4 Metabolismo e Fisiologia: energia, equilíbrio e vida

O MUNDO TE CHAMA

Você já percebeu que seu corpo nunca para ? Até quando você está “parado” ele gasta energia, mesmo dormindo. E se você acha que são milhões de reações (bio)químicas acontecendo ao mesmo tempo, engana-se: são septilhões de reações por segundo, ou até mais ! Sabe quanto é isso ? \(10^{24}\) reações em um único segundo ! Um valor maior até que o número de Avogadro, usado para a representar 1 mol de qualquer substância (\(6,02x10^{23}\) moléculas). A esse conjunto imenso de reações dá-se o nome de metabolismo. É o metabolismo que permite que uma célula “queime” açúcar, produza proteínas e armazene gordura. Ou que fabrique açúcar, degrade proteínas, e “queime” gorduras. Tudo sendo controlado por hormônios e outras substâncias com ação sobre os tecidos. Essas transformações todas não são aleatórias, e sim controladas e integradas para que o corpo funcione em equilíbrio, algo que é bastante estudado na Fisiologia de órgãos e tecidos.

Ao final, você será capaz de:

- compreender o metabolismo como conjunto integrado de reações químicas da vida;
- diferenciar processos de obtenção, armazenamento e uso de energia no organismo;
- relacionar glicose, ATP, hormônios e atividade fisiológica com situações do cotidiano;
- interpretar a homeostase como equilíbrio dinâmico, e não como estado fixo;
- explorar, modificar e discutir modelos computacionais simples de regulação metabólica.

Figura 4.1: Energia produz biomoléculas cuja quebra produz energia.

MEXA ANTES DE ENTENDER

Para esse capítulo integrado de metabolismo e fisiologia, começe pelo app de JSPlotly que segue, sobre o que ocorre no metabolismo antes e depois das refeições ao longo do dia.

Figura 4.2: O corpo exige quantidades distintas de energia ao longo do dia. Clique neste LINK para abrir o aplicativo.

O script simula num gráfico a energia relativa exigida pelo organismo ao longo de um dia. Veja que essa curva não é constante, podendo subir, descer, e se ajustar de acordo com o horário, a atividade e as refeições.

Agite antes de usar

O gráfico destaca dois momentos importantes: uma queda antes da refeição, e um pico logo depois da refeição.

Execute o script com os valores originais.

const taxa_metabolica = 1.0;
const atividade = 1.0;
const variacao = 0.05;

Depois altere o código em:

const taxa_metabolica = 1.3;

ou:

const atividade = 1.8;

Observe como a curva sobe, oscila e muda de forma.

Aumente também:

const variacao = 0.12;

Antes de uma refeição, a energia disponível pode estar menor, e o organismo tende a funcionar usando reservas e ajustes internos. Logo depois da refeição, a demanda aumenta porque o corpo precisa digerir, absorver, transportar e armazenar nutrientes. Entre as refeições, o metabolismo retorna gradualmente a um nível mais estável. No gráfico, isso fica claro junto às etapas de queda, refeição, pico, e retorno.

Olhando internamente para o script, ele calcula a energia exigida em pequenos intervalos de tempo:

for (let t = 0; t <= tempo_max; t += 0.25) {

Depois soma vários componentes:

ritmoDiario
efeitoAtividade
vales
picos
ruidoSuave(t)

Os vales simulam quedas antes das refeições:

valeAntesRefeicao(t, hora, intensidade, largura)

Os picos simulam aumento de demanda logo após as refeições:

picoRefeicao(t, hora, intensidade, largura)

O ruidoSuave(t) adiciona pequenas variações fisiológicas, evitando uma curva artificialmente perfeita.

No fim, a curva representa um metabolismo em ajuste contínuo, bem longe de qualquer simulação real, é bem verdade, mas muito distante também das imagens estáticas presentes nos livros didáticos. Para utilizar o script rapidamente:

Rode o script com os valores originais;
Observe os vales antes das refeições;
Observe os picos logo após as refeições;
Passe o mouse sobre a curva para ver o momento indicado;
Aumente atividade;
Veja como a curva fica mais variável;
Aumente taxa_metabolica;
Observe se toda a curva sobe;
Aumente variacao;
Veja como pequenas oscilações aparecem sobre a tendência principal.

Veja que o metabolismo muda ao longo do dia, sempre respondendo à dinâmica do corpo. Quer alguns cenários para se “divertir” ?

1 Menor demanda metabólica. Como uma menor taxa metabólica altera a altura geral da curva ?

const taxa_metabolica = 0.7;

Maior demanda metabólica. Agora mude a taxa para 1.4. A curva muda de forma ou principalmente de intensidade ?
Mais atividade. Observe se uma maior atividade altera as oscilações ao longo do dia.

const atividade = 2.0;

Pouca variação. Um gráfico muito “liso” parece menos parecido com um organismo real ?

const variacao = 0.01;

Alta variação. Agora mude para 0.15. Quando a variação aumenta, fica mais difícil perceber os padrões principais ?

A curva mostra que o organismo alterna momentos de menor e maior exigência energética. Antes das refeições, aparecem vales que representam menor disponibilidade imediata de energia. Após as refeições, aparecem picos relacionados à digestão, absorção e processamento dos nutrientes. Depois, a curva tende a voltar para níveis intermediários. Em poucas palavras, o metabolismo não fica parado, mas acompanha as necessidades do corpo.

Essas necessidades variam ao longo do dia, fazendo com que órgãos, tecidos e células ajustem suas atividades metabólicas em função de moléculas e da energia presente. Um bom exemplo dessa flutuação é o que ocorre com os níveis de glicose do sangue na presença de ATP, adenosina trifosfato, a moeda de troca energética das células, e da insulina, o principal hormônio do metabolismo de glicose. O script de JSPlotly seguinte busca ilustrar esse metabolismo integrado.

Figura 4.3: O metabolismo funciona como uma rede de ajustes sobre eventos controlados. Clique com o botão direito neste LINK e abra o aplicativo em nova aba.

O script simula, de forma simplificada, a relação entre glicose, insulina, atividade corporal e produção de ATP, mostrando que o metabolismo não depende de uma variável somente. Quando a atividade aumenta, o corpo tende a consumir mais glicose. Quando há glicose disponível, a resposta da insulina favorece sua entrada nas células. E, dentro das células, parte dessa glicose pode ser usada para produzir ATP.

Agite antes de usar

O gráfico mostra um sistema de regulação simplificado, em que a glicose representa combustível disponível, a insulina um sinal de controle, e o ATP a energia celular produzida a partir desse combustível.

Execute o script com os valores originais:

let nivel_glicose = 90;
const atividade = 5.0;
const sensibilidade_insulina = 0.7;
const reposicao_basal = 0.2;

Depois altere a glicose inicial:

let nivel_glicose = 140;

Aumente a atividade:

const atividade = 9.0;

E reduza a sensibilidade à insulina:

const sensibilidade_insulina = 0.3;

Observe como as curvas mudam juntas, e veja que o corpo ajusta o uso de glicose para manter energia disponível. A glicose diminui conforme é consumida pela atividade, sendo acompanhada pelo nível de insulina, uma resposta de regulação do açúcar do sangue. E a produção de ATP depende da glicose disponível. Por isso, quando uma curva muda, as outras também respondem.

Por dentro do script define-se inicialmente alguns parâmetros principais:

let nivel_glicose = 90;
const atividade = 5.0;
const sensibilidade_insulina = 0.7;
const reposicao_basal = 0.2;

Depois calcula-se a resposta da insulina:

const ins = sensibilidade_insulina * (nivel_glicose / 100);

Em seguida, estima-se o consumo de glicose:

const consumo = atividade * ins * 0.6;

E a produção relativa de ATP:

const producao_atp = Math.max(0, nivel_glicose * 0.08);

Por fim, atualiza-se o nível de glicose:

nivel_glicose = nivel_glicose - consumo + reposicao_basal;

A cada volta do laço (ou loop, no jargão da computação), o organismo simulado entra em um novo estado. Use o tutorial abaixo para experimentar o app.

Rode o script com os valores originais;
Observe a curva da glicose;
Compare glicose e ATP;
Veja como a insulina acompanha a glicose;
Aumente atividade;
Observe se a glicose cai mais rapidamente;
Aumente reposicao_basal;
Veja se a glicose se mantém por mais tempo;
Reduza sensibilidade_insulina;
Observe como o sistema muda de comportamento.

Depois de testar o script, você deve perceber que o equilíbrio energético depende da glicose disponível, bem como da atividade e da resposta hormonal. Todas “juntas e misturadas”, e não uma mais importante que a outra. Seguem alguns cenários para você explorar.

Glicose inicial normal. Como o sistema se comporta quando parte de um valor intermediário ?

let nivel_glicose = 90;

Glicose inicial elevada. Mude a glicose para 160 (valor comum na hiperglicemia, ou excesso de açúcar no sangue). Maior glicose inicial sustenta maior produção de ATP por mais tempo ?
Atividade intensa. Pense num exercício físico. Por que maior atividade acelera o consumo de glicose ?

const atividade = 10.0;

Baixa sensibilidade à insulina. O que acontece quando a resposta à insulina fica menos eficiente, o que é comum no quadro de diabetes ?

const sensibilidade_insulina = 0.25;

Maior reposição basal. Como a reposição contínua ajuda a manter a glicose disponível ?

const reposicao_basal = 1.0;

Portanto, quando a atividade aumenta, o consumo cresce. Quando a glicose cai, a produção de ATP tende a diminuir. Em síntese, o corpo precisa equilibrar entrada, armazenamento, consumo e reposição de energia.

FAZENDO APARECER

O app da Figura 4.3 integrou a glicose circulante, a ação da insulina e a produção de ATP, unindo a Bioquímica e a Fisiologia para um exemplo de homeostasia (equilíbrio) entre a produção e o consumo de energia corporal. Imagine agora que tudo isso está acontecendo ao mesmo tempo em tecidos corporais diferentes, e com um fluxo de informação que permite ajustes mais complexos. Essa é a proposta do próximo script ! Apresentar o metabolismo como uma rede regulatória, com sangue, fígado, músculo, hormônios e ATP se comunicando no mesmo sistema integrado.

Figura 4.4: O metabolismo envolve uma regulação entre entrada, uso e reserva de energia e de moléculas. Clique com o botão direito neste LINK e abra o aplicativo em nova aba.

Agora o script roda um painel (dashboard) que simula um sistema metabólico mais completo, anos-luz do que ocorre nas células, mas modelado para que você entenda de um jeito mais lúdico como funciona o metabolismo do corpo num nível fisiológico. A glicose dessa vez não aparece sozinha, mas interage com a entrada de alimento, captação pelos músculos, reserva no fígado, ação da insulina, ação do glucagon (ou glicagon em português) e a produção relativa de ATP. A insulina é o “hormônio da saciedade celular”, ou seja, é liberada quando a célula tem nutrimentos suficientes, como a glicose. Já o glicagon atua ao contrário da insulina, como “hormônio da fome celular”, porque ele é liberado quando a célula está carente de nutrimentos, como a glicose.

Agite antes de usar

Ao rodar o app, veja que o gráfico apresenta um organismo que não apenas usa energia, como também regula, armazena, libera e redistribui essa energia conforme as condições mudam.

Execute o script com os valores originais:

let glicose_sangue = 95;
let reserva_figado = 120;
const atividade = 1.2;
const sensibilidade = 1.0;
const refeicao = 30;

Depois altere a refeição:

const refeicao = 70;

Aumente a atividade:

const atividade = 2.5;

Reduza a reserva hepática:

let reserva_figado = 40;

Observe como o corpo tenta se reorganizar, mantendo energia disponível mesmo quando a glicose sobe e desce. Logo após a entrada de alimento, a glicose sanguínea tende a aumentar. Quando a glicose está alta, a insulina aumenta e favorece captação e armazenamento. Quando a glicose cai, o glicagon aumenta e favorece a liberação de reservas do fígado. Ao mesmo tempo, os músculos consomem glicose para produzir ATP. Em síntese, o metabolismo funciona trocando informações entre órgãos e sinais químicos.

O código começa com valores iniciais para glicose no sangue e reserva do fígado:

let glicose_sangue = 95;
let reserva_figado = 120;

Depois simula uma entrada alimentar entre os tempos 5 e 18 (horas):

if (t >= 5 && t <= 18) {
  entrada_alimentar = refeicao * Math.exp(-(t - 5) / 7);
}

Essa entrada representa nutrientes chegando ao sangue de forma gradual e depois diminuindo.

A insulina aumenta quando a glicose está acima de certo nível:

const ins = Math.max(0, sensibilidade * (glicose_sangue - 70) / 30);

O glicagon aumenta quando a glicose fica mais baixa. Esses dois sinais funcionam como forças opostas de regulação.

const glu = Math.max(0, (90 - glicose_sangue) / 25);

A captação muscular representa o uso da glicose pelos tecidos:

const captacao_muscular = atividade * (0.4 + 0.6 * ins);

O fígado pode liberar glicose quando o glucagon aumenta:

const liberacao_figado = Math.min(reserva_figado * 0.04, glu * 2.5);

E também armazenar glicose quando a insulina está mais alta:

const armazenamento_figado = Math.max(0, ins * 1.2);

Ao final, o ATP relativo depende tanto da captação muscular quanto da glicose disponível:

const energia_atp = captacao_muscular * 8 + glicose_sangue * 0.03;

O resultado é uma simulação integrada de entrada, uso, e reserva de energia. Você pode usar o tutorial abaixo para rodar o aplicativo.

Rode o script com os valores originais;
Observe o aumento inicial da glicose após a refeição;
Veja como a insulina responde a esse aumento;
Observe a queda posterior da glicose;
Veja quando o glucagon começa a aparecer;
Acompanhe a reserva hepática;
Observe como o ATP relativo responde à atividade muscular;
Aumente refeicao;
Aumente atividade;
Reduza reserva_figado;
Compare como o sistema muda em cada situação.

Seguem também alguns cenários para estudo e compreensão do tema.

Refeição pequena. Uma entrada menor de alimento gera menor pico de glicose e insulina ?

const refeicao = 10;

Refeição intensa. Aumente a refeicao para 80. Como uma grande entrada alimentar altera glicose, insulina e armazenamento no fígado ?

const refeicao = 80;

Atividade muscular elevada. Por que maior atividade aumenta a captação de glicose e a produção relativa de ATP ?

const atividade = 3.0;

Baixa reserva no fígado. O que acontece quando o corpo tem pouca reserva para liberar glicose ?

let reserva_figado = 30;

Menor sensibilidade à insulina. Como o sistema muda quando a resposta à insulina fica menos eficiente ?

const sensibilidade = 0.35;

Alta sensibilidade à insulina. Mude a sensibilidade para 1.8. Maior sensibilidade facilita o controle da glicose após a refeição ?

O gráfico mostra que glicose, insulina, glicagon, fígado e ATP não são variáveis independentes. Quando a glicose sobe, a insulina tende a subir. Quando a glicose cai, o glucagon tende a aparecer. Quando há atividade, os músculos aumentam a captação de glicose. Quando o corpo precisa manter energia, o fígado pode liberar parte de sua reserva.

VOLTA PRO MUNDO

Metabolismo é o conjunto de processos que mantém a vida funcionando, como produzir ATP, regular temperatura, transportar substâncias, contrair músculos, sintetizar moléculas e manter o equilíbrio interno. No mundo real, o metabolismo envolve muitos órgãos, como fígado, rins, cérebro, intestino, pâncreas, músculos, tecido adiposo, e sangue, entre outros. E também muitas moléculas, como glicose, aminoácidos, proteínas, glicogênio, lipídios, ácidos nucleicos, hormônios, enzimas..e por aí vai. Tudo muito bem controlado.

A vida depende dessa coordenação contínua entre energia, sinalização e equilíbrio interno. E esse equilíbrio é o que faz com que moléculas que estejam em excesso sejam eliminadas, e as que estejam em falta sejam produzidas. Se houver algum desvio excessivo no níveis dessas biomoléculas, bem como na integridade dos tecidos que as mantém sob controle, aí então podem surgir enfermidades dos mais variados tipos e complexidades.

Nesse nível fisiológico, portanto, é a coordenação entre sistemas que mantêm a vida em funcionamento. Quando nos alimentamos, o sistema digestório disponibiliza nutrientes, e o sistema endócrino participa do controle hormonal. Enquanto isso, o sangue transporta moléculas, as células ajustam suas taxas de consumo, e o sistema nervoso age como uma central de controle para responder de forma rápida e diversificada a fim de manter tudo organizado. Em outras palavras, metabolismo e fisiologia se encontram a todo momento. A produção de energia depende de substratos (reagentes das enzimas) e de vias metabólicas, mas também de sinais, controles e prioridades do organismo.

Para entender mais ainda esses controles diversificados, segue um último JSPlotly para o capítulo, mas desta vez bem mais “animadinho” !

Figura 4.5: O corpo permanece equilibrado porque responde continuamente à mudanças. Clique neste LINK para abrir o aplicativo.

Agora o app aborda uma “homeostase sistêmica” !!! Nome “chique” para quando o corpo inteiro entra em cena !

O código apresenta uma animação para a resposta integrada do organismo a refeições, exercício, hormônios e reservas energéticas. Ao clicar em Play, você acompanha a evolução de glicose, insulina, glicagon, cortisol relativo (um hormônio ativo do exercício e esforço), reserva energética e energia disponível.

As faixas laranja indicam momentos de refeição. A faixa azul indica um período de exercício. O script tem a intenção de ilustrar como o corpo mantém equilíbrio mesmo quando as condições mudam, como alimentação, exercício e estresse.

Agite antes de usar

Execute o script com os valores originais, observando a sequência de eventos:

input_glicose = 90;
input_reserva = 140;
input_atividade = 1.5;
input_sens = 1.0;
input_estresse = 0.6;
input_modo = "animado";

Depois teste:

input_atividade = 3.0;

ou:

input_estresse = 1.5;

Observe como o sistema muda quando o corpo precisa lidar com maior demanda. Durante uma refeição, a glicose tende a aumentar, e esse aumento direciona a resposta da insulina. Durante o exercício, a demanda energética cresce, a reserva pode diminuir e o cortisol relativo aumenta. Quando a glicose cai, o glicagon ajuda a mobilizar as reservas. E como um todo, o corpo busca um equilíbrio dinâmico.

Para entender um pouco como funciona o script, ele começa com variáveis que representam o estado inicial do organismo:

let glicose = 90;
let reserva = 140;

Depois simula três refeições usando pulsos matemáticos:

pulso(t, 10, 4, 16)
pulso(t, 42, 5, 20)
pulso(t, 76, 5, 18)

Esses pulsos criam aumentos temporários na glicose. O exercício aparece em um intervalo específico:

if (t >= 50 && t <= 75) {
  exercicio = atividade * 2.5;
}

A insulina aumenta quando a glicose está mais alta:

const ins = Math.max(0, sens * (glicose - 80) / 25);

O glicagon aumenta quando a glicose está mais baixa:

const glu = Math.max(0, (85 - glicose) / 20);

O cortisol relativo representa uma resposta fisiológica ao estresse e ao exercício:

const cort = estresse + exercicio * 0.15;

A cada instante, o script atualiza glicose, reserva e energia disponível. Depois, os frames fazem a curva aparecer progressivamente, criando a animação. Não custa lembrar que essa simulação visa cumprir uma função didática, e não é baseada em relações matemáticas cientificamente rigorosas. Contudo, as equações apresentadas acima e a lógica do algoritmo permitem explorar muitos conceitos do metabolismo fisiológico. Segue um rápido tutorial de uso.

Rode o script em modo "animado";
Clique em Play;
Observe primeiro os momentos de refeição;
Veja como a glicose responde;
Compare a resposta da insulina;
Observe o período de exercício;
Veja como o cortisol relativo aumenta;
Acompanhe a reserva energética;
Observe a energia disponível;
Use o slider para voltar a momentos específicos;
Aumente input_atividade;
Aumente input_estresse;
Reduza input_sens;
Compare como o sistema tenta manter equilíbrio.

Agora compare alguns cenários:

Exercício moderado. Como o organismo responde a uma demanda energética intermediária ?

input_atividade = 1.5;

Exercício intenso. Mude a atividade para 3.5. Por que uma maior atividade reduz reservas e altera a energia disponível ?
Maior estresse fisiológico. Como o estresse altera a disponibilidade de energia e a resposta hormonal ?

input_estresse = 1.8;

Menor sensibilidade à insulina. O que muda quando a glicose sobe, mas a resposta à insulina fica menos eficiente ?

input_sens = 0.4;

Baixa reserva energética. O que acontece quando o organismo tem pouca reserva para sustentar exercício e equilíbrio ?

input_reserva = 50;

Maior glicose inicial. Como uma glicose inicial elevada muda a resposta da insulina e da energia disponível ?

input_glicose = 150;

A animação mostra que a homeostase do corpo significa capacidade de responder, mais do que uma monotonia por falta de mudanças. Após as refeições, a glicose aumenta e a insulina participa do controle. Durante o exercício, o uso de energia aumenta, as reservas são mobilizadas e o cortisol relativo sobe. Quando a glicose cai, o glicagon ajuda a sustentar a disponibilidade de combustível. Ou seja, o organismo está sempre ajustando entrada, uso, armazenamento e liberação de energia.

No mundo real, a fisiologia sistêmica envolve muitos órgãos trabalhando juntos, como intestino, pâncreas, fígado, músculos, tecido adiposo, cérebro, rins e sistema endócrino. Para continuar funcionando sob os estímulos mais diversos, o corpo altera hormônios, usa reservas, processa nutrientes, responde ao exercício e reorganiza sua energia.

E SE…

São virtualmente ilimitadas as situações do cotidiano no tema para essa seção. Algumas selecionadas estão abaixo.

E se o metabolismo nunca variasse ao longo do dia ?
E se refeições deixassem de produzir picos metabólicos perceptíveis ?
E se o organismo não conseguisse reduzir o gasto energético entre refeições ?
E se pequenas flutuações fisiológicas desaparecessem completamente ?
E se o corpo consumisse energia mais rápido do que consegue repor ?
E se a atividade física aumentasse sem aumento proporcional da disponibilidade de glicose ?
E se a glicose estivesse alta, mas as células respondessem pouco à insulina ?
E se a produção de ATP diminuísse mesmo com glicose ainda disponível ?
E se o organismo tivesse glicose circulante, mas pouca capacidade de captá-la ?
E se a atividade muscular aumentasse muito rapidamente ?
E se as reservas hepáticas fossem pequenas demais para sustentar longos períodos sem alimentação ?
E se o fígado liberasse glicose continuamente, mesmo sem necessidade ?
E se o glucagon permanecesse elevado por muito tempo ?
E se refeições muito intensas provocassem oscilações exageradas no sistema ?
E se o metabolismo precisasse equilibrar simultaneamente entrada de alimento, atividade muscular e reserva energética ?
E se o corpo precisasse continuar produzindo ATP mesmo durante queda de glicose ?
E se o exercício aumentasse ao mesmo tempo em que o estresse fisiológico também aumentasse ?
E se o cortisol permanecesse elevado durante longos períodos ?
E se o organismo tivesse pouca reserva energética para sustentar exercício intenso ?
E se a homeostase fosse uma linha fixa, em vez de um equilíbrio dinâmico ?
E se pequenas alterações hormonais fossem capazes de reorganizar todo o metabolismo ?
E se o equilíbrio fisiológico dependesse não da ausência de mudanças, mas da capacidade de responder continuamente a elas ?
E se o corpo não armazenasse energia ?
E se músculos, fígado, hormônios e sangue não funcionassem de forma integrada ?

MESMO PADRÃO, OUTROS MUNDOS

Esse capítulo pode se conectar facilmente a inúmeras situações e conteúdos que são estudados na Bioquímica e Fisiologia, tais como a respiração celular e a fermentação, e seu envolvimento com a produção de ATP. Os scripts do capítulo também permitem associações variadas, como a digestão e absorção, ao abordar a entrada de nutrientes no sistema, assim como o sistema endócrino, ao tratar da ação hormonal na regulação.

Também são correlacionados com o sistema muscular, ao se discutir consumo energético durante esforço, bem como saúde pública, ao relacionar metabolismo com obesidade, diabetes e hábitos de vida. Adicionamente, percorrem um pouco a relação do metabolismo com esporte e desempenho, ao interpretar demanda energética em diferentes intensidades de atividade, e de ritmos biológicos, ao observar variações ao longo do dia.

Todas essas relações também surgem panoramicamente em áreas bastante diversas. Por exemplo, na Química, ao se discutir energia, reações exergônicas e endergônicas, e na Física, quando se relaciona trabalho, potência e transformação de energia.

POR DENTRO DA FERRAMENTA

Ao longo desta obra, essa seção tem sido dedicada a espelhar o pensamento computacional e a lógica de programação junto aos diversos scripts de JSPlotly, finalizando com um pseudocódigo voltado a um desses scripts em cada capítulo.

Neste capítulo os scripts de JSPlotly foram utilizados para se ter uma visão dinâmica de como funciona o metabolismo e suas relações com os diversos tecidos do corpo. O Script no. 1, por exemplo, trata de acompanhar a flutuação diária da demanda energética do corpo, enquanto que o Script no. 2 ocupa-se de ilustrar de forma simplificada a regulação da glicose por insulina. Já o Script no. 3 aborda um metabolismo mais integrado junto a tecidos. Por fim, a animação executada pelo Script no. 4 extende essa visão para uma regulação hormonal e de substratos ligada a diferentes condições de atividade metabólica.

Mas você já deve ter percebido também que, ao longos dos capítulos deste trabalho, aquelas competências digitais acima passaram a integrar paulatinamente o próprio capítulo, diminuindo a necessidade de sua exclusividade para o tópico que se apresenta. A partir de agora, então, essa seção irá dedicar-se à verdadeira ferramenta por detrás de todos os scripts que podem ser feitos com o JSPlotly: a linguagem JavaScript.

O entendimento de como opera essa ferramenta permitirá a você compreender e modificar qualquer código deste livro, ajustá-lo às suas preferências ou necessidades, bem como criar outros tantos que desejar. Além disso, poderá também entender o que há por detrás das páginas de internet e criar as suas próprias, como blogs e sites. Isso porque o JavaScript opera silenciosamente quando você clica num botão da tela de seu celular, preenche um formulário ou acompanha uma animação gráfica na internet. Por óbvio, entretanto, esta nanométrica seção não lhe dará condições de sair por aí programando em JavaScript. Mas lhe dará munição básica para que avance ao próximo nível nessa e em qualquer linguagem de programação.

JavaScript (JS), é uma linguagem de programação moderna, utilizada por grandes empresas e big techs, e focada na interatividade entre a página web e o usuário. Diferente de outras linguagens, JavaScript não precisa ser compilada separadamente por um programa, pois é interpretada a partir de máquinas homônimas presentes em navegadores comuns (browser), como Firefox, Chrome, Safari, Opera, Edge, etc.

Assim, Javacript (JS) é uma linguagem para web. Ela completa a tríade essencial, HTML-CSS-JS. Enquanto HTML preocupa-se com o conteúdo e CSS com o estilo, JavaScript ocupa-se do comportamento, ou seja, da interatividade do usuário frente à uma página web. Vamos então chamá-la agora carinhosamente por JS, somente.

Como ocorre com outras linguagens de programação, a linguagem JS possui bibliotecas, que são módulos independentes de códigos para cumprir certas funções. Nesse sentido, JS cumpre metade do nome do JSPlotly. A outra metade vem da principal biblioteca que é utilizada por esse para a construção de gráficos, mapas, e alguns outros objetos interativos, Plotly.js.

4.1 Estrutura de JS

Uma linguagem de programação normalmente possui características estruturais comuns. Isso quer dizer que há comandos para declarar uma variável e seu tipo, a entrada e saída de dados (resultados), a criação e uso de funções, e cálculos aritméticos, por exemplo. E tal como outras linguagens de programação, JS opera com uma lógica similar de declarações (palavras-chave, operadores, valores, expressões). Em resumo, a gente dizer as declarações de JS compõem:

1. Palavras-chave: sintaxe da linguagem JS;
2. Operadores: caracteres que realizam operações;
3. Valores: texto, números, verdadeiro/falso (variável "booleana"), "não definido", "nulo";
4. Expressões: trechos de código que produzem um único valor.

Do ponto de vista estrutural, por conseguinte, JS possui características que também são comuns a outras linguagens de programação:

1. Saída de dados;
2. Declaração de variáveis; 
3. Tipos de dados;
4. Constantes;
5. Aritmética;
6. Vetores;
7. Funções;
8. Geração de dados aleatórios;
9. Objetos;
10. Operadores;
11. Estruturas de controle;