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logo nome da universidade ALUNO ESTUDO DIRIGIDO CIDADEESTADO 2023 ALUNO ESTUDO DIRIGIDO Trabalho apresentado à Universidade como parte das exigências do Programa de Graduação em curso área de estudo em disciplina para avaliação Prof a CIDADEESTADO 2023 1 CARACTERIZAR E CLASSIFICAR OS AA Os aminoácidos são as unidades fundamentais que compõem as proteínas desempenhando um papel crucial na estrutura e função dos organismos vivos Cada aminoácido é composto por um grupo amino NH2 um grupo carboxila COOH um átomo de hidrogênio e uma cadeia lateral variável R conferindo propriedades únicas a cada um A classificação dos aminoácidos é realizada com base em diferentes critérios Uma classificação fundamental é entre aminoácidos essenciais e não essenciais Os aminoácidos essenciais são aqueles que o corpo humano não pode sintetizar em quantidades adequadas sendo necessário obtêlos por meio da dieta Por outro lado os aminoácidos não essenciais podem ser sintetizados internamente pelo organismo Outra abordagem de classificação envolve distinguir entre aminoácidos naturais e artificiais Os aminoácidos naturais são encontrados na natureza e desempenham um papel crucial na síntese proteica enquanto os artificiais são sintetizados em laboratório e não ocorrem naturalmente Além disso os aminoácidos podem ser categorizados como neutros ácidos ou básicos com base em suas propriedades elétricas Aqueles com carga elétrica neutra são classificados como neutros enquanto os aminoácidos com grupos carboxila ionizados negativamente são considerados ácidos e aqueles com grupos amino ionizados positivamente são chamados de básicos A estrutura zwitteriônica é uma característica dos aminoácidos em solução aquosa onde eles existem na forma de íons dipolares apresentando um grupo amino protonado e um grupo carboxila deprotonado Essa característica confere aos aminoácidos propriedades únicas em ambientes biológicos No contexto dos aminoácidos essenciais exemplos incluem leucina isoleucina valina metionina treonina triptofano lisina fenilalanina e histidina Por outro lado aminoácidos não essenciais incluem alanina serina glicina cisteína asparagina glutamina tirosina prolina entre outros BLANCO Antonio BLANCO Gustavo Medical biochemistry Academic Press 2017 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 WU Guoyao Amino acids biochemistry and nutrition CRC Press 2021 2 CARACTERIZAR E CLASSIFICAR AS PROTEINAS As proteínas macromoléculas complexas desempenham funções vitais nos organismos vivos e são compostas por cadeias de aminoácidos Sua caracterização e classificação são fundamentais para compreender suas diversas funções e estruturas A caracterização das proteínas envolve sua estrutura primária secundária terciária e quaternária A estrutura primária é a sequência linear de aminoácidos na cadeia polipeptídica determinada pela informação genética A estrutura secundária referese a padrões locais de organização como hélices alfa e folhas beta A estrutura terciária é a conformação tridimensional da proteína enquanto a quaternária envolve a organização espacial de subunidades em proteínas compostas por mais de uma cadeia polipeptídica Quanto à classificação as proteínas podem ser categorizadas de acordo com sua forma e função As proteínas fibrosas como a queratina e o colágeno são estruturais e proporcionam suporte aos tecidos Já as proteínas globulares como a hemoglobina e as enzimas são mais compactas e têm funções diversas como transporte de oxigênio e catálise de reações bioquímicas Outra classificação importante é entre proteínas simples e conjugadas As proteínas simples consistem apenas em cadeias polipeptídicas enquanto as conjugadas contêm grupos prostéticos não polipeptídicos Exemplos de proteínas conjugadas incluem glicoproteínas lipoproteínas e metaloproteínas As proteínas também podem ser classificadas com base em suas funções específicas Enzimas por exemplo são proteínas catalíticas que aceleram reações químicas Proteínas de transporte como a hemoglobina movem substâncias através de membranas celulares Proteínas receptoras desempenham um papel na comunicação celular reconhecendo sinais específicos Além disso a classificação das proteínas pode ser realizada com base em sua solubilidade sendo classificadas como globulares solúveis em água ou fibrosas insolúveis em água BLANCO Antonio BLANCO Gustavo Medical biochemistry Academic Press 2017 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 WU Guoyao Amino acids biochemistry and nutrition CRC Press 2021 3 CONHECER OS PRECUSSORES AA DOS NEUROTRANSMISSORES Os neurotransmissores desempenham um papel fundamental na transmissão de sinais entre neurônios e são essenciais para o funcionamento do sistema nervoso Os precursores dos neurotransmissores são aminoácidos moléculas cruciais para a síntese desses mensageiros químicos Um precursor chave é o aminoácido tirosina que é utilizado na síntese de neurotransmissores catecolaminérgicos incluindo a dopamina norepinefrina e epinefrina A tirosina é convertida em dopa por meio da ação da enzima tirosina hidroxilase e a dopa é subsequente convertida em dopamina por outra enzima a dopa descarboxilase A dopamina por sua vez pode ser convertida em norepinefrina e epinefrina neurotransmissores envolvidos em processos como regulação do humor resposta ao estresse e controle do sistema cardiovascular Outro precursor importante é o triptofano que é convertido em 5 hidroxitriptofano 5HTP e posteriormente em serotonina A serotonina é um neurotransmissor envolvido em funções como regulação do humor sono e apetite A síntese da serotonina é uma via complexa que envolve diversas etapas enzimáticas Além disso a glutamina é um precursor importante para a síntese de GABA ácido gamaaminobutírico um neurotransmissor inibitório no sistema nervoso central A enzima glutamato descarboxilase converte o glutamato em GABA desempenhando um papel crucial na modulação do tônus neuronal e na prevenção da superexcitação neural Os precursores dos neurotransmissores são portanto aminoácidos específicos que passam por vias metabólicas complexas para serem convertidos nos neurotransmissores ativos O equilíbrio adequado dessas substâncias é vital para o funcionamento normal do sistema nervoso e distúrbios nesse equilíbrio podem estar associados a diversas condições neuropsiquiátricas NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 4 DESCREVER O METABOLISMO DO AC URICO E GOTA ACIDO URICO O ácido úrico é um produto do metabolismo das purinas proteínas por ação de uma enzima Ele é um ácido fraco e a sua forma ionizada o urato monossódico é a forma encontrada no plasma humano no líquido extracelular e na sinóvia A sinóvia é o líquido viscoso que preenche as cavidades articularesAs purinas estão presentes nos alimentos ingeridos e também em proteínas do nosso próprio organismo As purinas sofrem um processo de degradação em hipoxantina e esta se transforma em xantina Por sua vez a xantina por ação irreversível de uma enzima denominada de xantina oxidase se transforma em ácido úrico e este em urato de sódio A maior parte dos uratos são produzidos no fígado provenientes do desdobramento das proteínas endógenas e exógenas Vale ressaltar que a velocidade e a quantidade de ácido úrico formado a partir das purinas dependem da xantina oxidase quanto maior for a quantidade desta enzima maior a formação de ácido úrico Há defeitos familiares como pequena produção da enzima que herdados podem influir na quantidade de ácido úrico formado Na evolução da nossa espécie perdemos uma enzima produzida no fígado a uricase e só nos restou a xantina oxidase As aves répteis e peixes que conservaram a uricase conseguem oxidar o urato em alantoina uma substância 80 a 100 vezes mais solúvel que o urato e que é facilmente excretada pelo rim Isto permite que esses animais tenham níveis muito baixos de ácido úrico Assim as enzimas humanas transformadoras das purinas não são tão perfeitas como a uricase de outros animais por isso a taxa dos uratos do nosso organismo está no limite da solubilidade dos uratos que é de 68 mg na temperatura normal do corpo humano Os sais de urato de sódio são muito solúveis à temperatura de 37º C mas se depositam com facilidade nas articulações periféricas joelhos tornozelos calcanhares e artelhos do pé nos quais a temperatura do corpo é mais baixa provocando inflamações Quando o ácido úrico é superior a 8 mg no plasma sangüíneo ele pode se depositar em qualquer tecido do organismo dependendo muito das condições locais Quando isso ocorre pode surgir processo inflamatório como gota artrite tofo e nefriteO ácido úrico é excretado para fora de nosso organismo pelo rim bile e sucos intestinais A taxa do ácido úrico no plasma humano depende do equilíbrio entre a absorção e produção de um lado e a destruição e excreção de outro lado De uma maneira geral o organismo humano não é capaz de metabolizar ou destruir os uratos por isso para manter equilibradas e normais as taxas de ácido úrico no organismo é necessário que ele seja eliminado pelo rim eou pelo intestino Por ser muito hidrossolúvel o urato é facilmente eliminado pelo rim em quantidades de 600700 mgdia nas dietas normais Num indivíduo normal 13 do ácido úrico é degradado e excretado pelo intestino e 23 pelo rim Na falência do rim a degradação e eliminação do ácido úrico são extremamente aumentadas pelo intestino A degradação é provocada pelas bactérias intestinais que pode atingir até 80 da excreção diária de ácido úrico Quando o ácido úrico está aumentado no sangue dizemos que há hiperuricemia e quando as taxas se encontram diminuídas se diz que há hipouricemia NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 GOTA A gota é uma condição médica causada por distúrbios no metabolismo do ácido úrico levando ao acúmulo de cristais de urato nas articulações e tecidos circundantes O ácido úrico é um subproduto natural do metabolismo das purinas compostos encontrados em muitos alimentos e também produzidos pelo próprio organismo O processo que culmina na formação da gota geralmente envolve uma produção elevada de ácido úrico uma excreção reduzida pelos rins ou uma combinação desses fatores A primeira etapa desse processo ocorre no fígado onde as purinas são metabolizadas para formar ácido úrico Em indivíduos com gota a produção de ácido úrico é aumentada muitas vezes devido a fatores genéticos ou a uma dieta rica em purinas As purinas são encontradas em alimentos como carne vermelha frutos do mar bebidas alcoólicas e alguns tipos de legumes Uma vez formado o ácido úrico normalmente é filtrado pelos rins e excretado na urina No entanto em pessoas com gota os rins podem não ser eficazes na eliminação do ácido úrico em quantidades adequadas levando ao acúmulo no sangue e eventualmente à formação de cristais de urato Esses cristais de urato têm uma afinidade especial por se depositar em articulações especialmente nas extremidades do corpo onde a temperatura é ligeiramente mais baixa As articulações afetadas pela gota frequentemente incluem o dedo grande do pé joelhos tornozelos calcanhares e articulações dos dedos Quando os cristais de urato se acumulam nas articulações desencadeiam uma resposta inflamatória do sistema imunológico resultando nos sintomas clássicos da gota Isso inclui dor intensa inchaço vermelhidão e sensibilidade nas articulações afetadas Os episódios de gota conhecidos como ataques agudos podem durar vários dias e ocorrem de forma intermitente NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 5 DESCREVER O METABOLISMO DO GRUPO HEME BILIRRUBINA ICTERICIA METABOLISMO DO GRUPO HEME O metabolismo do grupo heme é uma via complexa e altamente regulada essencial para a homeostase do ferro e a produção de hemoglobina e outros compostos contendo heme O grupo heme é uma estrutura porfirínica contendo ferro central para funções biológicas vitais incluindo o transporte de oxigênio nos glóbulos vermelhos O processo de síntese do heme ocorre principalmente no interior das mitocôndrias das células hepáticas A via iniciase com a formação do ácido aminolevulínico ALA a partir do aminoácido glicina e o intermediário succinilCoA catalisada pela enzima ácido aminolevulínico sintase ALAS A síntese do ALA é considerada o passo limitante da via O ALA é então transportado para o citoplasma onde através de uma série de reações é convertido em porfirinogênio III Essas etapas envolvem múltiplas enzimas como ácido aminolevulínico deidratase ALAD porfirinogênio deaminase PBGD uroporfirinogênio III sintase UROS e uroporfirinogênio decarboxilase UROD O porfirinogênio III é subsequentemente transportado de volta para as mitocôndrias para as últimas etapas da síntese do heme A última fase da síntese do heme ocorre dentro das mitocôndrias onde o porfirinogênio III é convertido em protoporfirinogênio IX pela ação da uroporfirinogênio III sintase UROS O ferro é então incorporado ao protoporfirinogênio IX para formar o heme sendo este um processo catalisado pela ferroquelatase O metabolismo do grupo heme não se limita à sua síntese A degradação do heme é realizada principalmente no fígado onde a heme oxigenase cliva o heme em biliverdina monóxido de carbono CO e ferro A biliverdina é convertida em bilirrubina que é secretada no plasma e excretada na bile O ferro liberado é reciclado e utilizado novamente na síntese de heme Além disso o monóxido de carbono produzido durante a degradação do heme tem funções regulatórias e sinalizadoras A presença de CO pode modular a atividade de enzimas e influenciar processos fisiológicos como a vasodilatação LUNDBLAD Roger L MACDONALD Fiona Ed Handbook of biochemistry and molecular biology Crc Press 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 METABOLISMO DA BILIRRUBINA O metabolismo da bilirrubina é um processo complexo que envolve a degradação do grupo heme com a produção final de bilirrubina e sua subsequente excreção no fígado A bilirrubina é um pigmento amarelo que surge como um subproduto da quebra do heme que está presente em moléculas como a hemoglobina A degradação do heme começa com a ação da enzima heme oxigenase que converte o heme em biliverdina monóxido de carbono CO e ferro A biliverdina é então convertida em bilirrubina por uma enzima chamada biliverdina redutase Este processo ocorre principalmente nos macrófagos do sistema reticuloendotelial especialmente no fígado e no baço A bilirrubina uma vez formada é classificada como bilirrubina não conjugada pois não está ligada à glicuronídeo Para que a bilirrubina seja excretada ela precisa ser conjugada no fígado um processo que ocorre nas células hepáticas A enzima responsável por essa conjugação é a UDPglucuroniltransferase UGT Durante esse processo a bilirrubina é ligada a grupos de ácido glicurônico formando bilirrubina conjugada ou bilirrubina direta A bilirrubina conjugada é então excretada na bile e transportada para o intestino onde sofre ação de bactérias intestinais Nesse ambiente a bilirrubina conjugada é convertida em urobilinogênio Parte desse urobilinogênio é reabsorvida pelo intestino delgado retornando ao fígado pelo sistema enterohepático No fígado parte do urobilinogênio é reexcretada na bile enquanto outra parte é convertida em estercobilinogênio responsável pela cor marrom das fezes Uma fração menor do urobilinogênio entra na circulação sanguínea e é filtrada pelos rins sendo excretada na urina A presença de bilirrubina na urina especialmente na forma conjugada pode indicar problemas no metabolismo hepático Distúrbios no metabolismo da bilirrubina podem levar a condições como a icterícia caracterizada pelo amarelamento da pele e dos olhos devido ao acúmulo de bilirrubina no sangue A icterícia pode ser causada por excesso de produção de bilirrubina redução na capacidade do fígado para conjugála ou obstrução do sistema biliar NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 METABOLISMO DA ICTERICIA A icterícia é um fenômeno clínico caracterizado pelo amarelamento da pele esclerótica e mucosas devido ao acúmulo de bilirrubina no organismo O metabolismo da icterícia está intrinsicamente ligado ao metabolismo da bilirrubina uma vez que a icterícia resulta do desequilíbrio entre a produção conjugação excreção e metabolismo da bilirrubina A bilirrubina um pigmento amarelo produzido durante a degradação do heme é classificada em bilirrubina não conjugada indireta e bilirrubina conjugada direta A bilirrubina não conjugada é lipossolúvel e não pode ser diretamente excretada na bile Ela precisa ser transportada pelo sangue ligada à albumina até o fígado onde é captada pelas células hepáticas No fígado a bilirrubina não conjugada é conjugada por meio da ação da enzima UDPglucuroniltransferase UGT que adiciona grupos de ácido glicurônico à molécula tornandoa hidrossolúvel e permitindo sua excreção na bile A bilirrubina conjugada é então eliminada no intestino onde é convertida em urobilinogênio por bactérias intestinais Parte do urobilinogênio é reabsorvida pelo intestino delgado e retorna ao fígado pelo sistema enterohepático onde pode ser novamente excretada na bile No intestino uma parte do urobilinogênio é convertida em estercobilinogênio responsável pela coloração marrom das fezes A icterícia pode ocorrer devido a diferentes mecanismos A icterícia pré hepática ou hemolítica resulta de um aumento na degradação dos glóbulos vermelhos levando a uma produção elevada de bilirrubina não conjugada Isso pode ocorrer em condições como anemia hemolítica deficiências enzimáticas e distúrbios genéticos LUNDBLAD Roger L MACDONALD Fiona Ed Handbook of biochemistry and molecular biology Crc Press 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 6 DESCREVER A DEGRADAÇÃO DOS AA E ACIDO DA URICO DEGRADAÇÃO DOS AMINOACIDOS A degradação dos aminoácidos é um processo complexo que ocorre em diferentes etapas e em diversos tecidos do organismo Esse processo é fundamental para a obtenção de energia a regulação do equilíbrio nitrogenado e a síntese de intermediários metabólicos importantes A degradação dos aminoácidos pode ser dividida em várias vias metabólicas cada uma específica para um grupo de aminoácidos A degradação dos aminoácidos iniciase com a remoção do grupo amino resultando na formação do correspondente alfacetoácido Esse processo é conhecido como transaminação e envolve a transferência do grupo amino do aminoácido para um alfacetoácido aceitador A enzima alanina aminotransferase ALT é um exemplo crucial nesse processo transferindo o grupo amino da alanina para o alfacetoácido alfacetoglutarato formando piruvato e glutamato O grupo amino liberado é convertido em amônia NH3 que é tóxica e precisa ser excretada do organismo A amônia é convertida em ureia no ciclo da ureia principalmente no fígado antes de ser eliminada pelos rins O ciclo da ureia é uma sequência de reações que ocorre no retículo endoplasmático hepático e envolve várias enzimas incluindo a ornitina transcarbamilase e a arginase Os alfacetoácidos resultantes da transaminação entram em vias metabólicas específicas de acordo com sua estrutura Por exemplo os alfacetoácidos derivados de aminoácidos de cadeia ramificada leucina isoleucina e valina passam pela via da cetogênese que leva à formação de corpos cetônicos importantes fontes de energia especialmente durante períodos de jejum Outros alfacetoácidos entram no ciclo do ácido cítrico também conhecido como ciclo de Krebs onde são completamente oxidados para gerar moléculas de NADH e FADH2 que alimentam a cadeia de transporte de elétrons na fosforilação oxidativa produzindo ATP Além disso aminoácidos essenciais e não essenciais podem ser convertidos em intermediários metabólicos cruciais Por exemplo a fenilalanina pode ser convertida em tirosina um precursor de neurotransmissores como a dopamina e a adrenalina NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 WU Guoyao Amino acids biochemistry and nutrition CRC Press 2021 DEGRADAÇÃO DO ACIDO URICO A degradação do ácido úrico é um processo bioquímico complexo que ocorre principalmente no fígado envolvendo várias etapas enzimáticas O ácido úrico é um subproduto do metabolismo das purinas que são compostos encontrados em muitos alimentos e são essenciais na composição do DNA e RNA A principal via de degradação do ácido úrico é conhecida como o ciclo da ureia O ciclo da ureia iniciase com a conversão do ácido úrico em alantoína pela ação da enzima ácido úrico oxidase também conhecida como uricase No entanto em humanos a uricase é uma enzima ausente e o ácido úrico é o produto final da degradação das purinas A alantoína normalmente encontrada em outras espécies é mais solúvel em água e facilmente excretada O ácido úrico formado no organismo é transportado pelo sangue até o fígado onde ocorre sua degradação no ciclo da ureia Nesse ciclo o ácido úrico é convertido em allantoina pela ação das enzimas xantina oxidase e xantina desidrogenase resultando na formação de intermediários como hipoxantina e xantina A hipoxantina e xantina são posteriormente convertidas em urato que retorna à circulação sanguínea para ser filtrado pelos rins Nos rins o urato é filtrado e excretado na urina Dessa forma o ciclo da ureia completa o processo de degradação do ácido úrico permitindo a excreção adequada dos resíduos nitrogenados LUNDBLAD Roger L MACDONALD Fiona Ed Handbook of biochemistry and molecular biology Crc Press 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 7 CONHECER OS ANABOLIZANTES Os anabolizantes referemse a substâncias que promovem o aumento da síntese de proteínas e o desenvolvimento de tecidos no organismo geralmente associados ao aumento da massa muscular Essas substâncias podem ser naturais ou sintéticas e são frequentemente utilizadas em contextos médicos como no tratamento de condições como a perda de massa muscular associada a algumas doenças crônicas e também em contextos não médicos como o uso recreativo ou no contexto esportivo para melhorar o desempenho físico Os anabolizantes sintéticos mais conhecidos são os esteroides anabolizantes androgênicos AAS que são derivados sintéticos da testosterona o principal hormônio sexual masculino A testosterona desempenha um papel crucial na regulação do crescimento muscular desenvolvimento ósseo e metabolismo em geral No entanto os AAS são frequentemente utilizados de maneira abusiva para promover ganho de massa muscular e força além dos níveis normais Os AAS exercem seus efeitos anabolizantes ligandose aos receptores de androgênio nas célulasalvo como células musculares Esse complexo receptor hormônio migra para o núcleo celular onde influencia a transcrição de genes relacionados ao crescimento e desenvolvimento muscular Além dos efeitos anabolizantes os AAS também têm efeitos androgênicos que incluem o desenvolvimento de características sexuais secundárias masculinas O uso indevido de anabolizantes pode levar a uma série de efeitos colaterais tanto imediatos quanto a longo prazo Entre os efeitos colaterais imediatos estão a acne alterações na libido agressividade e distúrbios do sono A longo prazo o uso abusivo pode causar problemas cardiovasculares hepáticos renais e endócrinos Em homens pode levar à atrofia testicular e redução da produção natural de testosterona enquanto em mulheres pode causar virilização como o crescimento de pelos faciais DALPAI Débora BARSCHAK Alethéa Gatto Bioquímica Médica para iniciantes 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 REFERENCIAS BLANCO Antonio BLANCO Gustavo Medical biochemistry Academic Press 2017 DALPAI Débora BARSCHAK Alethéa Gatto Bioquímica Médica para iniciantes 2018 LUNDBLAD Roger L MACDONALD Fiona Ed Handbook of biochemistry and molecular biology Crc Press 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 WU Guoyao Amino acids biochemistry and nutrition CRC Press 2021

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metionina treonina triptofano lisina fenilalanina e histidina Por outro lado aminoácidos não essenciais incluem alanina serina glicina cisteína asparagina glutamina tirosina prolina entre outros BLANCO Antonio BLANCO Gustavo Medical biochemistry Academic Press 2017 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 WU Guoyao Amino acids biochemistry and nutrition CRC Press 2021 2 CARACTERIZAR E CLASSIFICAR AS PROTEINAS As proteínas macromoléculas complexas desempenham funções vitais nos organismos vivos e são compostas por cadeias de aminoácidos Sua caracterização e classificação são fundamentais para compreender suas diversas funções e estruturas A caracterização das proteínas envolve sua estrutura primária secundária terciária e quaternária A estrutura primária é a sequência linear de aminoácidos na cadeia polipeptídica determinada pela informação genética A estrutura secundária referese a padrões locais de organização como hélices alfa e folhas beta A estrutura terciária é a conformação tridimensional da proteína enquanto a quaternária envolve a organização espacial de subunidades em proteínas compostas por mais de uma cadeia polipeptídica Quanto à classificação as proteínas podem ser categorizadas de acordo com sua forma e função As proteínas fibrosas como a queratina e o colágeno são estruturais e proporcionam suporte aos tecidos Já as proteínas globulares como a hemoglobina e as enzimas são mais compactas e têm funções diversas como transporte de oxigênio e catálise de reações bioquímicas Outra classificação importante é entre proteínas simples e conjugadas As proteínas simples consistem apenas em cadeias polipeptídicas enquanto as conjugadas contêm grupos prostéticos não polipeptídicos Exemplos de proteínas conjugadas incluem glicoproteínas lipoproteínas e metaloproteínas As proteínas também podem ser classificadas com base em suas funções específicas Enzimas por exemplo são proteínas catalíticas que aceleram reações químicas Proteínas de transporte como a hemoglobina movem substâncias através de membranas celulares Proteínas receptoras desempenham um papel na comunicação celular reconhecendo sinais específicos Além disso a classificação das proteínas pode ser realizada com base em sua solubilidade sendo classificadas como globulares solúveis em água ou fibrosas insolúveis em água BLANCO Antonio BLANCO Gustavo Medical biochemistry Academic Press 2017 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 WU Guoyao Amino acids biochemistry and nutrition CRC Press 2021 3 CONHECER OS PRECUSSORES AA DOS NEUROTRANSMISSORES Os neurotransmissores desempenham um papel fundamental na transmissão de sinais entre neurônios e são essenciais para o funcionamento do sistema nervoso Os precursores dos neurotransmissores são aminoácidos moléculas cruciais para a síntese desses mensageiros químicos Um precursor chave é o aminoácido tirosina que é utilizado na síntese de neurotransmissores catecolaminérgicos incluindo a dopamina norepinefrina e epinefrina A tirosina é convertida em dopa por meio da ação da enzima tirosina hidroxilase e a dopa é subsequente convertida em dopamina por outra enzima a dopa descarboxilase A dopamina por sua vez pode ser convertida em norepinefrina e epinefrina neurotransmissores envolvidos em processos como regulação do humor resposta ao estresse e controle do sistema cardiovascular Outro precursor importante é o triptofano que é convertido em 5 hidroxitriptofano 5HTP e posteriormente em serotonina A serotonina é um neurotransmissor envolvido em funções como regulação do humor sono e apetite A síntese da serotonina é uma via complexa que envolve diversas etapas enzimáticas Além disso a glutamina é um precursor importante para a síntese de GABA ácido gamaaminobutírico um neurotransmissor inibitório no sistema nervoso central A enzima glutamato descarboxilase converte o glutamato em GABA desempenhando um papel crucial na modulação do tônus neuronal e na prevenção da superexcitação neural Os precursores dos neurotransmissores são portanto aminoácidos específicos que passam por vias metabólicas complexas para serem convertidos nos neurotransmissores ativos O equilíbrio adequado dessas substâncias é vital para o funcionamento normal do sistema nervoso e distúrbios nesse equilíbrio podem estar associados a diversas condições neuropsiquiátricas NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 4 DESCREVER O METABOLISMO DO AC URICO E GOTA ACIDO URICO O ácido úrico é um produto do metabolismo das purinas proteínas por ação de uma enzima Ele é um ácido fraco e a sua forma ionizada o urato monossódico é a forma encontrada no plasma humano no líquido extracelular e na sinóvia A sinóvia é o líquido viscoso que preenche as cavidades articularesAs purinas estão presentes nos alimentos ingeridos e também em proteínas do nosso próprio organismo As purinas sofrem um processo de degradação em hipoxantina e esta se transforma em xantina Por sua vez a xantina por ação irreversível de uma enzima denominada de xantina oxidase se transforma em ácido úrico e este em urato de sódio A maior parte dos uratos são produzidos no fígado provenientes do desdobramento das proteínas endógenas e exógenas Vale ressaltar que a velocidade e a quantidade de ácido úrico formado a partir das purinas dependem da xantina oxidase quanto maior for a quantidade desta enzima maior a formação de ácido úrico Há defeitos familiares como pequena produção da enzima que herdados podem influir na quantidade de ácido úrico formado Na evolução da nossa espécie perdemos uma enzima produzida no fígado a uricase e só nos restou a xantina oxidase As aves répteis e peixes que conservaram a uricase conseguem oxidar o urato em alantoina uma substância 80 a 100 vezes mais solúvel que o urato e que é facilmente excretada pelo rim Isto permite que esses animais tenham níveis muito baixos de ácido úrico Assim as enzimas humanas transformadoras das purinas não são tão perfeitas como a uricase de outros animais por isso a taxa dos uratos do nosso organismo está no limite da solubilidade dos uratos que é de 68 mg na temperatura normal do corpo humano Os sais de urato de sódio são muito solúveis à temperatura de 37º C mas se depositam com facilidade nas articulações periféricas joelhos tornozelos calcanhares e artelhos do pé nos quais a temperatura do corpo é mais baixa provocando inflamações Quando o ácido úrico é superior a 8 mg no plasma sangüíneo ele pode se depositar em qualquer tecido do organismo dependendo muito das condições locais Quando isso ocorre pode surgir processo inflamatório como gota artrite tofo e nefriteO ácido úrico é excretado para fora de nosso organismo pelo rim bile e sucos intestinais A taxa do ácido úrico no plasma humano depende do equilíbrio entre a absorção e produção de um lado e a destruição e excreção de outro lado De uma maneira geral o organismo humano não é capaz de metabolizar ou destruir os uratos por isso para manter equilibradas e normais as taxas de ácido úrico no organismo é necessário que ele seja eliminado pelo rim eou pelo intestino Por ser muito hidrossolúvel o urato é facilmente eliminado pelo rim em quantidades de 600700 mgdia nas dietas normais Num indivíduo normal 13 do ácido úrico é degradado e excretado pelo intestino e 23 pelo rim Na falência do rim a degradação e eliminação do ácido úrico são extremamente aumentadas pelo intestino A degradação é provocada pelas bactérias intestinais que pode atingir até 80 da excreção diária de ácido úrico Quando o ácido úrico está aumentado no sangue dizemos que há hiperuricemia e quando as taxas se encontram diminuídas se diz que há hipouricemia NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 GOTA A gota é uma condição médica causada por distúrbios no metabolismo do ácido úrico levando ao acúmulo de cristais de urato nas articulações e tecidos circundantes O ácido úrico é um subproduto natural do metabolismo das purinas compostos encontrados em muitos alimentos e também produzidos pelo próprio organismo O processo que culmina na formação da gota geralmente envolve uma produção elevada de ácido úrico uma excreção reduzida pelos rins ou uma combinação desses fatores A primeira etapa desse processo ocorre no fígado onde as purinas são metabolizadas para formar ácido úrico Em indivíduos com gota a produção de ácido úrico é aumentada muitas vezes devido a fatores genéticos ou a uma dieta rica em purinas As purinas são encontradas em alimentos como carne vermelha frutos do mar bebidas alcoólicas e alguns tipos de legumes Uma vez formado o ácido úrico normalmente é filtrado pelos rins e excretado na urina No entanto em pessoas com gota os rins podem não ser eficazes na eliminação do ácido úrico em quantidades adequadas levando ao acúmulo no sangue e eventualmente à formação de cristais de urato Esses cristais de urato têm uma afinidade especial por se depositar em articulações especialmente nas extremidades do corpo onde a temperatura é ligeiramente mais baixa As articulações afetadas pela gota frequentemente incluem o dedo grande do pé joelhos tornozelos calcanhares e articulações dos dedos Quando os cristais de urato se acumulam nas articulações desencadeiam uma resposta inflamatória do sistema imunológico resultando nos sintomas clássicos da gota Isso inclui dor intensa inchaço vermelhidão e sensibilidade nas articulações afetadas Os episódios de gota conhecidos como ataques agudos podem durar vários dias e ocorrem de forma intermitente NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 5 DESCREVER O METABOLISMO DO GRUPO HEME BILIRRUBINA ICTERICIA METABOLISMO DO GRUPO HEME O metabolismo do grupo heme é uma via complexa e altamente regulada essencial para a homeostase do ferro e a produção de hemoglobina e outros compostos contendo heme O grupo heme é uma estrutura porfirínica contendo ferro central para funções biológicas vitais incluindo o transporte de oxigênio nos glóbulos vermelhos O processo de síntese do heme ocorre principalmente no interior das mitocôndrias das células hepáticas A via iniciase com a formação do ácido aminolevulínico ALA a partir do aminoácido glicina e o intermediário succinilCoA catalisada pela enzima ácido aminolevulínico sintase ALAS A síntese do ALA é considerada o passo limitante da via O ALA é então transportado para o citoplasma onde através de uma série de reações é convertido em porfirinogênio III Essas etapas envolvem múltiplas enzimas como ácido aminolevulínico deidratase ALAD porfirinogênio deaminase PBGD uroporfirinogênio III sintase UROS e uroporfirinogênio decarboxilase UROD O porfirinogênio III é subsequentemente transportado de volta para as mitocôndrias para as últimas etapas da síntese do heme A última fase da síntese do heme ocorre dentro das mitocôndrias onde o porfirinogênio III é convertido em protoporfirinogênio IX pela ação da uroporfirinogênio III sintase UROS O ferro é então incorporado ao protoporfirinogênio IX para formar o heme sendo este um processo catalisado pela ferroquelatase O metabolismo do grupo heme não se limita à sua síntese A degradação do heme é realizada principalmente no fígado onde a heme oxigenase cliva o heme em biliverdina monóxido de carbono CO e ferro A biliverdina é convertida em bilirrubina que é secretada no plasma e excretada na bile O ferro liberado é reciclado e utilizado novamente na síntese de heme Além disso o monóxido de carbono produzido durante a degradação do heme tem funções regulatórias e sinalizadoras A presença de CO pode modular a atividade de enzimas e influenciar processos fisiológicos como a vasodilatação LUNDBLAD Roger L MACDONALD Fiona Ed Handbook of biochemistry and molecular biology Crc Press 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 METABOLISMO DA BILIRRUBINA O metabolismo da bilirrubina é um processo complexo que envolve a degradação do grupo heme com a produção final de bilirrubina e sua subsequente excreção no fígado A bilirrubina é um pigmento amarelo que surge como um subproduto da quebra do heme que está presente em moléculas como a hemoglobina A degradação do heme começa com a ação da enzima heme oxigenase que converte o heme em biliverdina monóxido de carbono CO e ferro A biliverdina é então convertida em bilirrubina por uma enzima chamada biliverdina redutase Este processo ocorre principalmente nos macrófagos do sistema reticuloendotelial especialmente no fígado e no baço A bilirrubina uma vez formada é classificada como bilirrubina não conjugada pois não está ligada à glicuronídeo Para que a bilirrubina seja excretada ela precisa ser conjugada no fígado um processo que ocorre nas células hepáticas A enzima responsável por essa conjugação é a UDPglucuroniltransferase UGT Durante esse processo a bilirrubina é ligada a grupos de ácido glicurônico formando bilirrubina conjugada ou bilirrubina direta A bilirrubina conjugada é então excretada na bile e transportada para o intestino onde sofre ação de bactérias intestinais Nesse ambiente a bilirrubina conjugada é convertida em urobilinogênio Parte desse urobilinogênio é reabsorvida pelo intestino delgado retornando ao fígado pelo sistema enterohepático No fígado parte do urobilinogênio é reexcretada na bile enquanto outra parte é convertida em estercobilinogênio responsável pela cor marrom das fezes Uma fração menor do urobilinogênio entra na circulação sanguínea e é filtrada pelos rins sendo excretada na urina A presença de bilirrubina na urina especialmente na forma conjugada pode indicar problemas no metabolismo hepático Distúrbios no metabolismo da bilirrubina podem levar a condições como a icterícia caracterizada pelo amarelamento da pele e dos olhos devido ao acúmulo de bilirrubina no sangue A icterícia pode ser causada por excesso de produção de bilirrubina redução na capacidade do fígado para conjugála ou obstrução do sistema biliar NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 METABOLISMO DA ICTERICIA A icterícia é um fenômeno clínico caracterizado pelo amarelamento da pele esclerótica e mucosas devido ao acúmulo de bilirrubina no organismo O metabolismo da icterícia está intrinsicamente ligado ao metabolismo da bilirrubina uma vez que a icterícia resulta do desequilíbrio entre a produção conjugação excreção e metabolismo da bilirrubina A bilirrubina um pigmento amarelo produzido durante a degradação do heme é classificada em bilirrubina não conjugada indireta e bilirrubina conjugada direta A bilirrubina não conjugada é lipossolúvel e não pode ser diretamente excretada na bile Ela precisa ser transportada pelo sangue ligada à albumina até o fígado onde é captada pelas células hepáticas No fígado a bilirrubina não conjugada é conjugada por meio da ação da enzima UDPglucuroniltransferase UGT que adiciona grupos de ácido glicurônico à molécula tornandoa hidrossolúvel e permitindo sua excreção na bile A bilirrubina conjugada é então eliminada no intestino onde é convertida em urobilinogênio por bactérias intestinais Parte do urobilinogênio é reabsorvida pelo intestino delgado e retorna ao fígado pelo sistema enterohepático onde pode ser novamente excretada na bile No intestino uma parte do urobilinogênio é convertida em estercobilinogênio responsável pela coloração marrom das fezes A icterícia pode ocorrer devido a diferentes mecanismos A icterícia pré hepática ou hemolítica resulta de um aumento na degradação dos glóbulos vermelhos levando a uma produção elevada de bilirrubina não conjugada Isso pode ocorrer em condições como anemia hemolítica deficiências enzimáticas e distúrbios genéticos LUNDBLAD Roger L MACDONALD Fiona Ed Handbook of biochemistry and molecular biology Crc Press 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 6 DESCREVER A DEGRADAÇÃO DOS AA E ACIDO DA URICO DEGRADAÇÃO DOS AMINOACIDOS A degradação dos aminoácidos é um processo complexo que ocorre em diferentes etapas e em diversos tecidos do organismo Esse processo é fundamental para a obtenção de energia a regulação do equilíbrio nitrogenado e a síntese de intermediários metabólicos importantes A degradação dos aminoácidos pode ser dividida em várias vias metabólicas cada uma específica para um grupo de aminoácidos A degradação dos aminoácidos iniciase com a remoção do grupo amino resultando na formação do correspondente alfacetoácido Esse processo é conhecido como transaminação e envolve a transferência do grupo amino do aminoácido para um alfacetoácido aceitador A enzima alanina aminotransferase ALT é um exemplo crucial nesse processo transferindo o grupo amino da alanina para o alfacetoácido alfacetoglutarato formando piruvato e glutamato O grupo amino liberado é convertido em amônia NH3 que é tóxica e precisa ser excretada do organismo A amônia é convertida em ureia no ciclo da ureia principalmente no fígado antes de ser eliminada pelos rins O ciclo da ureia é uma sequência de reações que ocorre no retículo endoplasmático hepático e envolve várias enzimas incluindo a ornitina transcarbamilase e a arginase Os alfacetoácidos resultantes da transaminação entram em vias metabólicas específicas de acordo com sua estrutura Por exemplo os alfacetoácidos derivados de aminoácidos de cadeia ramificada leucina isoleucina e valina passam pela via da cetogênese que leva à formação de corpos cetônicos importantes fontes de energia especialmente durante períodos de jejum Outros alfacetoácidos entram no ciclo do ácido cítrico também conhecido como ciclo de Krebs onde são completamente oxidados para gerar moléculas de NADH e FADH2 que alimentam a cadeia de transporte de elétrons na fosforilação oxidativa produzindo ATP Além disso aminoácidos essenciais e não essenciais podem ser convertidos em intermediários metabólicos cruciais Por exemplo a fenilalanina pode ser convertida em tirosina um precursor de neurotransmissores como a dopamina e a adrenalina NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 WU Guoyao Amino acids biochemistry and nutrition CRC Press 2021 DEGRADAÇÃO DO ACIDO URICO A degradação do ácido úrico é um processo bioquímico complexo que ocorre principalmente no fígado envolvendo várias etapas enzimáticas O ácido úrico é um subproduto do metabolismo das purinas que são compostos encontrados em muitos alimentos e são essenciais na composição do DNA e RNA A principal via de degradação do ácido úrico é conhecida como o ciclo da ureia O ciclo da ureia iniciase com a conversão do ácido úrico em alantoína pela ação da enzima ácido úrico oxidase também conhecida como uricase No entanto em humanos a uricase é uma enzima ausente e o ácido úrico é o produto final da degradação das purinas A alantoína normalmente encontrada em outras espécies é mais solúvel em água e facilmente excretada O ácido úrico formado no organismo é transportado pelo sangue até o fígado onde ocorre sua degradação no ciclo da ureia Nesse ciclo o ácido úrico é convertido em allantoina pela ação das enzimas xantina oxidase e xantina desidrogenase resultando na formação de intermediários como hipoxantina e xantina A hipoxantina e xantina são posteriormente convertidas em urato que retorna à circulação sanguínea para ser filtrado pelos rins Nos rins o urato é filtrado e excretado na urina Dessa forma o ciclo da ureia completa o processo de degradação do ácido úrico permitindo a excreção adequada dos resíduos nitrogenados LUNDBLAD Roger L MACDONALD Fiona Ed Handbook of biochemistry and molecular biology Crc Press 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 7 CONHECER OS ANABOLIZANTES Os anabolizantes referemse a substâncias que promovem o aumento da síntese de proteínas e o desenvolvimento de tecidos no organismo geralmente associados ao aumento da massa muscular Essas substâncias podem ser naturais ou sintéticas e são frequentemente utilizadas em contextos médicos como no tratamento de condições como a perda de massa muscular associada a algumas doenças crônicas e também em contextos não médicos como o uso recreativo ou no contexto esportivo para melhorar o desempenho físico Os anabolizantes sintéticos mais conhecidos são os esteroides anabolizantes androgênicos AAS que são derivados sintéticos da testosterona o principal hormônio sexual masculino A testosterona desempenha um papel crucial na regulação do crescimento muscular desenvolvimento ósseo e metabolismo em geral No entanto os AAS são frequentemente utilizados de maneira abusiva para promover ganho de massa muscular e força além dos níveis normais Os AAS exercem seus efeitos anabolizantes ligandose aos receptores de androgênio nas célulasalvo como células musculares Esse complexo receptor hormônio migra para o núcleo celular onde influencia a transcrição de genes relacionados ao crescimento e desenvolvimento muscular Além dos efeitos anabolizantes os AAS também têm efeitos androgênicos que incluem o desenvolvimento de características sexuais secundárias masculinas O uso indevido de anabolizantes pode levar a uma série de efeitos colaterais tanto imediatos quanto a longo prazo Entre os efeitos colaterais imediatos estão a acne alterações na libido agressividade e distúrbios do sono A longo prazo o uso abusivo pode causar problemas cardiovasculares hepáticos renais e endócrinos Em homens pode levar à atrofia testicular e redução da produção natural de testosterona enquanto em mulheres pode causar virilização como o crescimento de pelos faciais DALPAI Débora BARSCHAK Alethéa Gatto Bioquímica Médica para iniciantes 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 REFERENCIAS BLANCO Antonio BLANCO Gustavo Medical biochemistry Academic Press 2017 DALPAI Débora BARSCHAK Alethéa Gatto Bioquímica Médica para iniciantes 2018 LUNDBLAD Roger L MACDONALD Fiona Ed Handbook of biochemistry and molecular biology Crc Press 2018 NELSON David L COX Michael M Princípios de bioquímica de Lehninger Artmed Editora 2022 SILVA Alice Izabel Costa et al Bioquímica para o Ciclo Básico de Medicina Série Medicina de estudantes para estudantesVolume 1 Initia Via Editora 2023 STIPANUK Martha H CAUDILL Marie A Biochemical physiological and molecular aspects of human nutritionEbook Elsevier health sciences 2018 WU Guoyao Amino acids biochemistry and nutrition CRC Press 2021

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