E o conjunto de transformações e reações químicas através das quais se realizam os processos de síntese e degradação ou decomposição de moléculas?

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A bioquímica é considerada a “química da vida”, pois é através desta ciência que nos é permitido o estudo e a compreensão do ser vivo. De um modo geral, ao utilizar dos princípios da química e biologia, a bioquímica visa investigar e analisar a composição e mudanças que ocorrem nas moléculas e demais estruturas microscópicas contidas no organismo.

Damos o nome de Metabolismo ao conjunto de reações bioquímicas, ou seja, das transformações que ocorrem no interior de um organismo vivo. Assim, essas reações vitais estão presentes nas células e em seus compostos orgânicos, conhecidas como biomoléculas, tais como os carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos. Já o metabolismo celular se refere a soma de todas as reações químicas que ocorrem no interior das células. Contudo, para que tais reações ocorram, é necessário energia, pois só assim, os organismos conseguirão executar suas funções biológicas. O metabolismo terá como objetivo obter, armazenar ou utilizar a energia para a realização dessas funções.

Podemos organizar o metabolismo em diferentes vias metabólicas, que nada mais são do que sequências de reações, onde o produto (substância resultante) de uma reação será utilizado como o reagente (que irá sofrer a transformação) na reação seguinte. Para isto, enzimas irão atuar como catalisadores celulares, permitindo que as reações químicas ocorram em um fluxo contínuo e organizado. Sem as enzimas, as reações não ocorreriam, ou teriam sua velocidade e eficiência muito reduzida. Desta forma, essas reações podem ter como objetivo a síntese de compostos orgânicos, ou a quebra dessas substâncias para se produzir energia, mantendo o adequado equilíbrio necessário às funções celulares. Temos assim o anabolismo e o catabolismo.

No anabolismo se observa reações construtivas, de síntese, onde as reações químicas envolvidas produzem novos compostos orgânicos. Neste processo, moléculas complexas são sintetizadas a partir de estruturas mais simples, justificando o consumo de energia celular, conhecida como ATP (adenosina trifosfato). Exemplo ocorre quando há a prática de atividades físicas, onde o tecido danificado durante o exercício precisa ser reconstruído. Tal fato explica a importância em se respeitar a fase de anabolismo, pelos indivíduos que buscam desenvolver musculatura, com ganho de massa muscular.

Nas reações catabólicas, também chamadas de reações de decomposição ou degradação, se verifica a liberação de energia para o organismo, através da quebra de moléculas mais complexas que geram outras mais simples. Este processo é capaz de liberar grandes quantidades de energia e acontece, por exemplo, quando se está por longos períodos em jejum, onde o organismo pode perder massa, devido a atividade catabólica estar superando a atividade de anabolismo. O inverso também acontece, ou seja, caso o anabolismo for maior que o catabolismo, o organismo passa a ganhar massa, e crescer. Encontrando-se em equilíbrio, ambas as atividades, dizemos que há um equilíbrio dinâmico, também conhecido como homeostase.

Vias metabólicas

As principais vias metabólicas, e as reações que ocorrem nessas vias, são:

1. Metabolismo de Carboidratos

a) Glicólise: a glicose pode ser armazenada no interior das células na forma de polímero, como o glicogênio, em locais específicos, como nos músculos e no fígado. Quando há o aumento da demanda de energia no organismo, ocorre a liberação da glicose, que será utilizada para a produção de ATP. Neste processo, uma molécula de glicose é degradada pela ação de enzimas, gerando duas moléculas com três átomos de carbono cada, denominadas piruvato.

b) Gliconeogênese: há órgãos que utilizam a glicose como principal ou mesmo única fonte de energia, como o cérebro e os glóbulos vermelhos. Durante longos períodos de jejum ou prática de atividade física, o aumento da demanda de energia acaba por consumir o glicogênio estocado. Nesse momento, o corpo passa a promover a síntese de glicose a partir de precursores que não são carboidratos. Assim, a gliconeogênese que significa a “nova formação de açúcar”, consiste em converter em glicose, o piruvato bem como outros compostos com três e quatro carbonos. O processo ocorre principalmente no fígado e, a glicose assim produzida, ganha a corrente sanguínea e atinge os órgãos que dela necessita.

c) Via das pentoses: via de catabolismo alternativa de oxidação da glicose-6-fosfato, que ocorre no citoplasma e sem gerar ATP, produzindo três compostos, sendo a ribose-5-fosfato, CO2 e o NADPH.

2. Metabolismo de Lipídios

a) Beta-oxidação: os triacilgliceróis compreendem os lipídios mais abundantes da dieta e, também correspondem à maior parte da reserva energética do organismo, sendo armazenados nos adipócitos. Eles podem ser hidrolisados pela ação de enzimas, as lipases, gerando glicerol e ácidos graxos, que sofrerão a beta-oxidação no interior das mitocôndrias. O processo é divido em quatro reações sequenciais, que produzem muito mais energia que o metabolismo dos carboidratos.

b) Corpos cetônicos: provenientes da degradação dos ácidos graxos, em situações de alta demanda de energia, como nos exercícios extremos, jejum de longo período, restrição de carboidratos, doenças como diabetes e alcoolismo. Servem como fonte de energia, principalmente para o coração e músculos.

c) Ácidos graxos e triglicerídeos (TG): os ácidos graxos são armazenados nos tecidos na forma de TG. Com a necessidade de energia, os TG são convertidos em ácidos graxos livres e, estes são oxidados.

3. Metabolismo de Aminoácidos

Corresponde a uma série de reações, que terão como objetivo manter a homeostase entre a degradação e a síntese de proteínas no organismo.

Áreas de atuação em bioquímica

Laboratório de bioquímica. Foto: anyaivanova / Shutterstock.com

O profissional bioquímico utiliza da tecnologia como sua aliada na manipulação de processos inovadores para diversos setores, como na indústria de alimentos, farmacêutica, cosméticos, biocombustíveis e biotecnologia, além da realização de análises químicas, ambientais e clínicas. Atualmente, ferramentas computacionais auxiliam nesses estudos. Isto possibilita uma ampla gama de atuação, onde algumas estão listadas abaixo:

• Análises clínicas e laboratoriais;
• Controle de Qualidade;
• Marketing de produtos bioquímicos - representação técnica de produtos bioquímicos e laboratoriais;
• Assuntos regulatórios – garantia de qualidade e melhoria contínua de produtos e processos em indústrias;
• Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) – otimização, inovação e produção bioquímica e biotecnológica em indústrias;
• Pesquisa científica e Educação – universidades e/ou centros de estudo e pesquisa;
• Biotecnologia – tecnologias utilizadas para estudar diferentes biomoléculas;
• Biotecnologias associadas a clonagem e a genômica – genética e biologia molecular.

Bibliografia:

Sackheim, G.I, Lehman D.D. Química e Bioquímica para Ciências Farmacêuticas, 8ª edição, Ed. Manole.

A profissão de Bioquímica. Disponível em https://guiadoestudante.abril.com.br/blog/pordentrodasprofissoes/bioquimica-como-e-a-profissao-e-o-curso-em-9-dados/

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/ciencias/bioquimica/