Histidina: características, estrutura, funções, alimentos - Ciência - 2023

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o histidina (His, H) é um aminoácido usado para a síntese de proteínas. É uma molécula hidrofílica, por isso é geralmente orientada para a parte externa das estruturas das proteínas quando estão em meio líquido.

É considerado um aminoácido essencial para crianças em crescimento, uma vez que não o produzem. Em adultos, há uma pequena produção de histidina, mas é insuficiente para suprir as necessidades diárias do que é considerado um aminoácido semisessencial.

Para os animais e o homem, a histidina é um aminoácido essencial ou pelo menos um semi-essencial, porém, plantas, fungos e microrganismos produzem com eficiência a histidina de que precisam e fazem parte das fontes dietéticas de histidina, além das proteínas animais.

A histidina cumpre funções fisiológicas muito importantes no ser humano, tais como: fazer parte dos centros ativos de muitas enzimas, participando no crescimento, no sistema imunológico e na formação da mielina nas fibras nervosas, entre outras.

A biossíntese de histidina é um processo complexo que ocorre principalmente no fígado e requer 9 a 11 etapas enzimáticas. Sua degradação ocorre no fígado e na pele e passa pela formação do glutamato, seguindo então diferentes rotas.

Muitos alimentos são ricos em histidina, como proteínas animais, como carnes e laticínios, assim como proteínas vegetais. Eles fornecem uma grande parte das necessidades diárias de histidina de que nosso corpo precisa para funcionar adequadamente.

A deficiência ou excesso de histidina causado por problemas metabólicos hereditários ou de transporte, ou falha na ingestão alimentar, estão relacionados a alguns problemas importantes que afetam a saúde de crianças e adultos. O consumo suficiente de histidina permite manter uma vida saudável e saudável na maioria dos casos.

Caracteristicas

Uma característica marcante da histidina é que ela pode ser convertida em histamina, uma substância que está ativamente envolvida em muitas reações alérgicas e inflamatórias.

Em peixes expostos ao meio ambiente sem refrigeração suficiente, as bactérias podem converter histidina em histamina e, por isso, quando ingeridas, causam intoxicação alimentar.

Outra característica desse aminoácido é que ele é um dos poucos, entre os 22 existentes, que se ioniza na faixa de pH fisiológico (em torno de 7,4) e, portanto, pode participar ativamente do sítio catalítico de várias enzimas.

Na molécula de hemoglobina, a histidina proximal é um dos ligantes do grupo heme. Ou seja, esse aminoácido participa da função de transporte de oxigênio da hemoglobina e é essencial para a síntese dessa proteína, assim como da mioglobina, também conhecida como "hemoglobina muscular".

Estrutura

Histidina é um aminoácido hidrofílicopolarbásico, classificado dentro dos aminoácidos essenciais, uma vez que não pode ser sintetizado por animais. No entanto, e conforme comentado anteriormente, é sintetizado por bactérias, fungos e plantas.

Em crianças em crescimento, a histidina é absolutamente necessária; o adulto pode sintetizá-la, mas não está claro se isso atende às necessidades diárias de histidina, por isso deve ser ingerida com a dieta.

Como todos os aminoácidos, a histidina tem um carbono α ao qual um grupo amino, um grupo carboxila, um átomo de hidrogênio e uma cadeia lateral estão ligados.

A cadeia lateral desse aminoácido é formada por um anel imidazol que, em pH fisiológico, protoniza e adquire carga positiva e é denominado "imidazólio " abreviado como ImH +.

Junto com a lisina e a arginina, a histidina forma o grupo dos aminoácidos básicos. Dos três, a histidina é a menos básica e seu anel imidazol pode se desprotonar em pHs próximos a 6.

Como a histidina pode trocar prótons em pH fisiológico, ela tende a participar da catálise enzimática que envolve a transferência de prótons. Além disso, por ser um aminoácido polar, geralmente é encontrado na superfície externa das proteínas, onde pode se hidratar em meio aquoso.

Características

Como parte do sítio ativo de enzimas

A histidina é necessária para a síntese de muitas proteínas, principalmente enzimas cujos centros ativos possuem este aminoácido em sua estrutura. Faz parte do centro ativo das aldolases nos mamíferos, onde funciona como doador de prótons.

É encontrada no centro ativo da carboxipeptidase A, uma enzima pancreática que possui um sítio ativo composto de Zn e histidina. Na enzima glicolítica fosfoglicerato mutase, existem dois resíduos de histidina em seu centro ativo que atuam como aceitadores ou doadores de grupos fosforil.

Também é encontrado no sítio ativo de enzimas como gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase, lactato desidrogenase, papaína, quimiotripsina, RNase A e histidina amônia liase (histidase). Além disso, é um inibidor alostérico da enzima glutamina sintetase.

Outras funções

Esse aminoácido é de grande importância para o organismo, pois sua descarboxilação pela histidina descarboxilase produz histamina, um poderoso vasodilatador relacionado a reações inflamatórias e alérgicas, presente no intestino e nos grânulos das células do sistema fagocítico mononuclear.

A histidina é produzida por neurônios do sistema nervoso central com funções neuromodulatórias.

É necessário para a formação das bainhas de mielina das fibras nervosas, por isso desempenha um papel importante na transmissão dos impulsos elétricos nas mesmas.

Juntamente com o hormônio do crescimento e outros aminoácidos, a histidina contribui para os mecanismos de reparo dos tecidos, principalmente no sistema cardiovascular.

Alguns recursos adicionais incluem:

- Contribui para a desintoxicação de alguns metais pesados, pois atua como quelante.

- Protege contra danos causados por radiação.

- Participa na formação de glóbulos vermelhos e brancos.

- É necessário para a formação de hemoglobina.

- Ajuda a combater alguns efeitos negativos da artrite reumatóide, como inflamação e falta de mobilidade.

- É um aminoácido importante para a regeneração, crescimento e função sexual do cabelo.

Carnosina, anserina e homocarnosina são dipeptídeos formados a partir da histidina. Os dois primeiros são encontrados nos músculos e têm funções importantes como tampões e ativadores da miosina ATPase.

A homocarnosina é produzida no cérebro em quantidades 100 vezes maiores do que a carnosina no músculo esquelético.

Biossíntese

A histidina obtém seu esqueleto de carbono da ribose 5-fosfato. Nas bactérias E. coli, este aminoácido é produzido a partir do referido composto por meio de 11 etapas enzimáticas:

A primeira etapa da síntese consiste na transferência de um fosforibosil do ATP para o carbono 1 da ribose 5-fosfato, gerando 5-fosforibosil-1-pirofosfato (PRPP). A enzima fosforibosil-pirofosfato sintetase (PRPP sintetase) catalisa essa reação.
Em seguida, ocorre a transferência do grupo pirofosfato do carbono 1 para o N-1 do ATP, e o N1- (5'-fosforibosil) -ATP é produzido. A enzima que catalisa essa reação é a ATP fosforibosiltransferase.
Por ação da fosforibosil-ATP-pirofosfato hidroxilase, a ligação α, β-pirofosfato do ATP é hidrolisada e N1- (5'-fosforibosil) -AMP é formado.
A enzima fosforibosil-AMP ciclo-hidroxilase abre o anel purina entre N-1 e C-6 e o ribonucleotídeo N1- (5'-fosforibosil formimino) -5-aminoimidazole-4-carboxamida-1-ribonucleotídeo é formado.
Em seguida, o anel de ribofuranose que vem do PRPP é aberto e isomerizado em uma cetose, formando N1- (5'-fosforibosil formimino) -5-aminoimidazol-4-carboxamida-1-ribonucleotídeo pelo efeito de uma enzima isomerase.
A enzima aminotransferase transfere o grupo amido da glutamina, que é convertido em glutamato, e quebra a ligação formimino, liberando assim 5-aminoimidazol-carboxamida-1-ribonucleotídeo e gerando fosfato de glicerol imidazol.
Uma molécula de água é removida do imidazol glicerol fosfato por meio da imidazol glicerol fosfato desidratase e forma-se o imidazol acetol fosfato.
Um grupo amino é transferido para imidazol acetol fosfato via histidinol fosfato transaminase e o histidinol fosfato é formado.
O grupo éster fosfórico do fosfato de histidinol é hidrolisado para formar histidinol. A histidinol fosfato fosfatase catalisa esta reação.
Posteriormente, o histidinol é oxidado pela histidinol desidrogenase e formado histidinalmente.
A própria histidinol desidrogenase oxida o histidinal e o converte em histidina.

A primeira enzima da via biossintética da histidina é inibida pelo produto da via, ou seja, a histidina participa da inibição alostérica da ATP fosforibosiltransferase, que representa o principal mecanismo regulatório da via.

Degradação

Histidina, prolina, glutamato, arginina e glutamina são aminoácidos que, ao serem degradados, acabam formando α-cetoglutarato. Quatro deles são primeiro convertidos em glutamato, que por transaminação dá origem a α-cetoglutarato.

A histidina, por meio da histidinase, perde o grupo α-amino para se tornar urocanato. Em seguida, a urocanase hidrata as posições 1 e 4 do urocanato, formando 4-imidazolona-5-propionato. Posteriormente, ocorre a hidrólise do grupo imino do 4-imidazolona-5-propionato, formando o N-formiminoglutamato.

A última reação envolve a transferência de formil de N-formiminoglutamato para tetra-hidrofolato, que funciona com a enzima glutamato formimina transferase. Os produtos finais desta reação são o glutamato e o N5-formimino tetra-hidrofolato.

O Α-cetoglutarato é formado pela transaminação do glutamato. O Α-cetoglutarato é um intermediário do ciclo de Krebs e também pode entrar na via gliconeogênica para a formação de glicose.

O grupo amino do glutamato entra no ciclo de produção de uréia para ser eliminado na urina. Todas essas reações ocorrem no fígado e algumas delas na pele.

Alimentos ricos em histidina

As necessidades diárias de histidina são de aproximadamente 10 a 11 mg por kg de peso corporal, por dia. Em crianças em crescimento, a histidina é um aminoácido essencial que deve ser fornecido por meio da dieta.

Em outros animais, a histidina também é um aminoácido essencial, e aqueles criados em estábulos devem receber histidina para manter seus níveis normais de hemoglobina.

Os alimentos ricos em histidina incluem:

- Carne, cordeiro, porco, frango e peru. Também é encontrada em peixes como o atum (mesmo em lata), salmão, truta, pargo e robalo, além de alguns crustáceos.

- Leite e seus derivados, principalmente em queijos curados como Parmesão, Gruyère, Queijo Suíço e Gouda, entre outros. Em cremes, soro de leite, iogurte e creme de leite.

- Soja e frutas secas como nozes e sementes. No girassol, abóbora, melancia, gergelim, amêndoa, pistache, manteiga de amendoim e sementes de chia.

- Ovos e feijão ou feijão branco.

- Grãos integrais, como quinua, trigo, arroz integral, etc.

Benefícios de sua ingestão

Existem várias condições patológicas nas quais a histidina pode ser útil como adjuvante do tratamento.

Dentre essas patologias podemos citar artrite reumatóide, hipertensão arterial (visto que foi descrito um efeito hipotensor da histidina), em infecções, frigidez e impotência sexual, envenenamento por metais pesados, sinovite tóxica, neurite, vômito da gravidez, distúrbios cardiovasculares e da audição, úlceras e anemia.

Na pele, a degradação da histidina consumida produz ácido urocânico, que é capaz de proteger a pele absorvendo os raios ultravioleta.

O consumo excessivo de histidina por indivíduos saudáveis não produz grandes alterações, pois é degradada rapidamente. No entanto, o uso de suplementos dietéticos de histidina deve ser restrito em pacientes com problemas hepáticos e / ou renais graves.

Transtornos de deficiência

A deficiência de histidina está relacionada a alterações na resposta imune devido à diminuição da produção de histamina e leucócitos, acúmulo de radicais livres e malformações ou nanismo em fetos.

Também foram relatados problemas ósseos, surdez e anemia associados à deficiência de histidina.

A doença de Hartnup é uma condição hereditária que afeta o transporte de histidina e triptofano através da mucosa do intestino delgado e dos rins, causando uma deficiência de ambos os aminoácidos.

As manifestações clínicas mais relevantes são o aparecimento de lesões escamosas e avermelhadas na pele após exposição ao sol, vários graus de distúrbio do movimento e alguns sintomas de doenças psiquiátricas.

A histidinemia é uma doença autossômica recessiva caracterizada por uma deficiência da enzima histidase, que causa níveis aumentados de histidina no sangue e na urina.

Como consequência, esses pacientes não podem degradar a histidina em ácido urocânico no fígado e na pele. Esta doença é acompanhada por retardo mental moderado, defeitos na fala e na memória auditiva sem surdez.

A restrição da ingestão de histidina como tratamento não tem sido eficaz em gerar melhora clínica e traz o risco de gerar distúrbios do crescimento em crianças afetadas por essa doença.

Referências

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