
Depois Dorothy Hodgkin determinou a estrutura cristalina da Vitamina B12 e por isso também 
recebeu um Prêmio Nobel. Nas tentativas de purificar o fator extrínseco, Wills descreveu uma forma de 
anemia perniciosa na Índia, que respondia ao fator extraído do fígado, mas que não respondia às frações 
purificadas que se sabia serem eficazes no tratamento da anemia perniciosa. Era conhecido com o fator de 
Wills, depois denominado de Vitamina M e hoje conhecido como ácido fólico, que foi isolado, em 1941, 
por Mitchell. 
 
Figura 6-7: Vitamina B12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 6 ug/dia. Os níveis de vitamina B12 no sangue podem ser medidos e 
assim fazer um diagnóstico de carência ou não. 
 
Principais funções: É cofator de reações de reorganização estrutural (conversão de metil-malonil-CoA 
em succinil-CoA) e reações de metilação (conversão de homocisteína em metionina), por isso é essencial 
para o crescimento de replicação celular. Importante na formação das hemácias (os glóbulos vermelhos 
do sangue). 
 
Principais fontes: carne e fígado. É também produzida pela flora do intestino grosso, mas lá não é 
absorvida. A absorção se dá no intestino delgado depois dela ter sido ativada no estômago aonde chega 
com a ingestão de alimentos. A vitamina B12 necessita do chamado "fator intrínseco", existente nos 
 74 
estômagos normais, para ser absorvida. A vitamina B 12 formada nos intestinos, por não ter sido ativada 
pelo fator intrínseco quase não é absorvida. 
Cerca de 12% das pessoas com mais de 65 anos apresenta níveis plasmáticos de cobalamina 
menor do que 258 pmol/L, decorrentes de uma menor absorção da vitamina B12. Níveis baixos dessa 
vitamina estariam associados com um maior risco de câncer e de doenças vasculares. 
Os vegetais não contêm vitamina B12, isso poderia levar os vegetarianos a apresentarem a 
hipovitaminose. Contudo isso nem sempre acontece porque bactérias contaminantes dos vegetais ou 
mesmo as do trato intestinal, agindo sobre os restos desses vegetais, formam a vitamina B12 e, assim, 
suprem parcialmente o organismo daqueles que não ingerem carne, fígado, ovos ou leite e seus derivados. 
 
Hipovitaminose: anemia macrocítica ou perniciosa é a principal manifestação. Existem evidências de 
que níveis baixos de vitamina B12 estariam associados a uma maior incidência de doenças vasculares e 
cancerosas. Células de regeneração e replicação rápida (mucosas e epitélio cervical uterino) também 
sofrem com a falta de vitamina B12. 
A carência de vitamina B12 é comum em pessoas operadas do estômago quando foi retirada a 
parte que produz o fator intrínseco responsável pela absorção da vitamina B12. São propensos a 
apresentarem manifestações de falta de vitamina B12 os vegetarianos restritos (que não ingerem carnes, 
ovos, leite e seus derivados), os portadores de parasitoses intestinais, as pessoas operadas do pâncreas, os 
portadores de doenças inflamatórias crônicas dos intestinos e os idosos. 
As deficiências de vitamina B12 podem provocar lesões irreversíveis do sistema nervoso causadas 
pela morte de neurônios. Os sintomas neurológicos são os mais variados e decorrem da morte ou perda de 
função das células atingidas nos mais diferentes setores do cérebro e medula. As alterações neurológicas 
podem acontecer mesmo não havendo ainda anemia. 
 
Hipervitaminose: não há relato na literatura médica. 
 
 
- Ácido Fólico (Tetra-hidro-folato) 
Histórico: o ácido fólico (figura 6-8) foi descrito em conjunto com a vitamina B12. 
 
Figura 6-8: Ácido Fólico 
 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 0,2 mg para crianças e 0,4 mg para adultos. É imprescindível para 
mulheres antes da concepção e no primeiro mês da gravidez a fim de evitar doenças congênitas da 
criança, como anencefalia e espinha bífida. A dieta habitual contém em torno de 0,2 mg de ácido fólico. 
O cozimento prolongado dos alimentos pode destruir até 90% do seu conteúdo em ácido fólico. 
 
 75 
Principais funções: atua em conjunto com a vitamina B12 na transformação e síntese de proteínas. É 
necessária na formação dos glóbulos vermelhos, no crescimento dos tecidos e na formação do ácido 
desoxiribonucleico (É importante na síntese de purinas e timina.), que interfere na hereditariedade. 
O ácido fólico tem um papel na prevenção de doenças cardiovasculares, principalmente nos 
portadores de distúrbios metabólicos em que há um aumento da hemocisteína no sangue, onde atua como 
redutor dessa substância tóxica. Existem países, entre os quais a Inglaterra e o Chile, em que o ácido 
fólico é acrescentado à farinha de trigo de uso doméstico. Nesses países, a suplementação por outras vias 
é desnecessária. 
 
Principais fontes: carnes, verduras escuras, cereais, feijões e batatas. Um copo de cerveja, de 200 ml, 
contém 0,06 mg de ácido fólico. 
 
Hipovitaminose: a manifestação principal da carência de ácido fólico é a alta incidência de crianças com 
malformações congênitas do sistema nervoso nascidas de mães tinham carência alimentar de ácido fólico 
no início da gravidez. Também está correlacionada com a incidência de lábio leporino e fissura palatina. 
Estima-se que a administração preventiva de ácido fólico neste período e durante toda a gestação, 
reduziria a incidência de malformações congênitas em 70%. A falta de ácido fólico aumenta a incidência 
de partos prematuros. 
A carência de ácido fólico é comum em alcoólatras, em desnutridos crônicos, em pessoas que não 
consomem vegetais verdes, como espinafre, acelga, brócolis e nas pessoas que se alimentam, 
principalmente, de comidas industrializadas. A carência de ácido fólico, junto com a carência de vitamina 
B12, pode levar as pessoas a sentirem vertigens, cansaço, perda de memória, alucinações e fraqueza 
muscular. 
 
Hipervitaminose: não relatada. 
 
- Biotina 
Histórico: em 1916, Bateman observou que ratos alimentados com clara de ovo como única fonte de 
proteínas desenvolviam desordens neuromusculares, dermatite e perda de cabelos. Esta síndrome poderia 
ser prevenida caso se cozinhasse a clara ou se fosse acrescentado fígado ou levedura à dieta. Em 1936, 
Kögl e Tönis isolaram da gema do ovo uma substância que era essencial para o crescimento da levedura e 
a denominaram de biotina (figura 6-10). Depois, verificou-se que esse fator e aquele que prevenia a 
intoxicação da clara de ovo cozido eram o mesmo. 
 
Figura 6-10: Biotina 
 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 100 a 200μg. 
 
 76 
Principais fontes: carnes, gema de ovos, leite, peixes e nozes. A biotina é estável ao cozimento. É 
produzida em grande quantidade pela flora bacteriana intestinal normal do ser humano. 
 
Principais funções: é coenzima de enzimas carboxilases, des-carboxilases e transcarboxilases 
transportan-do o CO2 para os substratos. 
 
Hipovitaminose: muito raras e praticamente só aparecem se houver destruição das bactérias intestinais, 
administração de antimetabólicos da biotina e alimentação com clara de ovo crua para que aconteça a 
carência de biotina. Nestes casos surgem glossite atrófica, dores musculares, falta de apetite, flacidez, 
dermatite e alterações do eletrocardiograma. Pessoas que se alimentam por longo tempo somente de ovos 
crus têmapresentado estas manifestações. Pessoas alimentadas por via parenteral também podem 
apresentar sinais e sintomas de carência de biotina. As lesões da pele caraterizam-se por dermatite 
esfoliativa grave e queda de cabelos que são reversíveis com a administração de biotina. Crianças com 
seborréia infantil e pessoas com defeitos genéticos são tratados com doses de 5 a 10 mg/dia de biotina. 
 
Hipervitaminose: grandes doses de biotina podem provocar diarréia. 
 
 
b) Lipossolúveis 
 
- Vitamina A (Retinol e Retinal) 
 
A vitamina A (retinol) é um termo frequentimente utilizado como coletivo para várias moléculas 
relacionadas, biologicamente ativas. O termo retinóides inclui as formas natural e sintética da vitamina 
A, que podem ou não ter atividade de vitamina A. 
Os retinóides são essenciais para a visão, a reprodução, o crescimento e a manutenção dos tecidos 
epiteliais. O ácido retinóico, derivado da oxidação do retinol da dieta, medeia a maioria das ações dos 
retinóides, exceto para a visão, a qual depende do retinal, o derivado aldeído do retinol. 
O retinol é um álcool primário encontrado nos tecidos animais como um éster retinil com ácidos 
graxos de cadeia longa. Já o retinal é o derivado aldeído do retinol. O retinal e retinol podem ser 
facilmente interconvertidos. O ácifo retinóico é o ácido derivado da oxidação do retinal. O ácido retinóico 
não pode ser reduzido no organismo e por isso não pode originar retinol uo retinal. 
O beta-caroteno é encontrado em vegetais e podem ser clivadi oxidativamente no intestino 
originando duas moléculas de retinal. Em humanos e conversão é ineficiente, a atividade de vitamina A 
do beta-carotena é apenas um sexta da do retinol. 
O retinol derivado dos ésteres e de clivagem e redução de beta-carotenos é estereficados a ácidos 
graxos na mucosa do intestino e secretado como componjente dos quilimicra no sistema linfáticos em 
seguida são captados e armazenados no fígados. 
Quando é necessário o retinol é liberado do fígado e transportados para os tecidos extra-hepáticos 
pela proteína plasmática ligadora de retinol (PLR). O complexo PLR-retinol liga-se a receptores 
específicos na suérfícies das células dos tecidos periférico, permitindo a entrada do retinol. Muitas tecidos 
possuem uma proteína celular ligadora de retinol, que transporta o retinol para sítios no núcleo, onde a 
vitamina atua semelhante aos hormônios esteróides. 
 
Mecanismo de ação 
 
 77 
O ácidos retinóico com alta afinidade a proteínas receptoras específicas, no núcleo de células-alvo, 
tais como as c´leulas epiteliais. O complexo ativado receptoracido retinóico interagem com a cromatina 
nuclear, estimulando a síntese de RNA retinóide-específico, resultando na produção de proteínas 
específicas, as quais medeiam a várias funções fisiológicas. Por exemplo, os retinóides controlam a 
expressão do gene da queratina na maior parte dos tecidos epiteliais do corpo. 
 
Função da vitamina A 
 
A vitamina A é um componente dos pigmentos visuais das células cones e bastonetes. 
Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx. 
Os animais providos de vitamina A inicialmente perdem a apetite, possivelmente pela 
queratinização das papilas gustativas. O crescimento ósseo é lento e não acompanha o crescmento de 
sistema nervoso, originando danos ao sistema nervoso central. 
O retinol e po retinal são essenciais para a reprodução normal, mantendo a espermatog 
ênese nos machos e prevenindo a reabsorção fetal nas fêneas. O ácido retinóico é inativo na manutenção 
da reprodução e no ciclo visual, mas promove a crescimento e diferenciação das células epiteliais, assim, 
animais que recebem vitamina A somente com ácido retinóico desde o nascimento são cegos e estéreis. 
 
 
 
Histórico: a cegueira noturna, a principal manifestação da carência de vitamina A (figura 6-11), já era 
conhecida dos egípcios há mais de 3 mil anos. Eles desconheciam a razão dessa manifestação, mas a 
tratavam empiricamente com compressas de fígado frito ou cozido sobre os olhos. Hipócrates há dois mil 
anos já recomendava comer fígado para tratar a cegueira noturna. Em 1865, no Brasil, foi descrita a 
Oftalmia brasiliana, uma doença que atingia escravos mal-alimentados. Só em 1913, num estudo 
experimental, foi descrito que animais atingidos pela xeroftalmia (secura dos olhos) tinham essa 
manifestação curada pela ingestão de gema de ovos, leite, manteiga e óleo de fígado de bacalhau. Durante 
a guerra mundial de 1914 a 1918, foi observado que a xeroftalmia em humanos era decorrente da carência 
de manteiga na dieta. 
 
 
Figura 6-11: Vitamina A 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 1 mg por dia para pessoas normais. Para mulheres grávidas, pessoas com 
distúrbios de digestão das gorduras, diabete, idosos e alcoólatras são recomendas doses 25 a 50% 
maiores. 
 
Principais funções: importante para as funções da retina (produção do estímulo nervoso), principalmente 
para a visão noturna. Exerce ainda função na cornificação da pele e das mucosas, no reforço do sistema 
imunológico, na formação dos ossos, da pele, cabelos e unhas. 
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A vitamina A tem função antioxidante, ela fixa-se aos chamados radicais livres que se originam da 
oxidação de diversos elementos. Esses radicais livres teriam um efeito nocivo para as células e são tidos 
como causadores de arterioesclerose, catarata, tumores, doenças da pele e doenças reumáticas. 
 
Principais fontes (100g de alimento): Fígado - 25 mg; Fígado de galinha - 11 mg; Fígado de gado - 8 
mg; Patê de fígado - 2 mg; Cenouras -1 mg. 
 
Hipovitaminose: 
Olhos: a ceratomalácia (“amolecimento” da córnea), olhos secos, com ulcerações e xerose da conjuntiva 
e córnea são as manifestações mais precoces. A cegueira noturna, a mais conhecida, é uma das primeiras 
manifestações de carência da Vitamina A. A dificuldade extrema de visão, inclusive a cegueira total são 
as manifestações mais graves da sua carência. 
 
Sistema respiratório: o epitélio das vias aéreas sofre alterações, a queratinização, o que propicia um 
aumento de infeções. Pode haver uma diminuição da elasticidade pulmonar dificultando a respiração. 
 
Pele: a queratinização e a secura da pele levam à erupção de pápulas que envolvem os folículos sebáceos 
principalmente nas extremidades dos membros. 
 
Sistema gênito-urinário: a deficiência de vitamina A leva a formação de cálculos renais. O epitélio das 
vias urinárias torna-se rugoso o que facilita o depósito de cristais e a formação dos cálculos. Ocorrem 
ainda alterações na formação de espermatozóides, degeneração de testículos, abortos, anomalias e mortes 
fetais. 
 
Sistema digestivo: ocorrem alterações no epitélio intestinal, metaplasias no epitélio dos dutos 
pancreáticos, que seriam responsáveis pelas diarréias atribuídas à falta de vitamina A. 
 
Glândulas sudoríparas: podem atrofiar e sofrer queratinização. As alterações do suor podem alterar os 
cheiros do corpo, para pior. 
 
Ossos: nos animais, experimentalmente, a falta de vitamina A provoca alterações como o aumento da 
porosidade e espessamento dos ossos. 
Sistema nervoso: alterações do olfato, do paladar e da audição podem ocorrer. Lesões de nervos e 
aumento na produção de líquor com hidrocefalia têm sido relatados. 
 
Hipervitaminose: O excesso de vitamina A, uma situação freqüente em pessoas que ingerem vitaminas 
deliberadamente, pode causar manifestações clinicas desagradáveis e até perigosas. A intoxicação por 
vitamina A poder ser aguda ou crônica. A ingestão prolongada de 30 mg/dia de retinol, durante 6 meses 
ou mais, provoca intoxicações. 
Algumas pessoas mesmo com 10 mg/dia já apresentam sintomas. Em crianças, 7,5 a 15 mg/dia 
durante um mês já produz manifestações de toxicidade. Para ocorrer uma intoxicação aguda são 
necessários, para um adulto, 500 mg; para um jovem, 100 mg; e para uma criança, 30 mg. 
Pela ingestão exagerada podem surgir manifestações como pele seca, áspera e descamativa, 
fissuras nos lábios, ceratose folicular, dores ósseas e articulares, doresde cabeça, tonturas e náuseas, 
queda de cabelos, cãibras, lesões hepáticas e paradas do crescimento além de dores ósseas. Podem surgir 
também falta de apetite, edema, cansaço, irritabilidade e sangramentos. 
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Aumentos do baço e fígado, alterações de provas de função hepática, redução dos níveis de 
colesterol e HDL colesterol também podem ocorrer. Já foram observados casos de envenenamento fatais 
pela ingestão de fígado de urso polar. Grande cuidado deve ser dado a produtos que contenham o ácido 
retinóico usado no tratamento do acne. 
 
- Vitamina E (α-Tocoferol) 
 
Histórico: em 1922, Evans e Bischop observaram que ratazanas grávidas não conseguiam manter a 
gravidez na falta de um fator desconhecido. Engravidavam, mas abortavam posteriormente. Também 
foram observadas alterações nos testículos dos ratos carentes dessa substância, considerada como sendo 
antiesterilidade, daí vitamina E (figura 6-12). Evans isolou a vitamina e em 1936, verificou que se tratava 
de tocoferóis, num total de oito, sendo o alfatocoferol o mais importante. 
 
Figura 6-12: Vitamina E 
 
 
 
 
 
Dose diária recomendada: 10 a 30 UI. 
Principais funções: inicialmente, era tida como a vitamina da fertilidade sendo indicada para tratar a 
impotência sexual. Para desilusão de alguns, isso nunca foi comprovado. 
Em cobaias a falta de vitamina E provoca alterações neurológicas degenerativas da medula. Em 
humanos a falta de vitamina E provoca alterações neurológicas como diminuição dos reflexos, 
diminuição da sensibilidade vibratória, da propriocepção e oftalmoplegia. As dificuldades visuais podem 
ser agravadas pela retinopatia pigmentar também provocada pela falta de vitamina E. 
Não existem provas que demonstrem ser a vitamina E de utilidade no tratamento de distúrbios 
menstruais, vaginites, alterações de menopausa, toxemia gravídica e dificuldades reprodutivas. A 
vitamina E ajuda no tratamento de miopatias necrosantes, mas não é útil no tratamento da distrofia 
muscular. 
Os tocoferóis agem como antioxidantes, protegendo as células dos efeitos nocivos das substâncias 
tóxicas, principalmente dos radicais ácidos. Atualmente, admite-se que protegem do câncer, da 
arteriosclerose, das inflamações articulares e das complicações do diabete, por bloquearem as 
modificações oxidativas das lipoproteínas de baixa densidade. 
É discutível se doses altas de Vitamina E exerçam algum benefício na prevenção de doenças 
cardiovasculares. Existem observações em que foram administrados 400 UI/dia de Vitamina E em 
pacientes portadores de doença isquêmica do coração. Nesse grupo, a incidência de um infarto do 
miocárdio foi reduzida para a metade, mas a vida média essas pessoas não foi prolongada. Um outro 
estudo mostrou que, em pacientes submetidos à diálise renal, por serem portadores de insuficiência renal 
crônica, a incidência de mortes por doença do coração caiu para a metade do esperado quando lhes foi 
administrada a Vitamina E. Já em num estudo realizado na Itália, na mesma situação clínica, não se 
verificou uma mudança significativa da incidência de doenças cardiovasculares ao lhe administrarem 
altas doses de Vitamina E. No entanto, o número de mortes por causas cardíacas foi significativamente 
menor. 
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Principais fontes: azeites vegetais, cereais e verduras frescas. O leite de mulher contém vitamina E 
suficiente para o filho em aleitamento ao peito, ao contrário do leite de vaca. 
Hipovitaminose: esterelidade 
Hipervitaminose: a vitamina E mesmo em altas doses não é tida como tóxica, mas, se ingerida em 
excesso, pode, eventualmente, competir na absorção e reduzir a disponibilidade das outras vitaminas 
lipossolúveis, além do ferro dos alimentos, e, assim, colaborar para o desencadeamento de anemias. 
- Vitamina K (2-metil-1,4-naftoquinona) 
Histórico: em 1929, Dam observou que aves alimentadas com certas rações apresentavam sangramentos 
decorrentes da diminuição dos níveis de protrombina no sangue. Seis anos depois verificou que uma 
substância desconhecida, solúvel em gorduras, combatia as perdas de sangue. Deu-lhe o nome de 
vitamina K (Koagulations Vitamine) (figura 6-13). Na mesma época, outros investigadores, observando 
pacientes ictéricos e pesquisando as causas da diminuição da coagulação do sangue, verificaram ser a 
diminuição de protrombina o fator responsável. Em 1936, observaram que animais com fístulas biliares, 
em que a bile não chegava ao intestino, apresentavam o mesmo problema e verificaram que podiam 
corrigi-lo alimentando os animais com sais biliares. 
 
Figura 6-13: Vitamina K 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: não estão ainda determinadas as doses mínimas diárias necessárias para 
manter a normalidade da coagulação. Admite-se como sendo 0,5 a 1 micrograma por kg de peso. Pessoas 
deficientes em vitamina K são tratadas com 0,03 microgramas por kg de peso. Em adultos a vitamina K2 
é formada no próprio intestino do indivíduo por ação de bactérias sobre o conteúdo intestinal. A vitamina 
K1 vem dos vegetais. 
 
Principais funções: as vitaminas K1 e a K2 praticamente não têm atividade farmacodinâmica em pessoas 
normais. A vitamina K atua na produção de protrombina, fator importante na coagulação do sangue. Age, 
ainda, na prevenção de osteoporose em idosos e mulheres depois da menopausa. 
 
Principais fontes: verduras e fígado. 
 
Hipovitaminose: em adultos, é extremamente rara e pode ser a conseqüência de doenças hepáticas, 
distúrbios de absorção intestinal, alterações da flora intestinal (uso prolongado ou intensivo de 
antibióticos) ou desnutrição. A carência manifesta-se por tendência ao sangramento. 
 
Hipervitaminose: as vitaminas K1 e K2 não são tóxicas, mesmo em altas doses. Já a vitamina K3 em 
altas doses pode provocar anemia e lesões no fígado. 
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A injeção de Fitonadione na veia pode provocar dores no peito, choque e raramente a morte, o que por 
alguns é atribuído aos solventes usados nas soluções injetáveis. O Menadione é irritante para a pele e para 
os pulmões, pode provocar anemia hemolítica, kernicterus nos recém nascidos, principalmente em 
crianças prematuras. Em pessoas doentes do fígado, tanto a menadione com o fitonadione podem 
deprimir ainda mais a função hepática. 
 
- Vitamina D (Calciferol) 
 
As vitaminas D são um grupo e esteróides que apresentam uma função do tipo hormonal. A 
molécula ativa, 1,25 diidroxicolecalciferol, liga-se a proteínas receptoras intracelular. O complexo 
receptor-1,25diidroxicolecalciferol interage com o DNA no núcleo de células-alvo de forma 
semelhante à vitamina A, e estimula ou reprime de forma seletiva a transcrição gênica. A ação 
mais proeminente dessa vitamina é a regulação dos níveis plasmáticos de cálcio e fosforo. 
 
Histórico: a vitamina D (figura 6-14) é a denominação atribuída a duas substâncias, o colecalciferol e o 
ergocalciferol. A vitamina D foi descrita primeiramente como tendo a propriedade de evitar ou curar o 
raquitismo, que era atribuído à falta de ar fresco e de sol para as crianças criadas em zonas urbanas. 
Outros autores creditavam a doença a erros alimentares. Em 1919, Mellanby e Huldschinsky verificaram 
que todos tinham razão, pois adicionar óleo de fígado de bacalhau à dieta ou expor as crianças ao sol, 
prevenia ou curava a doença. Em 1924, Heis, Steenbock e Black verificaram que irradiando as rações 
animais com radiação ultravioleta também curava ou prevenia o raquitismo. 
 
Figura 6-14: Vitamina D 
 
 
 
 
 
 
Doses diárias recomendadas: 400 UI 
Principais funções: a vitamina D age com um hormônio na regulação do cálcio plasmático. 
Principais fontes: o organismo humano é capaz de sintetizar a vitamina D a partir do colesterol, por isso, 
poderia deixar de ser considerada uma vitamina segundo a definição das mesmas. Nas regiões em que há 
pouca radiação solar o corpo humano tem a necessidade de complementar as carências alimentares e/ou 
ambientais. As principais fontes são: fígado, óleos de peixes e gema de ovos. 
Hipovitaminose:a carência de vitamina D provoca, nas crianças, o raquitismo e nos adultos a 
osteomalácia (“amolecimento” dos ossos). Nos idosos leva à osteoporose. 
Hipervitaminose: doses exageradas de vitamina D provocam a hipercalcemia (excesso de cálcio no 
sangue) o que favorece o depósito de cálcio nos vasos (arteriosclerose) e ainda a eliminação aumentada 
de cálcio na urina o que por sua vez favorece a formação de cálculos urinários. Altos teores de cálcio no 
sangue alteram as funções do coração e dos nervos. Tanto o excesso como a carência de vitamina D altera 
a formação dos ossos.