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Bioquímica – definindo um conceito

O estudo da Bioquímica infere um conceito nato de que existe uma química da vida, ou então que há vida pela química, assim essa área estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e os processos químicos responsáveis pela vida. Os organismos vivos continuamente efetuam atividades funcionais que permitem a sua sobrevivência, crescimento e reprodução. Para realizar as suas funções, os seres vivos dependem da capacidade de obter, transformar, armazenar e utilizar energia.

Do ponto de vista químico, os seres vivos são constituídos de elementos bastante simples e comuns em todo o universo: carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio (bases dos compostos orgânicos), além de uma infinidade de outros elementos presentes em quantidades relativamente menores, mas de funções imprescindíveis ao funcionamento celular (p.ex.: ferro, enxofre, cálcio, sódio, potássio, cloro, cobalto, magnésio etc.) Outro fato comum a todos os seres vivos é a presença de macromoléculas exclusivas dos seres vivos (carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas e ácidos nucléicos) denominadas de biomoléculas. Desta forma, a química da vida está atrelada a composição básica de todo ser vivo, uma vez que todos possuem pelo menos dois tipos de biomoléculas, como no caso dos vírus.

Apesar da grande diversidade dos processos bioquímicos que envolvem a integração funcional de milhões de moléculas para manter e perpetuar a vida, a ordem biológica é conservada pelos seguintes processos: (1) síntese de biomoléculas, (2) transporte de íons e moléculas através das membranas, (3) produção de energia e movimento e (4) remoção de produtos metabólicos de excreção e substâncias tóxicas. Processos realizados pela interação desses elementos constituintes de todos os seres vivos, que são fundamentais a toda a existência da vida como conhecemos.

História da bioquímica

Os estudos acerca desses processos e compostos relacionados à vida são muito antigos, tendo raízes no início do estudo da vida, quando povos antigos como os chineses que preparavam elixires contendo compostos de modo a equilibrar “espiritualmente” o corpo; esta busca de elixires levou à descoberta de medicamentos e processos de fermentação. Experiências com fluidos corporais levaram provavelmente à descoberta de hormônios sexuais. Existem também registros que as antigas civilizações egípcias e da Arábia praticavam a extração de substâncias com propriedades farmacológicas e de perfumes a partir de plantas, já adquirindo um conhecimento sobre processos bioquímicos, ainda sem que a própria bioquímica existisse como ciência.

Figura Estudiosos da antiguidade estudando plantas

Na Grécia Antiga, Empédocles postulou no século V a.C. o mundo como composto por elementos e Demócrito introduziu o conceito de átomo, pequeníssimas partículas indivisíveis, que juntas constituiriam toda a matéria. Esta teoria atômica da constituição da matéria, comparável com a teoria moderna, foi, no entanto, esquecida até o século XVI.

É também sabido que os povos árabes possuem uma longa tradição de conhecimentos farmacológicos, mas foram os antigos Gregos quem desenvolveram a alquimia, uma das bases da Química moderna, e portanto também da Bioquímica, com a preparação de poções e tinturas a partir de minerais e plantas.

Na idade moderna, as primeiras experiências sobre o metabolismo animal conduzidas de forma controlada foram publicadas por Santorio Santorio em 1614 no seu livro Ars de statica medecina, no qual Santorio descreveu como determinou o seu próprio peso antes e depois de comer, beber, dormir, trabalhar, ter relações sexuais, jejuar e excretar. Ele descobriu que a maior parte da comida ingerida era perdida no que ele denominou de "perspiração insensível".

Franciscus Sylvius,no século XVII, ampliou o conceito de digestão, englobando a participação da saliva e sucos pancreáticos e caracterizando o processo digestivo como uma neutralização entre ácidos e bases. Sylvius considerou que também noutros processos fisiológicos ocorreria neutralização e que, deste modo, as doenças surgiriam de situações em que existisse um excesso de ácido ou de base no corpo.

Outro avanço importante na Bioquímica foi a demonstração da natureza proteica das enzimas por James B. Sumner, um assunto anteriormente controverso, ao conseguir cristalizar primeiro a enzima urease e, mais tarde, a catalase. A cristalização de proteínas permitiu a aplicação de técnicas de raios-X para a determinação de estruturas tridimensionais proteicas, algo conseguido pela primeira vez com a enzima lisozima. Mais tarde, e após os estudos de Linus Pauling sobre a natureza da ligação química e a estrutura das hélices alfa proteicas, James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins publicaram a estrutura tridimensional da dupla hélice do DNA.

Lavosier e Priestly (final do século XVIII), Pasteur, Liebig, Berzelius e Bernard (século XIX) foram pioneiros na pesquisa de qual seria a composição dos seres vivos, sendo o termo bioquímica introduzido em 1903 pelo químico alemão Carl Neuberg. Inicialmente, esta nova ciência era denominada química fisiológica ou então química biológica, tendo a Alemanha, em 1877, publicado a primeira revista oficial desta nova disciplina (Zeitschrift für Physiologisce Chemile) e, em 1906, a revista norte-americana Journal of Biological Chemistry consagrou-se como importante divulgadora das novas descobertas no campo da bioquímica, sendo editada até hoje.

Após 1920, os Estados Unidos tiveram uma participação decisiva para o crescimento

desta nova ciência com a descoberta, isolamento, síntese e descrição do mecanismo de regulação biológica de incontáveis compostos bioquímicos com a utilização de isótopos radiativos como marcadores.

Desde 1950, a bioquímica têm-se tornado, cada vez mais, uma das ciências que mais crescem no campo do conhecimento humano tendo papel decisivo na elucidação do mecanismo fisiológico e patológico de regulação de vários compostos bioquímicos de fundamental importância para a saúde do ser humano. Atualmente, os métodos de diagnóstico e tratamento da maioria das doenças, são estudados a partir de uma base bioquímica, revelando as causas, as conseqüências e maneiras de se evitar o início ou a propagação das mais diversas patologias.

A célula, constituinte fundamental da vida

É a unidade