BIOQUIMICA METABOLICA Livro Texto - Unidade III

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BIOQUÍMICA METABÓLICA
Unidade III
7 METABOLISMO DE COMPOSTOS NITROGENADOS NÃO PROTEICOS
7.1 Ácidos nucleicos
Em 1868, ao estudar o pus de feridas, o médico suíço Miescher isolou uma substância a que 
chamou de nucleína do núcleo das células. Mais tarde, demonstrou que tinha caráter ácido, por isso 
o nome ácido nucleico. Em 1951, Rosalind Franklin trabalhou com o material que veio do núcleo das 
células, o estudando por difração de raios X. Em 1953, os americanos James D. Watson e Francis Crick 
propuseram um modelo que explicava os resultados da difração de raios X, fato que os levou a ganhar 
Prêmio Nobel.
Tanto o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA) são moléculas formadas 
por nucleotídeos (fosfato + pentoses + base nitrogenada púrica e pirimídica), presentes no núcleo 
dos eucariotos e dispersos no citoplasma dos procariotos (figura a seguir). São chamados de material 
genético das células e contêm informações de como devem ser as proteínas desse ser vivo, além de 
transmitir essa informação para sua prole.
Nucleotídeo
Nucleosídeo
Pentose
Fosfato
Base 
nitrogenada
Figura 51 – Representação gráfica de um nucleotídeo
As diferenças principais entre eles residem nas bases nitrogenadas pirimídicas (no DNA teremos 
timina e no RNA uracila); o RNA é uma fita única e o DNA uma fita dupla; no DNA teremos a pentose 
desoxirribose e no RNA a ribose (figuras a seguir).
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Unidade III
Purinas Pirimidinas
H
H
H
H
Adenina
H
C
C
C
C
C
N
N
N 123
4
5
6
78
9
N
N
H
H
H H
N Guanina
H
C
C
C
C
C
N
N
N 123
4
5
6
78
9
N
O
H
H
H
H
O Timina
H
C
C
C
C
C
H
N 123
4
5
6
N
O
H
O Citosina
H
H
H
C
C
C
C
H
N 123
4
5
6
N
N
O
H
Uracila
O
H
H
N
C
C
N
H
C C
Figura 52 – Estrutura química das bases nitrogenadas 
púricas e pirimídicas encontradas no DNA e RNA
OH
H H
OH
OH OH
P O Base
Ribose
2’
O
OCH2
OH
H H
OH
OH H
P O Base
Desoxirribose
2’
O
OCH2
A)
B)
Figura 53 – (A) esquema de um nucleotídeo do RNA; 
(B) esquema de um nucleotídeo do DNA
Os nucleotídeos (base + pentose + fosfato) e nucleosídeos (base + pentose) têm denominações 
relativas à base nitrogenada que tiverem, como pode ser analisado no quadro a seguir:
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BIOQUÍMICA METABÓLICA
Quadro 4 – Bases nitrogenadas, nucleosídeo e nucleotídeo
Base nitrogenada Nucleosídeo Nucleotídeo
Adenina Adenosina AMP
Guanina Guanosina GMP
Timina Timidina TMP ou dTMP (somente no DNA)
Citosina Citidina CMP
Uracila Uridina UMP (somente no RNA)
Existem nucleotídeos que têm outras funções além de serem parte do DNA e RNA como, por exemplo, 
ATP, GTP, UTP, relacionados com a doação de energia; NADH, NADPH e FADH2 como doadores e receptores 
de hidrogênio; e AMP cíclico (AMPc) relacionado com a sinalização celular. A seguir estudaremos a 
síntese do DNA e RNA, ou replicação, duplicação e transcrição (figura a seguir).
DNA
DNA
RNA
Transcrição
Replicação
Tradução
Proteína
Figura 54 – Esquema da replicação, transcrição e tradução
7.1.1 Síntese de nucleotídeos e bases nitrogenadas
Os nucleotídeos podem ser produzidos de duas formas, pela via de novo e pela via de recuperação 
ou salvamento, isto é, as bases nitrogenadas e os nucleotídeos livres gerados pela degradação dos ácidos 
nucleicos serão reciclados.
A síntese de purinas de novo ocorre com a junção de átomos dos aminoácidos aspartato, glicina e 
glutamina, gás carbônico e do N10-formil tetrahidrofolato (ácido fólico) e das pirimidinas aspartato, glutamina, 
NH3 e CO2, e os nucleotídeos com a ajuda de várias enzimas que ligam os componentes dos nucleotídeos.
7.1.2 Síntese de DNA (replicação ou duplicação)
As fitas de DNA são complementares (bases púricas pareiam ou ligam-se com pontes de hidrogênio 
com bases pirimídicas) e antiparalelas (uma vai do extremo 3´para o 5´e a outra do 5´para o 3´).
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Unidade III
A síntese de DNA ocorre na fase S do ciclo celular, que é dividido em fases G1, S, G2, M.
Ciclo celular
Mitosis
G0
M
M
S
Síntese 
de DNA
Interfase
G2
G1
Figura 55 – Esquema do ciclo celular
Os termos 3´ou 5´ se referem ao extremo da fita que está solto, sem estar ligado com outro 
nucleotídeo. Temos a desoxirribose (D) e nela está ligada um fosfato (P) na posição 5 da ribose (como 
o carboidrato e a base nitrogenada contêm carbonos, chamamos os carbonos da pentose com linha), 
então, a fita termina em P; e na outra fita temos a pentose sem nada ligado abaixo dela, somente a 
hidroxila (OH) no carbono 3, sendo assim chamada de 3´.
P = fosfato
D = açúcar
A dupla hélice 
do DNA
34 A
10 A
3,4 A
Um 
nucleotídeo
DNA
Figura 56 – Esquema da conformação da dupla fita de DNA
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BIOQUÍMICA METABÓLICA
A replicação do DNA é semiconservativa, o que significa que cada fita na dupla hélice atua como 
modelo para a síntese de uma nova fita complementar, não é igual. Então, o DNA terá uma fita velha 
ligada a uma fita nova (figura a seguir). As fitas novas são construídas com a ajuda de várias enzimas.
Figura 57 – Esquema da replicação com a formação de duas moléculas filhas, 
cada uma com uma dupla hélice recém-formada contendo uma fita nova e uma velha
Nesse processo teremos uma fita líder sendo feita de maneira simples e rápida (fita molde é 3´-5´ e 
a nascente é 5´-3´) pela enzima denominada DNA polimerase.
A outra fita, chamada de fita tardia, tem a necessidade de usar mais de uma enzima porque a DNA 
polimerase precisa de extremo 3´ para se fixar e começar a síntese adicionando nucleotídeos à 
extremidade 3’ de uma fita existente de DNA, sendo que essa fita tem extremo 5´.
A replicação do DNA requer outras enzimas além da DNA polimerase. Em procariontes, como E. coli, 
existem duas principais DNA polimerases (de DNA polimerase I, II, III, IV, V) e em eucariotos são chamadas 
de DNA polimerase α, ß, γ, δ.
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Unidade III
 Observação
As células precisam copiar seu DNA rapidamente e com poucos erros 
para não correr riscos de terem problemas, ou seja, mutações, como ocorre 
no câncer, por exemplo. Para isso, utilizam uma variedade de enzimas e 
proteínas que trabalham juntas para garantir que a replicação do DNA seja 
eficiente e precisa.
O início da replicação numa fita tão grande ocorre em locais específicos no DNA, chamados de 
origens de replicação, os quais têm a sequência conhecida. Na E. coli, assim como a maioria das bactérias, 
há uma única origem de replicação em seu cromossomo. Nesse local, a enzima DNA helicase abre o DNA, 
formando uma forquilha de cada lado chamada de bolha de replicação.
A enzima topoisomerase se coloca nesse local e diminui a torção provocada pela ação da helicase, 
tornando-a muito enrolada à medida que o DNA é aberto. Ela age fazendo cortes temporários na hélice 
para liberar tensão, depois os fecha para evitar danos permanentes.
A enzima DNA polimerase necessita do extremo 3´, que não tem na fita atrasada. Esse problema é 
resolvido com a enzima primase, que faz um pequeno primer (iniciador) de RNA para a DNA polimerase 
trabalhar. Isso ocorre em vários pontos da fita aberta. A DNA polimerase se liga no extremo 3´ do primer 
de RNA e inicia a síntese de DNA complementar à fita velha, adicionando nucleotídeos.
Os pequenos fragmentos de DNA são chamados de fragmentos de Okazaki, em homenagem ao 
cientista japonês que os descobriu.
Os primers de RNA são removidos e substituídos por DNA por meio da atividade da DNA polimerase 
e as lacunas entre os fragmentos serão fechadas com a ajuda da DNA ligase, que coloca nucleotídeos 
fechando a fita.
4
3
1
2
3’
3’
5’
5’
6
Figura 58 – Esquema da replicação do DNA com as enzimas utilizadas
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BIOQUÍMICA METABÓLICA
A figura anterior mostra o seguinte esquema das enzimas na replicação do DNA em E. coli:
• 1: helicase abre o DNA.
• 2: topoisomerase relaxa os giros provocados pela helicase.
• 3: primase sintetiza primers de RNA complementares à fita de DNA.
• 4: DNA polimerase aumenta os primers adicionando nucleotídeos na extremidade 3´ para fazer a 
maior parte do novoDNA.
• 5: primers de RNA são removidos e substituídos com DNA pela DNA polimerase.
• 6: as lacunas entre fragmentos de DNA são fechadas pela DNA ligase.
7.1.3 Transcrição (síntese de RNA)
Inicialmente, uma molécula de DNA abre-se no ponto onde está o gene a ser transcrito. Em uma sequência 
específica chamada de promotor, a RNA polimerase se liga e promove a abertura e a exposição das sequências 
de nucleotídeos que serão transcritos. Somente uma fita de DNA será usada para a síntese de RNA.
O DNA é lido do sentido 3´ para o 5´ e o RNA é lido pelos ribossomos no sentido 5´ para o 3´. A RNA 
polimerase pareará os ribonucleotídeos complementares aos que estão na fita de DNA e os ligará entre si. 
 Lembrete
Os nucleotídeos encontrados no DNA (desoxirribonucleotídeos) são 
diferentes dos encontrados no RNA (ribonucleotídeos) pelo açúcar (RNA 
tem ribose e DNA tem desoxirribose) e a base nitrogenada que pareia com 
a adenina no RNA é a uracila (U) e no DNA a timina (T).
Em seguida, encontraremos a sequência na fita de DNA, por exemplo, AATGCGCGAT; já a fita de RNA 
será UUACGCGCAA. A seguir descrevemos como é realizada a complementariedade:
DNA > RNA
Adenina (A) > Uracila (U)
Timina (T) > Adenina (A)
Guanina (G) > Citosina (C)
Citosina (C) > Guanina (G)
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Unidade III
O RNA que estamos nos referindo é o RNA mensageiro (que contém a mensagem de quais aminoácidos 
deverá ter na proteína em questão). Conforme for surgindo a fita de RNA (cópia complementar do DNA), 
a região que já foi transcrita fecha-se imediatamente. A transcrição termina quando há uma sinalização 
de término, que pode ser a formação de uma alça no RNA ou a presença de uma proteína que se liga 
ao DNA e barra o processo.
 Observação
Em eucariotos, o DNA permanece no interior do núcleo e o RNAm sai 
para ser traduzido. Aparentemente esse processo ocorre para salvaguardar o 
conteúdo do DNA, uma vez que se sair para o citoplasma poderia ser degradado.
O RNAm deverá ser processado (splicing), isto é, devem ser retiradas algumas sequências que não 
têm sentido para a tradução (introns), deixando somente as que têm sentido (exon). No extremo 5´ é 
colocada uma sequência chamada CAP (nucleotídeo guanina, ou G, modificada, que protege o transcrito 
de ser clivado), que direciona o ribossomo para o início da leitura. No final do RNAm será colocada uma 
cauda de 100-200 nucleotídeos adenosinas (cauda de poli A), que torna o transcrito mais estável e ajuda 
a exportá-lo do núcleo para o citoplasma.
Exon Intron Exon
mRNA maduro
Intron Exon
Figura 59 – Esquema de um processamento de RNAm para obtenção de um RNA maduro
No RNA teremos então sequências de nucleotídeos, que de três em três (trinca) nucleotídeos serão 
chamados de códon. Essa combinação definirá qual aminoácido deverá ser colocado na proteína.
 Observação
O código genético foi desvendado pelos pesquisadores Nirenberg e Khorana, 
que verificaram qual aminoácido era recrutado para uma determinada sequência 
construída em laboratório. A primeira sequência foi UUUUUUUUUUUU..., 
que gerou fenilalanina-fenilalanina-fenilalanina-fenilalanina. Em seguida, 
foram fazendo todas as combinações, o que culminou em uma tabela 
com a primeira, segunda e terceira bases, formando um mosaico, o qual 
leva ao aminoácido.
Imagina-se o seguinte caso: 1 códon tem 1 nucleotídeo = 4 combinações; 
2 nucleotídeos (42) = 16 combinações. Temos então 20 aminoácidos usados 
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BIOQUÍMICA METABÓLICA
nas proteínas, portanto, com 16 combinações faltariam 4 aminoácidos. 
Assim, 3 nucleotídeos (43) = 64 combinações. O processo seria, portanto, 
com 4 nucleotídeos 3 a 3, resultando em 64 combinações. Dessas, 3 não 
levavam a nenhum aminoácido e foram chamadas de código de terminação 
(stop codon: UGA, UAA, UAG), sendo o códon de iniciação sempre AUG 
(metionina, só que com um radical formil).
Esse código é universal, UUU é fenilalanina para o ser humano e os 
animais e não há separação entre os códons, porém é degenerado, isto é, 
há mais de uma combinação para um mesmo aminoácido.
A partir do DNA podem ser formados os outros tipos de RNA. Porém, nos concentraremos no RNA 
transportador (RNAt) e ribossômico (RNAr). Após se ligar a um determinado aminoácido, o RNAt parte 
em direção ao ribossomo e o transporta para ser usado na confecção da proteína. Nessa estrutura 
aparece uma trinca chamada de anticódon, que pareia com o códon do RNAm.
O RNAr, constituído de duas subunidades, e chamado de ribossomo e é dessa organela que nasce a 
proteína. As subunidades chamadas de 30S e 50S, na E. coli, e 40S e 60S, em humanos, são compostas 
de fios de RNA enrolados em forma de uma esfera.
7.1.4 Transcrição reversa
Em 1970, Temim e Baltimore descobriram que o dogma da biologia molecular, (DNA gerando RNA, 
que gera proteína) não estava totalmente correto. Os cientistas estudaram alguns vírus que continham 
RNA como material genético (retrovírus) e perceberam que partículas de DNA eram formadas a partir 
das de RNA viral, e se associavam ao genoma (DNA) do hospedeiro. A enzima responsável por este 
processo recebeu o nome de transcriptase reversa ou DNA polimerase RNA-dependente.
 Observação
O descobrimento dessa enzima levou os cientistas a utilizá-la na 
biotecnologia, mais precisamente em uma tecnologia chamada de Polymerase 
Chain Reaction (PCR), para amplificar fragmentos de DNA a partir de moldes 
de DNA e de RNA (técnica chamada de RT-PCR). Como já se conhecem 
algumas proteínas de determinadas doenças, é possível procurar seus RNAs 
ou o fragmento de DNA viral integrado no DNA do hospedeiro. Se há uma 
proteína específica presente, é porque o gene dela está sendo expresso e 
originando mRNA para tal proteína (estudo da expressão dos genes).
A transcriptase reversa é encontrada em retrovírus. Alguns exemplos são: coronavírus, causador 
de infecções respiratórias; Paramyxoviridae, causador do sarampo; Rhabdoviridae, causador da 
raiva; Filoviridae, causador de ebola etc. Um dos exemplos de retrovírus mais conhecidos é o HIV, 
causador da Aids.
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Unidade III
Os vírus só se reproduzem dentro de uma célula viva. No caso do HIV ele entra na célula chamada 
linfócito, seu material (RNA) se transforma em DNA dupla fita e se integra ao DNA com a ajuda de outra 
enzima do vírus, a integrase. As enzimas passam por essas sequências sem perceberem que não pertencem 
ao hospedeiro e são replicadas, transcritas e traduzidas pelas enzimas do hospedeiro. A outra enzima do 
vírus utilizada é a protease, que cliva a proteína viral inicial em menores para serem utilizadas por ele.
Como esse vírus atinge os linfócitos, e quando se multiplica os destrói para que possam sair, o 
organismo fica com menos células de defesa e fica-se suscetível aos vírus ou bactérias, por isso é 
chamado de HIV, ou vírus da imunodeficiência humana.
Existem vários medicamentos que atuam em cada etapa da proliferação do vírus HIV. Por exemplo: 
AZT; inibidor de transcriptase reversa semelhante ao nucleotídeo; Nevirapina; inibidores não nucleosídeos 
da transcriptase reversa; Saquinavir (inibidor de protease); inibidores da integrase (Dolutegravir) etc.
7.1.5 Degradação de DNA e RNA
Esse processo pode ser produto de dois caminhos: da ingesta e dos ácidos nucleicos degradados 
quando as células morrem. As células vegetais e animais ingeridas têm ácidos nucleicos que sofrem 
digestão no intestino delgado pelas enzimas ribonuclease e deoxiribonuclease secretadas pelo suco 
pancreático. Essas enzimas hidrolisam os ácidos nucleicos em fragmentos menores (oligonucleotídeos), 
que serão hidrolisados por fosfodiesterases (vindas do pâncreas), liberando mononucleotídeos que são 
hidrolisados em nucleosídeos por nucleotidases e nucleosidades. Os nucleosídeos resultantes podem 
ser absorvidos pela mucosa intestinal, liberando fosfatos e pentoses, que serão reutilizados, e bases 
nitrogenadas livres, que serão metabolizadas.
O catabolismo das bases nitrogenadas púricas e pirimídicas ocorre principalmente no fígado, 
gerando produtosfinais altamente hidrossolúveis, como: CO2, β-aminoisobutirato e β-alanina, 
principalmente NH3 (amônia).
 Observação
A excreção de β-aminoisobutirato aumenta nas leucemias e após 
a exposição a raios X, devido a uma pronunciada destruição de células 
contidas em seu núcleo DNA.
Podem ocorrer defeitos nas enzimas do catabolismo das bases pirimídicas e púricas. Entre os das 
bases pirimídicas, podemos citar a acidúria orótica, isto é, o acúmulo de ácido orótico, que causa 
manifestações clínicas de anemia megaloblástica, nefropatia e malformações cardíacas. Nos das bases 
pirimídicas podemos citar a gota úrica (hiperuricemia com crises de inflamação articular, litíase renal ou 
nefrolitíase e imunodeficiência.
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BIOQUÍMICA METABÓLICA
7.1.6 Formação de ácido úrico
A adenosina monofosfato (AMP) perde o fosfato e se transforma em adenosina cuja a inosina 
monofosfato (IMP) é desaminada e transformada em inosina, que é fosforilada e se transforma em 
hipoxantina, formando xantina com a ajuda da enzima marca-passo pela xantina oxidase. A xantina 
é oxidada em ácido úrico pela mesma enzima: xantina oxidase. A guanosina que veio da perda de 
fosfato do GMP se transforma em guanina e, em seguida, em xantina, que entra na via comum, se 
transformando em ácido úrico pela enzima xantina oxidase.
O
O
O
Ácido úrico
HN
N
H
N
H
H
N
AMP GMP
Inosina monofosfato (IMP) Guanosina
Inosina Guanina
Hipoxantina
Xantina
Xantina
Xantina
Oxidase
Oxidase
Figura 60 – Esquema da síntese de ácido úrico
O ácido úrico (C5H4N4O3) tem sua maior produção no fígado, isto é, a maior parte dessa substância 
é endógena, proveniente da degradação das bases púricas. Porém, uma dieta rica em purinas, alimentos 
ricos em núcleos celulares como carnes, vísceras (por exemplo, fígado), crustáceos (camarão), bebidas 
fermentadas (cerveja) é capaz de aumentar significativamente a quantidade de ácido úrico produzido 
pelo fígado e liberado na urina, além da ureia, principal excreta nitrogenada humano, proveniente da 
degradação das proteínas.
Após ser formado, o ácido úrico vai para o sangue (a concentração de ácido úrico considerada 
normal fica entre 3,5 e 7,2 mg/dL), e caso esteja com valor maior que o de referência é constatado 
hiperuricemia. Aproximadamente 25% dos homens possuem níveis de ácido úrico acima de 7,0 mg/dl; já 
as mulheres, por conta do hormônio estrogênio, que aumenta a capacidade renal de excreção do ácido 
úrico, apresentam risco baixo de hiperuricemia, se comparadas aos homens.
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Unidade III
A concentração de ácido úrico no sangue representa o balanço entre a produção pelo fígado e 
intestinos e a liberação pelos rins, assim, em geral, a maioria dos pacientes com hiperuricemia apresenta 
uma dieta rica em purinas e/ou uma redução da capacidade renal de excretar o ácido úrico.
O ácido úrico é um ácido fraco, sendo que a dissociação ocorre a pH = 5,8, então, como o pH da 
urina é ácido (5,5 e 7,0) forma-se urato + H+ na urina. Quando está acima desse limite de referência 
no sangue (hiperuricemia), há o risco de formação de cristais de urato de sódio e precipitação nas 
articulações, gerando inflamação e muita dor (gota úrica) ou cristalização nos rins (cálculo renal). 
Em temperaturas elevadas o ácido úrico é mais solúvel (por exemplo, no sangue, em que a temperatura média 
é de 37 °C,) e menos solúvel em temperaturas mais baixas (as articulações são sensivelmente mais frias 
que o sangue, apresentando uma temperatura média de 32 °C), podendo levar à artrite gotosa. Se os 
níveis de ácido úrico permanecerem elevados por muito tempo, ele pode começar a se depositar em 
locais mais quentes, como a pele e os rins.
O medicamento alopurinol tem fórmula estrutural muito semelhante ao substrato da enzima 
xantina oxidase. Quando se ingere o medicamento alopurinol, como estará em maior quantidade que a 
hipoxantina, ele entra no sítio ativo da enzima marca-passo, diminuindo ou cessando a velocidade de 
catálise e a formação de ácido úrico.
HA
H
C
N
C
C
N N
H
N
HC
OH
C
N
N
C
C
N N
H
CH
HC
OH
C
Figura 61 – Fórmula estrutural do alopurinol (A) e da hipoxantina (H)
 Observação
Todo paciente com gota úrica tem ácido úrico elevado no sangue, 
porém o inverso não é verdadeiro. Algumas pessoas podem ter níveis 
elevados de ácido úrico, mas nunca desenvolveram gota úrica, podendo 
ter apenas descamação em mãos e pés.
 Lembrete
Nos grandes primatas, principalmente em humanos, gorilas e 
chimpanzés, o ácido úrico é o produto final do catabolismo das purinas. 
Nos outros mamíferos, é metabolizado em alantoína no fígado (pela enzima 
uricase), que é solúvel e de fácil excreção. Durante os anos foram ocorrendo 
mutações que levaram alguns animais a metabolizarem o ácido úrico.
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BIOQUÍMICA METABÓLICA
7.2 Grupo heme
O citocromos, a hemoglobina e a mioglobina têm em comum o grupo heme. O grupo heme é um 
grupo prostético, isto é, a porção não peptídica de uma proteína. Algumas proteínas apresentam grupos 
químicos além da parte formada pela união entre aminoácidos, denominados grupos prostéticos, 
presentes em proteínas denominadas hemeproteínas.
Uma das hemeproteínas mais conhecidas é a hemoglobina, que tem a função de transportar o 
oxigênio no sangue. Milhares de moléculas de hemoglobina estão presentes dentro das hemácias, as 
células mais abundantes do sangue. Além da hemoglobina, o grupo heme está presente na mioglobina, 
citocromos, catalases e peroxidases. A mioglobina é uma proteína de baixo peso molecular que está 
presente nos músculos e tem como função o armazenamento de oxigênio.
Hemoglobina (proteína)
Figura 62 – Molécula de hemoglobina formada por 
quatro cadeias globínicas e quatro grupos heme
Figura 63 – Hemácias
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Unidade III
7.2.1 Estrutura química
Em relação à estrutura química, o grupo heme é constituído de um grande anel orgânico 
heterocíclico que contém um átomo de ferro (Fe+2) no centro. Os principais locais de produção 
do grupo heme são na medula óssea e no fígado. Na medula óssea ocorre o processo de 
produção das hemácias. As hemácias humanas não possuem núcleo, mas as células precursoras 
de hemácias, que ficam alojadas na medula óssea, possuem núcleo e, por isso, ocorre a síntese de 
hemoglobina. Esse processo é denominado eritropoese e ocorre quando as células precursoras 
de hemácias apresentam núcleo e sintetizam hemoglobina até a fase de reticulócitos, os quais 
não apresentam núcleo, mas apresentam RNA mensageiro. Nessa etapa, a célula produz a 
máxima quantidade de hemoglobina e, portanto, de grupo heme. Em seguida, os reticulócitos 
deixam a medula óssea e seguem para o sangue periférico, onde amadurecem e se transformam 
em hemácias em um período de 12 a 36 horas.
Molécula de 
oxigênio
CH CH2
H3C
H3C
Heme
CH3
CH3
N
N
N
N CH CH2
Fe
O
O
CH2
CH2
COOH
CH2
CH2
COOH
Figura 64 – Esquema da parte não proteica da hemoglobina: grupo heme
7.2.2 Síntese do grupo heme
A síntese do grupo heme ocorre a partir de um conjunto de reações catalisadas por várias enzimas 
diferentes. Cada reação é catalisada por uma enzima e o ferro é incorporado na última reação. 
A síntese do grupo heme é constituída por oito reações que ocorrem no citoplasma (a primeira e as 
três últimas reações) e na mitocôndria das células. A síntese do grupo heme depende da participação 
de oito enzimas:
91
BIOQUÍMICA METABÓLICA
• ALA-sintetase.
• ALA-deidratase.
• Porfobilinogênio-deaminase.
• Urobilinogênio-sintetase.
• Uroporfirinogênio-descarboxilase.
• Coproporfirinogênio-oxidase.
• Protoporfirinogênio-oxidase.
• Ferroquelatase.
Inicialmente ocorre a condensação do aminoácido glicina com a molécula de succinil-CoA 
(intermediário do ciclo de Krebs) para a formação do ácido delta levulínico ou Δ ALA. Em seguida, 
ocorre a condensação de duas moléculas de ALA para a formação de um anel pirrólico. Depois disso, 
quatro anéis pirrólicos reagem e formam um anel tetrapirrólico. Na reação final, a protoporfirina 
combina-se com o ferro (Fe+2) paraformar o grupo heme. A produção do heme é regulada por um 
mecanismo de retroalimentação, isto é, a produção das enzimas, especialmente a da ALA-sintetase, 
pode aumentar sempre que houver aumento da produção de hemácias.
A biossíntese do grupo heme tem início quando uma molécula de succinil-CoA, em conjunto 
com uma glicina, sob ação da enzima ALA sintase, dá origem ao ácido aminolevulínico (ALA). Duas 
moléculas de ácido aminolevulínico, no citosol, são condensadas pela enzima ALA desidratase, dando 
origem ao porfobilinogênio (PBG). Quatro moléculas de PBG são convertidas em hidroxometilbilano 
pela enzima PBG desaminase. O hidroximetilbilano pode ser convertido em uroporfirinogênio III, por 
meio da uroporfirinogênio sintase, ou em uroporfirinogênio I, por meio de uma via não enzimática. 
O uroporfirinogênio III é descarboxilado em coproporfirinogênio III por meio da uroporfirinogênio 
descarboxilase e o uroporfirinogênio I é, por sua vez, convertido ao coproporfirinogênio I, o qual não é 
intermediário para a biossíntese do heme. O coproporfirinogênio III, por meio da coproporfirinogênio 
oxidade, é transformado em protoporfirinogênio IX, o qual é convertido em protoporfirina IX pela 
protoporfirinogênio oxidase. Finalmente, o ferro é inserido na molécula de protoporfirina IX, por meio 
da ação da ferroquelatase, dando origem ao heme.
92
Unidade III
HEME
Mitocôndria Citoplasma
Glicina + succinil-CoA
2 x ALA
4 X PORFOBILINOGÊNIO (PBG)
HIDROXIMETILBILANO (HMB)
Uroporfirinogênio III (URO III)
Coproporfirinogênio III
Protoporfirina IX
Protoporfirinogênio IX
Ácido aminolevulínico (ALA)
ALA sintase
ALA desidratase
PBG desaminase
Uroporfirinogênio III sintase
Uroporfirinogênio descarboxilase
Coproporfirinogênio oxidase
Ferroquelatase
Protoporfirinogênio
oxidase
Fe+2
Figura 65 – Reações da síntese do grupo heme
7.2.3 Porfirias
Caso o indivíduo apresente mutação genética em uma dessas enzimas, haverá acúmulo de 
determinados intermediários da síntese do grupo heme na medula óssea ou no fígado. Um fato 
importante é que esses intermediários são potencialmente tóxicos e, consequentemente, o acúmulo 
desses na pele ou vísceras pode desencadear a sintomatologia das doenças denominadas porfirias.
As principais porfirias podem ser classificadas de várias formas, de acordo com a deficiência da 
enzima específica, com os sintomas do paciente (aguda ou crônica) ou baseada no local de origem dos 
precursores em excesso (eritropoéticas ou hepáticas). As porfirias hepáticas agudas são caracterizadas 
por episódios neuroviscerais, sendo a porfiria aguda intermitente a forma mais comum.
93
BIOQUÍMICA METABÓLICA
Glicina Succinil-CoA
ALA
PBG
HIDROXIMETILBILANO
UROPORFIRINOGÊNIO III
COPROPORFIRINOGÊNIO IX
PROTOPORFIRINOGÊNIO IX
PROTOPORFIRINA
HEME
ALA sintetase
ALA desidratase
PBG desaminase
Uroporfirinogênio 
sintase
URO descarboxilase
COPRO oxidase
PROTO gene oxidase
Ferroquelatase
FERRO
PORFIRIA DOMINANTE LIGADA AO X
PORFIRIA POR DEFICIÊNCIA DE ALA DESIDRATASE
PORFIRIA INTERMITENTE AGUDA
PORFIRIA ERITROPOIÉTICA CONGÊNITA
PORFIRIA HEPATOERITROPOIÉTICA
PORFIRIA CUTÂNEA TARDA
COPROPORFIRIA HEREDITÁRIA
PORFIRIA VARIEGATA
PROTOPORFIRINA ERITROPOIÉTICA
DEFICIÊNCIA
ENZIMÁTICA DOENÇA
Figura 66 – Classificação das porfirias de acordo com a deficiência enzimática
O quadro a seguir resume a classificação das porfirias em crônicas e agudas.
Quadro 5 – Classificação das porfirias em crônicas e agudas
Porfirias
crônicas
Porfirias
eritropoiéticas
Porfirias hepáticas
crônicas
Porfiria eritropoiética congênita
Protoporfiria eritropoiética
Porfiria cutânea tarda
Porfiria hepatoeritropoiética
Porfirias
agudas
Porfirias hepáticas
agudas
Porfiria por deficiência de ALA desidratase
Porfiria aguda intermitente
Coproporfiria hereditária
Porfiria variegata
Os pacientes portadores de porfiria aguda apresentam crises intermitentes de dores abdominais, 
sintomas mentais e neurológicos como depressão, convulsões entre outros, que podem levar ao suicídio. 
Essas crises ocorrem geralmente em virtude de medicamentos, álcool ou por estresse, infecções e jejum. 
Já os portadores de porfirias cutâneas apresentam erupções bolhosas na pele, vermelhidão ou inchaço 
após exposição solar. Nesses pacientes, certas porfirinas ficam depositadas na pele e após exposição à luz e 
ao oxigênio elas podem gerar uma forma carregada e instável de oxigênio capaz de danificar a pele.
94
Unidade III
O diagnóstico das porfirias é feito a partir da dosagem das profirinas nas fezes e na urina e por 
testes de biologia molecular. A solubilidade na água desses intermediários determina sua forma 
de excreção: produtos solúveis em água são excretados na urina; produtos insolúveis em água são 
excretados nas fezes; e produtos com solubilidade intermediária são excretados tanto na urina 
quanto nas fezes.
As porfirias são doenças de difícil diagnóstico e as crises se manifestam na presença de alguns 
fatores, tais como: medicamentos, jejum, tabagismo, álcool, substâncias ilícitas (maconha, ecstasy, 
anfetaminas e cocaína), infecções, estresse físico e emocional e ciclos menstruais.
O tratamento apresenta quatro pilares principais: estudo da genética familiar, retirada ou controle 
dos fatores precipitantes, condutas gerais e uso de derivados do grupo heme.
Por fim, vale ressaltar que em diversas doenças não relacionadas à mutação dos genes que regulam 
a síntese de enzimas pode ocorrer o aumento da quantidade de porfirinas na urina. Esse fenômeno é 
descrito como porfirinúria secundária e pode estar associado à exposição, por exemplo, ao chumbo.
 Saiba mais
A escritora Isabel Allende relatou a experiência de sua filha Paula, que 
tinha porfiria, e ficou em coma durante um ano, e faleceu aos 20 anos de 
idade. Para saber mais sobre essa história, leia o livro:
ALLENDE, I. Paula. São Paulo: Bestbolso, 2005.
7.2.4 Degradação do grupo heme
O heme libera Fe2+, o qual passa a fazer parte do reservatório de ferro no organismo. Os anéis do grupo 
heme primeiramente são convertidos em biliverdina, por meio do sistema microssomal heme-oxigenase 
das células reticuloendoteliais, e depois são convertidos em bilirrubina pela biliverdina redutase. 
A bilirrubina é um pigmento amarelo e tóxico, principalmente para o sistema nervoso. Aproximadamente 
85% da bilirrubina total são derivados do catabolismo da hemoglobina presente nas hemácias, as quais 
após 90 a 120 dias de atividade são degradadas e liberam o seu conteúdo de hemoglobina, sendo que 
a cadeia globínica é reaproveitada integralmente ou degradada em seus aminoácidos constituintes. 
O restante é obtido das outras proteínas que contêm o heme.
 Observação
Ao observar um hematoma ele pode apresentar diferentes colorações 
que são resultantes dos intermediários da degradação do heme.
95
BIOQUÍMICA METABÓLICA
A bilirrubina, por ser insolúvel em água e, consequentemente, insolúvel no plasma, é transportada 
para o fígado e ligada à albumina, denominada bilirrubina indireta ou não conjugada. A bilirrubina 
isolada que entra na célula hepática e é ligada ao ácido glicurônico é denominada bilirrubina direta ou 
bilirrubina conjugada.
A bilirrubina direta é um componente normal da bile e é encaminhada para a vesícula biliar e depois 
para o duodeno. No intestino, a bilirrubina direta é hidrolisada para a forma não conjugada, que é 
reduzida pela flora bacteriana, transformando-se em urobilinogênio. A maior parte do urobilinogênio 
é transformada em estercobilina pelas bactérias intestinais. A estercobilina tem cor marrom e dá a 
coloração característica das fezes. Uma parte do urobilinogênio é reabsorvido a partir do intestino e 
entra no sistema porta-hepático. Uma porção desse urobilinogênio é captada pelo fígado e novamente 
secretada na bile. A parte restante é transportada para o rim, onde é convertida em urobilina e é 
excretada. A urobilina tem coloração amarela, dando a cor característica da urina.
Eritrócitocitos senescentes
(principalfonte de hemeproteínas)
Biliverdina
(pigmento verde)
Bilirrubina
absorção
Bilirrubina
(pigmento amarelo e tóxico)
Urobilinogênio
Estercobilina (marrom)
Complexo bilirrubina-albumina
Bilirrubina indireta ou
bilirrubina não conjugada
Diglicuronato de bilirrubina
Bilirrubina direta ou conjugada
Captada pelo fígado e 
liberada novamente na bile
Urobilinogênio
Urobilina (amarelo)
Heme
Heme oxigenase
Biliverdina redutase
Sangue
Fígado
Vesícula bilibar
Rim
Diglicuronato de bilirrubina
Bilirrubina direta ou conjugada
Bilirrubina
+
Ácido glicurônico
Glicorunil-transferase
Fígado
Figura 67 – Esquema da degradação do heme
96
Unidade III
Em condições anormais, pode ocorrer o acúmulo tanto de bilirrubina direta quanto de bilirrubina 
indireta. Esses compostos podem se depositar nos tecidos, dando-lhes o aspecto amarelado, condição 
conhecida como icterícia. Essa condição não é uma patologia, mas um sinal de uma série de patologias 
hepáticas e biliares. A quantidade da bilirrubina plasmática fornece um índice quantitativo da severidade 
da icterícia. A concentração de bilirrubina representa um equilíbrio entre sua produção e sua excreção.
A icterícia pode ser dividida em três tipos: icterícia pré-hepática, icterícia hepática e icterícia 
pós-hepática. A icterícia pré-hepática tem como consequência o aumento de bilirrubina indireta. O fígado 
não consegue captar toda a bilirrubina indireta para fazer a conjugação com o ácido glicurônico. 
As principais causas de icterícia pré-hepática são: icterícia fisiológica do recém-nascido, devido à 
insuficiência na produção da enzima glicuronil-transferase, que catalisa a conjugação da bilirrubina; 
icterícia hemolítica, quando há a destruição excessiva das hemácias; síndrome de Crigler-Najjar, em 
que pode haver a ausência da enzima glicuronil-transferase, sendo fatal nos primeiros meses de vida; 
e síndrome de Gilbert, caracterizada pela redução da produção da enzima glicuronil-transferase. Na icterícia 
pré-hepática, também ocorre aumento do urobilinogênio fecal e urinário.
Na icterícia hepática ocorre aumento da bilirrubina direta e indireta, diminuição do urobilinogênio 
fecal (fezes claras) e aumento do urinário (urina escura), com presença de bilirrubina na urina. As principais 
causas são as lesões hepáticas, como o câncer, a cirrose ou a hepatite.
Na icterícia pós-hepática ocorre aumento de bilirrubina direta, diminuição do urobilinogênio fecal 
(fezes claras) e presença de bilirrubina na urina. A principal causa é a obstrução do ducto biliar, que 
impede a bilirrubina de ir para o intestino e, como consequência, ela reflui para o sangue. Nas doenças 
hepáticas agudas ou crônicas observa-se uma diminuição dos níveis séricos de proteínas, como da 
albumina e das proteínas de coagulação.
8 VITAMINAS E SAIS MINERAIS
Vitaminas e sais minerais são micronutrientes, isto é, são necessários em quantidades reduzidas e 
devem ser obtidos por meio da alimentação. Embora as vitaminas e sais minerais estejam amplamente 
distribuídos nas frutas, verduras, hortaliças, ovos e carnes, infelizmente estudos apontam inúmeros 
casos de hipovitaminose em algumas regiões do Brasil. A deficiência de micronutrientes é um 
problema grave de saúde pública que afeta o bem-estar da população e representa um sério obstáculo 
para o desenvolvimento socioeconômico na maioria dos países em desenvolvimento. As principais 
causas de hipovitaminose estão associadas à deficiência alimentar e à má absorção dos nutrientes, 
por causas diversas.
As vitaminas e os sais minerais recebem o nome de micronutrientes. São essenciais para o bom 
funcionamento do corpo e para a manutenção da saúde. Diferentemente dos macronutrientes 
(carboidratos, proteínas e gorduras), são necessários em quantidade reduzida, obtidos por meio da 
alimentação. O consumo alimentar é influenciado por fatores culturais, entre eles os hábitos alimentares, 
as preferências individuais e familiares, e por fatores socioeconômicos que influenciam a escolha e 
compra desses alimentos.
97
BIOQUÍMICA METABÓLICA
8.1 Vitaminas
As vitaminas existem na natureza como tal ou sob a forma de precursores, que são ingeridos por 
meio dos alimentos. Diferentemente dos macronutrientes, as vitaminas não produzem energia, portanto, 
não geram calorias. Elas são importantes porque atuam como coenzimas, isto é, facilitam a ação das 
enzimas que transformam os substratos por meio das reações metabólicas.
 Lembrete
As enzimas são constituídas por uma parte proteica chamada de 
apoenzima e outra parte não proteica, chamada de cofator. Quando o 
cofator é uma molécula orgânica, recebe a denominação de coenzima. 
Muitas vitaminas atuam como coenzimas.
As necessidades diárias variam de acordo com a idade, gênero, estado fisiológico e atividade física do 
indivíduo. Em algumas situações, elas são aumentadas, por exemplo, na fase de crescimento, gestação, 
lactação ou na presença de doenças.
Quanto à classificação, as vitaminas podem ser lipossolúveis ou hidrossolúveis. Essa informação 
é importante para entendermos a importância dos lipídios para a adequada absorção das vitaminas 
lipossolúveis, que são representadas pelas vitaminas A, D, E, e K. Já as hidrossolúveis necessitam de 
água, e esse grupo compreende as vitaminas do complexo B e a vitamina C. Vejamos a classificação das 
vitaminas a seguir.
Vitamina C
Hidrossolúveis Lipossolúveis:
A
D
E
K
Complexo B:
B1 (tiamina)
B2 (riboflavina)
B3 (niacina)
B5 (ácido pantotênico)
B6 (piridoxina, pirodoxal e piridoxamina)
B7 (biotina)
B9 (ácido fólico)
B12 (cianocobalamina)
Vitaminas
Figura 68 – Esquema de classificação das vitaminas quanto à solubilidade
98
Unidade III
8.1.1 Vitamina A
Em tecidos animais, a vitamina A é encontrada predominantemente sob a forma de retinol ou de 
seus ésteres, de retinal e, em menor quantidade, de ácido retinoico. O retinol é um álcool primário 
que apresenta um anel β-ionona com cadeia lateral insaturada e é encontrado em tecidos animais 
como éster retinila com ácidos graxos de cadeia longa. Já o retinal é o aldeído derivado da oxidação 
do retinol. O retinal e o retinol podem ser facilmente interconvertidos. O ácido retinoico é o ácido 
derivado da oxidação do retinal. Esse ácido não pode ser reduzido no organismo e, assim, não pode 
originar retinal ou retinol.
Anel de β-ionona
Cadeia poliênica
Anel de β-ionona
β-caroteno
β-caroteno
H3C CH3
H3C
H3C
CH3
CH3CH3CH3CH3
H3C
H3C CH3CH3CH3
CH3
β-Caroteno
H3C CH3 CH3 CH3
CH3
OH
Retinol
Figura 69 – Estrutura química e clivagem do β-caroteno
O termo retinoide refere-se à classe de compostos com quatro unidades isoprenoides e inclui retinol 
e seus derivados químicos. A indústria de alimentos utiliza o acetato de retinil e o palmitato de retinil 
para a fortificação de alimentos. Os carotenoides contribuem significativamente para a atividade da 
vitamina A em alimentos tanto de origem vegetal como animal, por exemplo, o caso conhecido da 
cenoura, rica em vitamina A.
Os carotenoides são geralmente tetraterpenoides de 40 átomos de carbono e apresentam-se na 
natureza com coloração amarela, laranja ou vermelha. São encontrados em vegetais e classificam-se 
em carotenos ou xantofilas. Os alimentos de origem vegetal contêm β-caroteno, que pode ser quebrado 
no intestino em duas moléculas de retinal (aldeído). Entre os carotenoides, o β-caroteno apresenta 
maior atividade pró-vitamínica A. Na maioria dos animais, a absorção da vitamina A varia de 70% a 
90%, mas a eficiência na absorção de carotenoides adicionados à dieta é de 40% a 60%, dependendo 
do carotenoide.
99
BIOQUÍMICA METABÓLICA
α-caroteno
FucoxantinaHO
O O
OCOCH3
HO
Violaxantina
HO O
CH3 CH3
CH3 CH3
H3CCH3
OH
OH
O
ZeaxantinaHO
OH
Licopeno
ξ-caroteno
γ-caroteno
Luteína
HO
OH
Criptoxantina
HO
β-caroteno
Figura 70 – Estrutura química de alguns carotenoides
Na dieta estão presentes os ésteres de retinol que são hidrolisados na mucosa intestinal e originam 
retinol e ácidos graxoslivres. O retinol é novamente esterificado e transformado em ácidos graxos 
de cadeia longa na mucosa do intestino e secretado como componente dos quilomícrons que são 
transportados para o sistema linfático.
100
Unidade III
β-caroteno
Emulsão
Micelas
Lúmen intestinal
Linfa
Sangue
Lipases pancreáticas e 
sais biliares
Figura 71 – Digestão e absorção da vitamina A
Os ésteres de retinol presentes nos quilomícrons remanescentes são captados pelo fígado e nele 
armazenados como ésteres de retinil. Quando as células precisam de retinol, esse é liberado do fígado 
e transportado para os tecidos extra-hepáticos pela proteína ligadora de retinol (PLR). O complexo 
PLR-retinol liga-se a receptores específicos na superfície das células dos tecidos periféricos, permitindo 
a entrada do retinol. A partir daí, ocorre a transcrição de genes que originarão proteínas importantes 
para o nosso organismo.
A vitamina A desempenha papel imprescindível no ciclo visual, na diferenciação e manutenção 
celular epitelial, na promoção do crescimento, na atividade do sistema imunológico e na reprodução. 
Entretanto, merece especial atenção a participação na manutenção da integridade epitelial do globo 
ocular, pois a consequência das lesões oculares decorrentes de sua carência é a cegueira noturna, em 
virtude da dificuldade de visão em ambientes com pouca luminosidade.
101
BIOQUÍMICA METABÓLICA
No processo da visão, a vitamina A é um importante componente dos pigmentos visuais das células 
cones e bastonetes. Os bastonetes da retina contêm um pigmento denominado rodopsina, que consiste 
em 11-cis-retinal ligado especificamente à proteína opsina. Quando a rodopsina é exposta à luz, ocorre 
uma série de reações denominadas isomerizações fotoquímicas, as quais resultam no desbotamento do 
pigmento visual e a liberação do trans-retinal e opsina. Esse processo origina um impulso nervoso, que 
é transmitido pelo nervo óptico para o encéfalo. A regeneração da rodopsina necessita da isomerização 
do trans-retinal, formando novamente o 11-cis-retinal. O trans-retinal, após ser liberado da rodopsina, 
é isomerizado e transformado em 11-cis-retinal, que se combina espontaneamente com a opsina, para 
formar a rodopsina, completando o ciclo.
A deficiência prolongada de vitamina A leva à perda irreversível do número de células visuais. 
A deficiência grave leva à xeroftalmia, o ressecamento patológico da conjuntiva e da córnea. Se não for 
tratada, a xeroftalmia resulta em ulceração da córnea e, por fim, cegueira devido à formação de tecido 
de cicatrização opaco. A vitamina A, administrada como retinol ou ésteres de retinila, é utilizada para o 
tratamento de pacientes que têm deficiência dessa vitamina.
Fígado, rim, manteiga e ovos são boas fontes de vitamina A. Os vegetais amarelos e 
verde-escuros e as frutas são boas fontes dietéticas de carotenos. Alimentos de origem vegetal 
contêm precursores de vitamina A, que são os retinoides, particularmente o β-caroteno, com 
atividade pró-vitamina A de 100%.
Tabela 1 – Conteúdo de vitamina A em frutos brasileiros
Alimento Vitamina A (ER/100g)
Abacate 61,2
Caqui 250,0
Damasco seco 724,0
Manga 289,0
Polpa de acerola 720,0
Pupunha 1500,0
Suco de laranja com cenoura 1081,6
Pajurá 255,0
Piquiá 305,0
Tucumã 1450,0
Umari 1470,0
Adaptado de: Marinho e Castro (2002).
Contudo, a ingestão excessiva desses alimentos pode gerar a hipervitaminose, provocando danos 
ao organismo. Entre os sintomas estão pele seca e pruriginosa, fígado aumentado (pode evoluir para 
cirrose) e no caso de gestantes pode provocar malformações congênitas no feto em desenvolvimento.
102
Unidade III
8.1.2 Vitamina D
A vitamina D possui diversas formas químicas, entretanto, as principais são a vitamina D2 
(ergocalciferol) e a vitamina D3 (colecalciferol). A vitamina D2 é obtida por meio de fontes vegetais da 
alimentação de suplementos orais. A vitamina D3 é obtida por meio da irradiação ultravioleta B (RUVB) 
presente na luz solar do prercursor do colesterol 7-dihidrocolesterol e pela ingestão de alimentos, tais 
como leite e derivados, cereais, soja, suplementos orais e óleos de peixe.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
19
A B
H H
H
C
D
10
11
12
13
14
15
20
21 22
23
24
25
26
27
17
16
18
(a) 5-α-colestano
A B H
H
HO
C D
(b) 7-deidrocolesterol
H
HO
(c) Colecalciferol-D3
H
HO
(d) Ergosterol-D2
H
H OH
HO
(e) 25(OH)-Vitamina D3
H
H OH
HO OH
(f) 1α, 25(OH)2-Vitamina D3
Figura 72 – Fórmulas esterioquímicas da vitamina D: (a) 5α-colestano, com a respectiva numeração dos carbonos 
e a denominação dos anéis do ciclo pentanoperidrofenantreno; (b) 7-deidrocolesterol; (c) colecalciferol (vitamina D3); 
(d) ergosterol (vitamina D2 ); (e) 25-hidroxivitamina D [25(OH)D ou calcidiol; (f) 1α,25-diidroxivitamina D [1α,25(OH)2D 
ou calcitriol. O 5-α-colestano é um dos esteroides utilizados como referência para numeração dos carbonos, segundo 
orientações da Iupac. As estruturas apresentadas para a 25(OH)D e 1α,25(OH)2D são aquelas derivadas do colecalciferol
103
BIOQUÍMICA METABÓLICA
A vitamina D2 e a vitamina D3 não são biologicamente ativas, mas são convertidas in vivo na forma 
ativa da vitamina D, por uma série de reações de hidroxilação. A primeira reação ocorre no fígado e é 
formada a 25-hidroxicolecalciferol (25-OH-D3), que é a forma predominante da vitamina D no plasma 
e sua principal forma de armazenamento. Essa forma é posteriormente hidroxilada nos rins, resultando 
na formação de 1,25-diOH-D3 (vitamina D3 ou calcitriol).
Sol
Pele
Fígado
Rim
25(OH)D
1,25(OH)2D
Alimentação
Vitamina D2
Vitamina D3
UVB
ProD3 ProD3 Vitamina D3
Figura 73 – Hidroxilação da vitamina D
Apesar de não ser produzida por uma glândula endócrina, estudos recentes demonstraram que a 
vitamina D participa de inúmeras funções regulatórias vitais, isto é, regula a expressão de mais de mil 
genes e, por isso, é considerada um hormônio.
Os valores séricos da vitamina D considerados satisfatórios vão de 20 a 100 ng/mL. Valores abaixo de 
20 ng/mL resultam em hipovitaminose. Para se atingir valores adequados, é necessária a exposição solar 
com duração média de 15 minutos por dia no momento da emissão de RuvB. Entretanto, vários fatores 
influenciam os níveis séricos de vitamina D, tais como o uso de protetor solar ou não, pigmentação da 
pele, estado nutricional do indivíduo, entre outros.
A forma biologicamente ativa da vitamina D está associada: à regulação do crescimento das células; 
à prevenção do diabetes; à prevenção da progressão do câncer a partir da redução da angiogênese; ao 
aumento da diferenciação celular e apoptose das células cancerígenas e redução da proliferação de 
células e metástases.
104
Unidade III
Apesar de a forma ativa da vitamina D ser a 1,25OH2D3, ela não é utilizada para avaliar sua 
concentração sérica, pois sua meia-vida é de apenas 4 horas e sua concentração é mil vezes menor do 
que a de 25(OH)D. Além disso, em caso de hipovitaminose D, ocorre um aumento compensatório na 
secreção do paratormônio (PTH), o que estimula o rim a produzir mais a 1,25OH2D3. Desse modo, quando 
ocorre deficiência de vitamina D e queda dos níveis de 25(OH)D, as concentrações de 1,25OH2D3 se 
mantêm dentro dos níveis normais e, em alguns casos, até mesmo mais elevadas. Isso justifica a dosagem 
da forma 25(OH)D, que representa sua forma circulante em maior quantidade, com meia-vida de cerca de 
duas semanas.
Tabela 2 – Fontes de vitamina D
Alimento (100 g) Quantidade de vitamina D (VD)
Salmão selvagem 600 a 1000 UI de VD3
Salmão de cativeiro 100 a 250 UI de VD2 ou VD3
Sardinha em lata 300 UI de VD3
Cavala em lata 250 UI de VD3
Atum em lata 230 UI de VD3
Cogumelo tipo shitake fresco 100 UI de VD2
Cogumelo tipo shitake ao sol 1600 UI de VD2
Gema de ovo 20 UI de VD3
Adaptado de: Holick (2007).
A vitamina D é necessária para a mineralização óssea, receptores de vitamina D presentes nos 
osteoblastos controlam a síntese de proteínas como o colágeno, osteopontina,osteocalcina e 
osteonectina, que constituem a fração proteica do osso sobre a qual será depositada a matriz mineral.
A vitamina D também participa da absorção e utilização do cálcio e fósforo pelo organismo. A deficiência 
de vitamina D é uma das principais causas de raquitismo e osteomalácia.
O raquitismo é um distúrbio da mineralização da matriz óssea ainda em crescimento. Já a osteomalácia 
também é um defeito de mineralização óssea, entretanto, ocorre após o término do crescimento e, 
portanto, só atinge a porção corticoendosteal do osso. A hipovitaminose D também está associada a 
casos de osteoporose, que é a mais comum das doenças osteometabólicas, caracterizada pela diminuição 
de massa óssea, tornando o osso menos resistente e mais sujeito a fraturas.
É importante ressaltar que os receptores de vitamina D estão presentes em muitas células do organismo 
e, assim, verifica-se a importância dessa vitamina para o bom funcionamento do sistema imunológico. 
A quantidade ideal de vitamina D necessária para o bom funcionamento do sistema imunológico não está 
completamente elucidada e é alvo de muitas controvérsias clínicas.
105
BIOQUÍMICA METABÓLICA
 Saiba mais
Para saber mais sobre a importância da vitamina D nas doenças autoimunes, 
leia o artigo a seguir:
MARQUES, C. D. L. et al. A importância dos níveis de vitamina D nas 
doenças autoimunes. Revista Brasileira de Reumatologia, v. 50, n. 1, 2010. 
Disponível em: https://www.scielo.br/pdf/rbr/v50n1/v50n1a07.pdf. Acesso em: 
12 jun. 2020.
Os casos de hipervitaminose D geralmente ocorrem em situações de excesso de suplementação. 
Os suplementos de vitamina D podem ser facilmente adquiridos sem prescrição médica, em apresentações 
e dosagens variadas. Como a vitamina D é lipossolúvel e pode ser armazenada no organismo, não são raros 
casos de intoxicação. Não se sabe qual é o limite de ingestão diária de vitamina D necessário para causar 
toxicidade, entretanto, até 10.000 UI por dia foi considerado seguro em uma população saudável. Doses 
acima de 100.000 UI por semana ou meses podem causar perda de apetite, náuseas, sede e estupor.
8.1.3 Vitamina E
Vitamina E é o termo genérico para dois grupos de compostos que apresentam atividade vitamínica 
semelhante: tocóis e tocotrienóis. Os tocóis apresentam uma cadeia lateral saturada contendo 16 átomos de 
carbono. Esse grupo inclui quatro dos oito compostos, sendo eles o α-tocoferol, β-tocoferol, γ-tocoferol e o 
δ-tocoferol. A diferença entre estas moléculas reside na quantidade de grupos metil que substituem o anel 
aromático do tocol. Já os tocotrieóis incluem: α-tocotrienol, β-tocotrienol, γ-tocotrienol e δ-tocotrienol. 
A diferença entre essas moléculas e as suas homólogas anteriores é que estas possuem uma cadeia lateral 
insaturada contendo 16 átomos de carbono. Todas essas moléculas homólogas possuem atividade biológica.
HO HO
O O
R RR R
α
β
γ
δ
6 5
7
8
1
4
3
2 2
4’ 3’8’ 7’ 11’
R2 R2
R1 R1
Tocoferóis Tocotrienóis
R1 R2
CH3 CH3
CH3 H
 H CH3
 H H
Figura 74 – Estrutura química dos tocoferóis e tocotrienóis
Os tocoferóis estão na forma de óleo viscoso amarelo-pálido quando estão à temperatura ambiente. 
São muito solúveis em óleos e solventes orgânicos, são pouco sensíveis ao calor e à luz. Os tocoferóis são 
constituintes naturais de todas as membranas biológicas e contribuem para a estabilidade da membrana 
devido a sua atividade antioxidante. Os tocoferóis e os tocotrienóis de ocorrência natural também 
contribuem para a estabilidade de óleos vegetais. Dessa forma, os tocoferóis são os únicos entre as 
vitaminas que agem primariamente como antioxidantes, isto é, diferentemente das demais vitaminas 
eles não atuam como cofatores. Primariamente, essa vitamina protege os ácidos graxos insaturados da 
camada fosfolipídica da membrana celular e também protege a partícula LDL da oxidação. A LDL oxidada 
106
Unidade III
é um importante mediador de aterosclerose. A vitamina E também está associada com a melhora da 
resposta imune e estudos apontam que a associação dessa vitamina ao selênio mostrou-se benéfica.
8.1.4 Vitamina K
A descoberta da vitamina K tem um aspecto curioso, em 1929 o bioquímico dinamarquês Henrik 
Dam observou presença de hemorragia em galinhas, como sinal característico de uma dieta livre de 
gorduras. Posteriormente, em 1935, Dam reportou que o sintoma era aliviado pela ingestão de uma 
substância solúvel em gordura, a qual denominou vitamina K ou vitamina da coagulação. A designação 
vitamina K deriva da primeira letra da palavra dinamarquesa koagulation. As formas da vitamina K são: 
filoquinona, dihidrofiloquinona, menaquinona e menadiona. O quadro a seguir resume as características 
das formas de vitamina K.
Quadro 6 – Diferentes formas de vitamina K
Vitamina K Fontes 
K1 (filoquinona) VegetaisÓleos vegetais e hortaliças
K2 (menaquinona) Sintetizada por bactériasProdutos animais e alimentos fermentados
K3 (menadiona) Composto sintético utilizado para terapia, a ser convertido em K2 no intestino
A família das menaquinonas é composta por uma série de vitaminas designadas MK-n, em que o n 
indica o número de resíduos isoprenoides na cadeia lateral. A menadiona, (2-metil-1,4 naftoquinona), 
é um composto sintético normalmente utilizado como fonte da vitamina para a alimentação animal. 
A figura a seguir indica as estruturas químicas das formas biologicamente ativas da vitamina K.
O 3
*
Filoquinona
O 6
*
Menaquinona-7
O
Menadiona
O
O
[ ] * Número de resíduos isoprenoides das cadeias
Figura 75 – Estruturas das formas biologicamente ativas da vitamina K
O principal papel da vitamina K é sua participação na coagulação sanguínea, ela é necessária para 
a síntese hepática de protrombina e dos fatores de coagulação sanguínea II, VII, IX e X. Essas proteínas 
são sintetizadas como moléculas precursoras inativas. A formação dos fatores de coagulação requer 
carboxilação de resíduos de ácido glutâmico, que é dependente de vitamina K.
107
BIOQUÍMICA METABÓLICA
Deve-se ter atenção quanto ao uso de varfarina (anticoagulante cumarínico) e o consumo de 
alimentos ricos em vitamina K. A varfarina é utilizada para tratar pacientes em risco por coagulação 
excessiva, como pacientes cirúrgicos e trombose. Atua como um antagonista da vitamina K, inibindo 
redutases envolvidas na síntese de hidroquinona a partir do epóxido, particularmente a epóxido-redutase. 
Assim, a ação da varfarina e da vitamina K são antagônicas.
OH
O
CH3
CH3
*
OH
O O
CH3
O
R
R
O
Pró-zimógeno 
inativo
Vitamina KH2
(hidroquinona)
Vitamina K
quinona-redutase
Vitamina K
epóxido-redutase
Inibição pelo 
varfarina
Vitamina K
CO2
O2
Pró-zimógeno 
carboxilado
Vitamina K epóxido
Figura 76 – Ação da varfarina na síntese dos fatores da cascata de coagulação
As principais fontes de vitamina K são os vegetais e óleos, sendo esses os responsáveis pelo aumento 
da absorção da filoquinona. Boas fontes de vitamina K são: brócolis, couve-flor, agrião, rúcula, repolho, 
alface, espinafre, entre outros vegetais verdes. Os óleos vegetais, como o azeite, também contam com o 
nutriente, assim como as oleaginosas e o abacate.
Tabela 3 – Faixa de concentração (µg de filoquinina por 100 g de alimento)
0,1 – 1,0 1 – 10 10 – 100 100 – 1000
Abacate (1,0) Maçã (6) Repolho roxo (19) Brócolis (179)
Bananas (0,1) Farelo de trigo (10) Couve-flor (31) Repolho (339)
Carne, bife (0,8) Manteiga (7) Ervilhas (34) Alface (129)
Leite de vaca (0,6) Cenoura (6) Óleo de oliva (80) Óleo de canola (123)
Arroz branco (0,1) Óleo de milho (3) Óleo de soja (173)
Batata (0,5) Aveia (10) Espinafre (380)
Iogurte (0,8) Gema de ovo (2) Agrião (315)
Adaptada de: Dores, Paiva e Campana (2001).
108
Unidade III
O quadro a seguir mostra um resumo das funções e fontes das vitaminas estudadas até aqui.
Quadro 7 – Vitaminas lipossolúveis
Vitaminas lipossolúveis Funções Fontes
Vitamina A Mecanismo da visão
Fígado, rins, ovos, laticínios, 
cenoura, espinafre e mamão
Vitamina D Manutençãoóssea
Fígado, gema de ovo, laticínios, 
gérmen de trigo
Vitamina E
Antioxidante
Previne peroxidação lipídica 
das membranas celulares
Azeites, fígado, abacate e 
vegetais de folhas verdes
Vitamina K
Previne sangramentos
Síntese de fatores da cascata 
da coagulação
Vegetais verdes folhosos
8.1.5 Complexo B
O complexo B envolve um conjunto de vitaminas como: vitamina B1 (tiamina), B2 (riboflavina), 
B3 (niacina), B5 (ácido pantotênico), B6 (piridoxina), B7 (biotina), B9 (ácido fólico) e B12 (cianocobalamina).
De um modo geral, as vitaminas do complexo B participam como cofatores de inúmeras reações 
bioquímicas do metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas.
8.1.5.1 Vitamina B1 (tiamina)
A forma ativa da tiamina é o pirofosfato de tiamina (TPP), formada pela transferência do grupo 
pirofosfato do ATP para a tiamina. Ele atua como coenzima na formação ou degradação de α-cetóis 
pela transcetolase e na descarboxilação oxidativa dos α-cetoácidos. Também atua como coenzima na 
descarboxilação-oxidação do piruvato, com sua conversão em acetil-CoA, e do α-cetoglutarato no 
ciclo de Krebs, formando succinil-CoA; e nas reações das transcetolases, na via das pentoses-fosfato. 
Desempenha papel importante na maioria das células, mas especialmente no tecido nervoso, na 
descarboxilação oxidativa do piruvato e do α-cetoglutarato. A TTP é importante na transmissão do 
impulso nervoso, a coenzima se localiza nas membranas periféricas dos neurônios e é necessária para a 
biossíntese de acetillcolina e nas reações de translocação de íons na estimulação nervosa.
A deficiência de tiamina resulta em perda do apetite, constipação, enjoo, depressão, neuropatia 
periférica, irritabilidade e fadiga. Em casos de deficiência moderada, verifica-se confusão mental, 
ataxia (andar cambaleante e disfunção motora) e oftalmoplegia (perda da coordenação ocular). E na 
deficiência severa ocorre o beribéri em humanos caracterizada pelo edema no sistema neuromuscular, 
dor, atrofia e debilidade muscular, podendo levar a óbito.
A tiamina está presente no fígado e em outras vísceras, no gérmen de trigo, em carnes magras, 
em feijões, em peixes, na gema de ovo e no amendoim. A absorção da vitamina B1 é diminuída com 
consumo de álcool.
109
BIOQUÍMICA METABÓLICA
8.1.5.2 Vitamina B2 (riboflavina)
As duas formas biologicamente ativas são flavina mononucleotídeo (FMN) e flavina adenina 
dinucleotídeo (FAD), formadas pela transferência de um AMP do ATP para o FMN. O FMN e o FAD podem 
aceitar reversivelmente dois átomos de hidrogênio, formando FMNH2 ou FADH2.
A deficiência de riboflavina provoca dermatite, glossite (língua lisa e púrpura) e queilose (fissuras 
nos cantos da boca). O FMN e o FAD provenientes dos alimentos são hidrolisados no intestino e liberam 
a riboflavina. Esta, por sua vez, é absorvida e transportada pela corrente sanguínea para os tecidos alvos 
em associação com a albumina. A riboflavina está presente em laticínios, fígado, rins, cereais, carnes 
magras, peixes, ovos, brócolis e folhas verdes.
8.1.5.3 Vitamina B3 (niacina)
Também conhecida como ácido nicotínico. As formas biologicamente ativas da coenzima são 
nicotinamida-adenina-dinucleotídeo (NAD+) e nicotinamida-adenina-dinucleotídeo-fosfato (NADP+). 
A nicotinamida é derivada do ácido nicotínico, que contém uma amida substituindo um grupo carboxila, e 
também ocorre na alimentação. A nicotinamida é desaminada no organismo e equivale nutricionalmente 
ao ácido nicotínico. O NAD+ e o NADP+ são coenzimas que podem se transformar nas formas reduzidas 
NADH e NADPH, respectivamente, e originam muitos ATP quando reoxidadas na cadeia respiratória.
A niacina está presente nos cereais, na levedura, no amendoim, no leite e em carnes, principalmente 
no fígado. A carência de niacina está associada à pelagra, cujos sintomas são dermatite, diarreia e 
demência. O não tratamento da pelagra pode levar ao óbito.
8.1.5.4 Vitamina B5 (ácido pantotênico)
É um componente da coenzima A, a qual participa da transferência de grupos acila. A coenzima A 
contém um grupo tiol que transporta compostos acila como ésteres do tiol ativados. Essas estruturas 
apresentam-se na forma de succinil-CoA, acil-CoA e a acetil-CoA, do grupo de carboidratos, e na de 
lipídios, pois o ácido pantotênico é também um componente da sintetase dos ácidos graxos.
A vitamina B5 é encontrada principalmente no fígado, no coração, no abacate, em cogumelos, no 
brócolis, na gema de ovo, em leveduras, em cereais integrais e em legumes. A deficiência dessa vitamina 
é rara e geralmente é associada à desnutrição grave.
8.1.5.5 Vitamina B6
É uma denominação que engloba a piridoxina, o piridoxal e a piridoxamina, todos derivados da 
piridina. A diferença entre essas estruturas reside na natureza do grupo funcional ligado ao anel. A piridoxina 
ocorre principalmente nas plantas, enquanto o piridoxal e a piridoxamina são de origem animal. As três 
formas de vitamina B6 podem ser precursoras da coenzima biologicamente ativa, o piridoxal-fosfato. 
A vitamina B6 atua como coenzima nas reações de transaminação e descarboxilação de aminoácidos, e 
também participa do metabolismo da glicose e dos lipídios.
110
Unidade III
A piridoxina 5-fosfato (PLP) participa da síntese de neurotransmissores (GABA, serotonina, epinefrina, 
noraepinefrina e GABA). Além disso, a PLP também é necessária para a reação de conversão do triptofano 
em niacina (vitamina B3), que por sua vez é utilizada como coenzima pela enzima glicogênio fosforilase, 
importante para via de glicogenólise e gliconeogênese.
A vitamina B6 ocorre nas carnes, na batata, no grão-de-bico, em cerais e na banana. Os casos 
graves de hipovitaminose B6 são as neuropatias e a anemia sideroblástica (deficiência na síntese 
de hemoglobina).
8.1.5.6 Vitamina B7 (biotina)
É o grupo prostético de várias enzimas que participam em reações de carboxilação (atua como 
carregador do CO2 ativado). As mais importantes dessas enzimas são: piruvato carboxilase, que catalisa 
a conversão do piruvato em oxaloacetato e participa da gliconeogênese; e acetil-CoA carboxilase, que 
catalisa a conversão do acetil-CoA em malonil-CoA e participa da biossíntese de ácidos graxos.
A deficiência de biotina é rara, pois está amplamente distribuída nos alimentos. Alimentos ricos 
em biotina incluem: amendoim, avelã, amêndoa, farelo de aveia, ovos e leite. As bactérias intestinais 
também produzem a biotina.
8.1.5.7 Vitamina B9 (ácido fólico)
A deficiência de ácido fólico pode ser causada pelo aumento na demanda (por exemplo, 
durante a gestação e a lactação), absorção deficiente (causada por patologia do intestino delgado), 
alcoolismo ou tratamento com drogas, que são inibidoras da diidrofolato-redutase, como, por 
exemplo, o metotrexato.
A principal consequência da deficiência de ácido fólico é a anemia megaloblástica, causada pela 
diminuição na síntese de bases nitrogenadas, o que leva a uma incapacidade da célula em produzir 
DNA, o que consequentemente impede as células de se dividirem. A deficiência de ácido fólico também 
pode causar defeitos do tubo neural ao nascimento, como espinha bífida e anencefalia. Portanto, é 
extremamente importante que as gestantes façam suplementação de ácido fólico na dieta. A Organização 
Mundial de Saúde (OMS) e o Ministério da Saúde do Brasil recomendam a dose de 400µg (0,4 mg), 
diariamente, por pelo menos 30 dias antes da concepção até o primeiro trimestre de gestação, para 
prevenir os defeitos do tubo neural, e durante toda a gestação, para prevenção da anemia. Em casos de 
antecedentes de malformações congênitas, a gestante deve tomar a dose de 5 mg/dia a fim de reduzir 
o risco de recorrência de malformação.
8.1.5.8 Vitamina B12 (cianocobalamina)
É sintetizada somente por micro-organismos. O termo vitamina B12 compreende uma família de 
substâncias que apresentam um anel tetrapirrólico que circunda um átomo central de cobalto, um 
grupo nucleotídico que consiste na base 5,6-dimetilbenzimidazol e numa ribose fosforiladaesterificada 
com 1-amino, 2-propanol.
111
BIOQUÍMICA METABÓLICA
CH3
CH3
Co
R
H3C
H3C
H3C
H3C
H2N
H2N
H2N
OH
HO
CH3
CH3
CH3
NH2
NH2
NH2
CH3
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
CH3
N
NP
O
N N
NN
Figura 77 – Estrutura da vitamina B12
Os animais podem obter a vitamina B12 a partir da microbiota ou pela ingestão de alimentos de origem 
animal. Essa vitamina não está presente nos vegetais. Os alimentos ricos em vitamina B12 são o fígado, leite e ovos.
Tabela 4 – Fontes de vitamina B12
Alimentos Peso (g) Vitamina B12 (µg)
Bife de fígado cozido 100 112
Mariscos no vapor 100 99
Ostras cozidas 100 27
Fígado de frango cozido 100 19
Coração cozido 100 14
Caranguejo cozido 100 9
Leite desnatado 245 0,93
Ovo cozido 50 0,49
Adaptada de: Hands (2000).
A vitamina B12 é liberada pelas proteínas de origem animal e atravessa o estômago ligada ao fator 
intrínseco gástrico (FI), produzido pelas células parietais gástricas. Essa ligação também protege a vitamina 
B12 da ação das enzimas proteolíticas da luz intestinal. Posteriormente, a vitamina B12 se adere a receptores 
específicos das células epiteliais do íleo terminal, onde é absorvida e ligada a um transportador plasmático 
e lançada na circulação. Assim, é absorvida no íleo terminal e então ligada à transcobalamina (Tc II), 
adentra a circulação portal e é distribuída para as células que expressam receptores específicos, os quais 
112
Unidade III
internalizam a vitamina na forma de complexo Tc-vitamina B12. A presença de anticorpos bloqueadores 
de FI ou de anticorpos anticélulas parietais pode levar à anemia perniciosa.
Dieta
Para o íleo
Célula da mucosa 
no íleo
Estômago
Proteína 
ligadora 
de B12
B12
B12
Fl
B12
Fl
B12 Fl
B12
B1
2
Figura 78 – Transporte da vitamina B12 ao longo do sistema digestório
A vitamina B12 participa da síntese da metionina e da isomerização da metilmalonil-CoA, que é 
produzida na degradação de alguns aminoácidos e de ácidos graxos com número ímpar de carbono. 
Na carência da vitamina B12, ácidos graxos anormais acumulam-se e são incorporados nas membranas 
celulares, incluindo as do sistema nervoso. Isso pode contribuir para algumas manifestações neurológicas 
da deficiência da vitamina B12.
A principal consequência da hipovitaminose B12 é a anemia megaloblástica, que ocorre porque 
durante a eritropoiese (processo de produção de hemácias) as células se dividem rapidamente e 
necessitam de vitamina B12 para a síntese de nucleotídeos. Durante a formação das hemácias, as 
formas N5,N10-metileno e N10-formil do tetraidrofolato são necessárias para a síntese de nucleotídeos, 
utilizados na replicação do DNA.
113
BIOQUÍMICA METABÓLICA
Ácido fólico
Anel de purina
Anel de purinaHCOOH
N5, N10-formil H4folato
N5, N10-metileno H4folato
N5-metil H4folato
dTMP
Ser
Gly
N10-formil H4folato
Metionina Homocisteína
H2folato
H4folato H4folato
His
Figura 79 – Interconversões metabólicas do ácido fólico e vitamina B12. A importante reação que 
depende de vitamina B12 e converte N5-metil tetra-hidrofloato (H4folato) de volta em H4folato é 
indicada por uma seta tracejada cinza. Legenda: Desoxitimidina 5´ monofosfato (dTMP); Serina (Ser); Glicina (Gly)
Especial atenção deve ser dada aos indivíduos que tenham sofrido gastrectomia total ou parcial, os 
quais tornam-se deficientes ao fator intrínseco e não conseguem mais absorver a B12. A deficiência 
ocorre devido à retirada da mucosa gástrica que produz o fator intrínseco. Esse fator liga-se à B12 para 
que ocorra sua absorção no intestino. Essa falta de absorção pode gerar uma anemia carencial, podendo 
ser por deficiência de vitamina B12 (anemia megaloblástica). Por isso, é importante a suplementação 
dessa vitamina após a cirurgia bariátrica.
 Observação
O vegetarianismo tem criado bastante adeptos no Brasil e é importante 
saber que há diferentes modalidades dentro dessa dieta. O veganismo é um 
estilo de vida, são pessoas que não consomem qualquer tipo de produto 
proveniente de origem animal ou que envolva animais em sua produção. 
O vegetarianismo é seguido por pessoas que excluem de sua dieta tudo de 
origem animal, como carne, leite ou ovos. Já os ovolactovegetarianos não 
comem nenhum tipo de carne, mas incluem ovos e leite em sua alimentação.
Os ovos, leite e queijos são de origem animal e contêm B12. Assim, quem 
consome esses alimentos regularmente talvez não precise de suplementação. 
No entanto, os vegetarianos estritos (que não utilizam alimentos fortificados) 
e vegetarianos que consomem ovos e laticínios com pouca frequência talvez 
não obtenham a quantidade diária recomendada dessa vitamina.
114
Unidade III
8.1.6 Vitamina C (ácido ascórbico)
Os seres humanos e outros primatas, bem como a cobaia, são os únicos mamíferos que não podem 
sintetizar vitamina C. Esse fato se deve à deficiência genética da enzima gulonolactona oxidase, o que 
impede a síntese do ácido L-ascórbico a partir da glicose.
A forma ativa da vitamina C é o ácido ascórbico. A principal função do ascorbato é a de agente 
redutor em diversas reações diferentes. A figura a seguir mostra o potencial redutor da vitamina C.
HO HO HO
O O O
HO HO HO
O O O
OH O O–O O O
AscH–
Ascorbato
AscH .–
Radical ascorbila
DHA
Ácido desidroascórbico
– e–, – H+ – e–
+ e–, + H+ + e–
.–
Figura 80 – A oxidação do ácido ascórbico por um elétron (e-) forma o radical ascorbila que, 
ao ser oxidado novamente, gera ácido desidroascórbico. Os elétrons são recebidos por compostos oxidantes
A vitamina C tem um papel essencial nas reações de hidroxilação da prolina para formar hidroxiprolina, 
necessária para a síntese de colágeno. A deficiência de ácido ascórbico resulta no escorbuto, doença 
caracterizada por sangramento gengival, dentes frouxos, fragilidade dos vasos sanguíneos, edemas nas 
articulações e anemia. Esses sintomas foram verificados na época das grandes navegações, quando a 
tripulação permanecia meses no mar. O médico escocês James Lind foi o primeiro a correlacionar a alta 
morbidade e mortalidade dos marinheiros ingleses com a deficiência da vitamina C.
Outro papel importante da vitamina C é facilitar a absorção do ferro da dieta no intestino. Por isso é 
preciso consumir feijão acompanhado de suco de laranja, por exemplo, pois isso favorece a absorção do 
ferro dessa leguminosa.
Tabela 5 – Teor de vitamina C nos alimentos
Alimentos Vitamina C mg/100 g
Acerola 1700
Caju 252
Couve 105
Goiaba 273
Quiuí 71
Laranja 48,3
Mamão papaia 61,4
Tangerina poncã 48,8
Adaptada de: Cozzolino (2016).
115
BIOQUÍMICA METABÓLICA
O quadro a seguir resume as funções e fontes das vitaminas hidrossolúveis.
Quadro 8 – Vitaminas hidrossolúveis
Vitaminas
hidrossolúveis Funções Fontes
B1 (tiamina)
Biossíntese da acetilcolina
Participa no funcionamento do sistema 
nervoso
Carnes, gema de ovo, leveduras, 
cereais integrais e frutas secas
B2 (riboflavina)
Respiração celular, integridade da pele, 
mucosas e sistema ocular
Formas ativas: flavina mononucleotídeo (FMN) 
e flavina adenina dinucleotídeo (FAD)
Carnes e laticínios, cereais, 
leveduras e vegetais verdes
B3 (niacina)
Agente redutor
Formas ativas: 
nicotinamida-adenina-dinucleotídeo (NAD+) e 
nicotinamida-adenina-dinucleotídeo-fosfato 
(NADP+)
Carnes, fígado e rins, laticínios, ovos, 
cereais integrais, levedura e legumes
B5 (ácido pantotênico) Componente da coenzima A utilizado na síntese de ácidos graxos
Fígado, coração, abacate, cogumelos, 
brócolis, gema de ovo, leveduras, 
cereais integrais e legumes 
B6 (piridoxina, piridoxal 
e piridoxamina)
Reações de transaminação e descarboxilação 
de aminoácidos
Síntese de neurotransmissores (GABA, 
serotonina, epinefrina, noraepinefrina 
e GABA)
Conversão do triptofano em niacina 
(vitamina B3)
Carnes, batata, grão-de-bico, cerais 
e banana
B7 (biotina) Participa de reações de carboxilação (atua como carregador do CO2 ativado)
Amendoim, avelã, amêndoa, farelo 
de aveia, ovo e leite
B9 (ácido fólico) 
Divisão celular
Formaçãodas hemácias
Fechamento do tubo neural
Carnes, fígado, verduras 
verde-escuras e cereais integrais 
B12 (cianocobalamina) 
Elaboração de células
Síntese de hemoglobina
Atua no sistema nervoso
Carnes e laticínios, sendo 
sintetizada pelo organismo
C (ácido ascórbico)
Formação do colágeno
Antioxidante
Favorece a absorção do ferro
Vegetais verdes e frutas cítricas
Exemplo de aplicação
Estudos mostram que algumas vitaminas podem ser utilizadas no tratamento da dor neuropática. 
Reflita sobre qual das vitaminas estudadas podem ser utilizadas em monoterapia ou combinadas a 
outros fármacos, como os anti-inflamatórios.
116
Unidade III
8.2 Sais minerais
Os sais minerais são micronutrientes essenciais para as reações metabólicas e atuam como cofatores. 
Também participam da regulação dos impulsos nervosos, da atividade muscular e do equilíbrio ácido-base. 
Fazem parte desse grupo o cálcio, sódio, iodo, cálcio, fósforo, entre outros.
Os minerais estão presentes nos alimentos de origem animal e vegetal e podem ser classificados de 
acordo com sua necessidade diária, como macrominerais e microminerais. Os macrominerais são aqueles 
cuja necessidade diária é maior que 100 mg. Suas principais funções estão associadas à estrutura e 
formação óssea, regulação dos fluidos corporais e secreções digestivas. Fazem parte desse grupo: cálcio, 
fósforo, magnésio, cloreto, sódio e potássio.
Já os microminerais, ou elementos-traço, são aqueles cuja necessidade diária é menor que 100 mg 
por dia, como é o caso do ferro, zinco, selênio, cobre, iodo e manganês. Suas funções estão relacionadas 
às reações bioquímicas, ao sistema imunológico e à ação antioxidante.
8.2.1 Cálcio
A maior parte do cálcio no corpo humano (99%) está sob a forma de fosfato de cálcio na matriz 
óssea dos ossos e dentes. O restante dele (1%) localiza-se no meio intra e extracelular. O cálcio participa 
da formação óssea, coagulação, transmissão nervosa e também contração muscular. A absorção desse 
mineral ocorre na borda em escova do enterócito, onde se liga à calbindina, de modo a manter o cálcio 
em solução, já que é pouco solúvel em meio aquoso.
Esse processo é regulado pela vitamina D, que interage na membrana plasmática da borda 
em escova, abrindo canais de cálcio. A vitamina D também atua facilitando a absorção de cálcio 
nos rins, aumentando a calcificação e mineralização óssea. Quando o equilíbrio homeostático 
do cálcio é rompido, podem ocorrer quadros de hipercalcemia ou hipocalcemia. Esse equilíbrio 
é realizado pelo paratormônio (PTH) e pela vitamina 1,25(OH)2D. Quando os níveis de cálcio no 
plasma diminuem ocorre aumento da produção de PTH, que age em várias células, entre elas 
os osteoclastos, o que favorece a atividade dessas células que aumentam a reabsorção óssea e, 
consequentemente, ocorre elevação da calcemia. Além disso, o PTH favorece a expressão gênica 
de vitamina D que, na sua forma ativa, intensifica a absorção intestinal do cálcio, por aumentar 
a concentração das bombas de cálcio nas células intestinais. Assim, PTH e vitamina D estão 
relacionados na manutenção da calcemia.
117
BIOQUÍMICA METABÓLICA
UVB Alimentos
Vitamina D3 Vitamina D2
7-deidrocolesterol
Fígado
25-Hidroxilase
1,25-Hidroxilase
+
+
–
+ +
Paratireoides
Osso Intestino
Absorção/Excreção
túbulos renais de 
cálcio e fósforo
Homeostase do 
cálcio e fósforo
– 1,25(OH)D2PTH
25(OH)D
Rim
Pele
Figura 81 – Fontes e metabolismo da vitamina D. UVB: ultravioleta B; vitamina D3: colecalciferol; vitamina D2: 
ergocalciferol; 25(OH)D: 25 hidroxivitamina D; 1,25(OH)2 D: 1,25 dihidroxivitamina D (calcitriol); PTH: hormônio paratireoidiano
O cálcio está presente nos alimentos de origem animal e vegetal, no entanto, o cálcio de fontes 
vegetais sofre a ação de substâncias como o oxalato e o fitato, que reduzem sua absorção, sendo o 
cálcio de fontes animais mais prontamente disponível. A hipocalcemia está associada à osteoporose, 
fraturas e fraqueza muscular. Já o excesso de cálcio plasmático está associado à presença de cálculo 
renal e insuficiência renal. Suas principais fontes são: leites e derivados, cereais integrais, castanhas, soja 
e derivados e vegetais verde-escuros.
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Unidade III
8.2.2 Fósforo
Assim como o cálcio, o fósforo participa da estrutura de ossos e dentes. É essencial na composição 
das moléculas de DNA, RNA e ATP. A carência dele é rara, uma vez que está presente na maioria dos 
alimentos, mas em casos isolados pode causar fraturas e atrofia muscular. Os alimentos ricos em fósforo 
são: leites e derivados, cereais integrais, leguminosas e carnes.
8.2.3 Magnésio
É o segundo cátion em maior concentração no organismo. Participa como cofator de várias reações, 
modula a função de canais iônicos e atua em associação ao ATP na ativação ou desativação de vias de 
transdução de sinal, por exemplo, na sinalização da insulina. Cerca de 60% do magnésio no organismo 
encontra-se nos tecidos mineralizados (ossos e dentes) e o restante distribuído no músculo esquelético e 
outros tecidos. Observa-se um crescente interesse na elucidação dos processos bioquímicos regulados pelo 
magnésio. A carência de magnésio acarreta fraqueza e hipertensão; já o excesso causa diarreia. Suas principais 
fontes são: leite e derivados, castanhas, vegetais verde-escuros, frutas cítricas e chocolate amargo.
8.2.4 Sódio, cloreto e potássio
Esses três eletrólitos são componentes essenciais de fluidos corporais, como sangue e urina, e 
regulam a distribuição de água ao longo do organismo, além de desempenharem papel importante no 
equilíbrio ácido-básico. Considerando os fluídos corporais, o sódio (Na+) é o principal cátion extracelular, 
o potássio (K+) o principal cátion intracelular e o cloro (Cl-) o principal ânion extracelular. A bomba de 
Na-K ATPase das membranas celulares tem a propriedade de manter as concentrações de Na+ e K+ 
constantes. Essa bomba transporta de forma ativa o Na+ para o exterior das células e K+ para o interior.
O sódio também é essencial para as contrações musculares e para a transmissão de impulsos nervosos. 
A regulação da concentração de sódio no organismo é controlada pela aldosterona, um hormônio 
secretado pelo córtex adrenal, que estimula a reabsorção de sódio nos túbulos renais ao mesmo tempo 
em que facilita e excreção de potássio. A carência de sódio provoca câimbras, desidratação, tonturas e 
hipotensão arterial; já seu excesso leva à pressão alta, ao ataque cardíaco e ao aumento da perda de 
cálcio. Suas principais fontes são: sal de cozinha, alimentos processados e carnes defumadas.
A importância do potássio no equilíbrio ácido-básico deve-se à competição entre os íons potássio 
e prótons (H+). Na acidose para cada potássio retido, ocorre a eliminação de um hidrogênio, enquanto 
na alcalose ocorre o contrário, isto é, no caso de uma acidose, na tentativa de manter o pH do sangue, 
o potássio sai da célula com a entrada do próton, enquanto na alcalose o potássio entra na célula 
com a saída do próton. A carência de potássio reduz a atividade muscular, inclusive do miocárdio. 
Suas principais fontes são: frutas, verduras, leite e derivados.
Além de participar do equilíbrio ácido-básico o cloro é importante na produção do ácido clorídrico. 
O cloreto das secreções gástricas é proveniente do cloreto do sangue, que é reabsorvido durante os 
últimos estágios da digestão no intestino. O cloreto está presente principalmente no sal de cozinha e 
nos alimentos processados.
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BIOQUÍMICA METABÓLICA
8.2.5 Ferro
O ferro tem a propriedade de aceitar e doar elétrons, função essa que o torna essencial em várias 
reações biológicas. Ele está presente na molécula heme e em diversas proteínas e é utilizado pelo 
organismo por meio da alimentação e da reciclagem de hemácias senescentes. O ferro da dieta é 
encontrado sob duas formas: heme e não heme. A aquisição da forma heme corresponde a 1/3 do 
total e é proveniente da degradação da hemoglobina e mioglobina presentes na carne vermelha. 
Os ovos