METABOLISMO DE CARBOIDRATOS - DIGESTÃO E ABSORÇÃO

Olá leitores! Sumi algumas semanas, mas estou de volta, este tema é bem complexo então achei melhor não fazer só por fazer... mas hoje finalmente consegui sentar, estudar, ler e organizar as idéias por aqui... espero que gostem!

DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS

O principal Carboidrato encontrado nos alimentos consumidos pelos seres humanos é o AMIDO (aproximadamente 60% dos carboidratos totais), seguido de alguns tipos de dissacarídeos, como a sacarose – açúcar (30%) e a lactose (10%). Os principais alimentos fontes de amido são arroz, inhame, mandioca, milho, trigo e batata; as fontes de sacarose são a cana-de-açúcar, a beterraba, o abacaxi e outras frutas; e o leite e derivados são as principais fontes de lactose. (Tratado de Alimentação, Nutrição & Dietoterapia – Vol. 01 – Capítulo 02. Sandra M. Chemim S. da Silva e Joana D´Arc Pereira Mura).

A digestão dos carboidratos inicia-se na boca, a mastigação funciona como uma quebra mecânica e a saliva ajuda a hidratar facilitando a deglutição. É na boca que ocorre a primeira quebra de moléculas de carboidratos através da ação da enzima alfa-amilase-salivar. Essa enzima é inativada pelo pH ácido do estômago, mas em refeições mistas (compostas por amido e proteínas), a ação da amilase salivar é mantida durante a passagem do alimento pelo estômago.

Com a chegada do quimo (bolo de alimento) ao duodeno (estômago), ocorre a liberação de secretina e colecistoquinina (CCK) na corrente sanguíneo, estimulando a secreção exócrina pelo pâncreas de várias enzimas digestivas, entre elas a alfa-amilase-pancreática. No duodeno, o amido existente no quimo entra em contato com a enzima alfa-amilase-pancreática que hidrolisa (quebra) as ligações glicosídicas alfa-1,4, mas não hidrolisa as alfa-1,6.

Desta forma, o resultado final da ação da alfa-amilase-pancreática é a liberação de grandes oligossacarídeos (dextrinas, com no mínimo uma ligação alfa 1-6) contendo cerca de oito unidades de glicose. Esses oligossacarídeos passam a ser hidrolisados por enzimas chamadas glicoamilases (ou dextrinases com terminação alfa), removendo sequencialmente uma única unidade de glicose da extremidade não reduzida, formando moléculas de maltose e isomaltose.

As moléculas de maltose e isomaltose são finalmente digeridas por dissacaridases específicas (lactase, sacarase, maltase e isomaltase) presentes na membrana dos enterócitos, tendo como resultado final moléculas de glicose livres.

Esses monossacarídeos são absorvidos no intestino delgado e transportados para o fígado. Seu transporte do lúmen intestinal até a circulação ocorre de duas principais maneiras:

Cotransporte de Sódio e Glicose 1 

SGLT1 - Sodium glucose transporter 1

Estes transportadores são expressos nas células epiteliais absortivas da membrana apical e transportam glicose e galactose concomitantemente e na mesma quantidade (equimolares) que o sódio (cotransporte).

Este transporte ocorre por difusão facilitada e não gasta ATP, mas de maneira indireta ocorre gasto de energia, pois o Sódio para ser liberado no capilar, utiliza bomba de Sódio/Potássio que é dependente de ATP. Após atravessarem a membrana apical, os íons Sódio são trocados por íons Potássio através da enzima Sódio-Potássio ATPase, encontrada na membrana basolateral. 

Nesse momento a glicose passa a ser transportada através da membrana basolateral por difusão facilitada, processo descrito abaixo após as imagens.

Difusão Facilitada 

Realizada com o auxílio de transportadores conhecidos como GLUT, sigla derivada do inglês que significa glucose transporters (transportadores de glicose). Os GLUT são proteínas de membranas encontradas em todas as células, capazes de transportar glicose a favor de seu gradiente de concentração e a energia para essa tranferência é obtida por meio da dissipação da diferença de concentração da glicose.

Ambos possibilitam a passagem dos  monossacarídeos através das membranas celulares ricas em lipídios.

METABOLISMO ENDÓGENO DA MOLÉCULA DE GLICOSE

Após a absorção, as moléculas de glicose devem ser rapidamente distribuídas, uma vez que a sua oxidação é considerada a principal fonte de energia para a maioria das nossas células. Porém, as membranas celulares são compostas por camadas lipídicas impermeáveis a moléculas hidrofílicas como a da glicose. Assim, o transporte da glicose através das membranas celulares só é possível graças ao sistema de difusão facilitada promovida pelos GLUT, enquanto que em alguns tecidos como o intestinal e o renal, esse monossacarídeo também poderia atravessar a membrana celular por meio de cotransporte de sódio-glicose, ambos explicados acima.

O transportador GLUT4 é descrito como o transportador de glicose sensível à ação da insulina. Ele é expresso em tecidos sensíveis à insulina como músculo esquelético, tecido adiposo e cardíaco, ocorrendo essencialmente em vesículas intracelulares, apenas 10% dos GLUT4 encontram-se na membrana celular.

Acredita-se que existam pelo menos dois fatores capazes de estimular a translocação das vesículas de GLUT4, ou seja, a ligação de insulina ao seu receptor na membrana e a contração muscular.

A síntese da insulina é estimulada pelos nutrientes da dieta (glicose principalmente). No duodeno e jejuno, a glicose estimula a liberação do polipeptídeo insulinotrópico dependente de glicose (GIP) e do peptídeo semelhante ao Glucagon 1 (GLP-1, glucagon-like peptide 1), hormônios gastrointestinais com atividade de "incretina" (fator humoral, presente no trato gastrointestinal que potencializa a liberação de insulina induzida pela glicose).

Esses hormônios secretados pelas células K e L do trato gastrointestinal se ligam aos seus respectivos receptores nas células beta-pancreáticas, promovendo mecanismos capazes de estimular a secreção insulínica.

A ação da insulina no organismo depende da sua ligação a seus receptores de membrana, uma vez que a insulina se liga a proteínas transmembranas específicas, diversas alterações celulares são promovidas. A ativação do receptor de insulina promove uma série de reações em cascata, por meio da fosforilação de proteínas, que leva a ativação de outras proteínas que participam da translocação das vesículas de GLUT4 para a membrana plasmática, o que aumenta a captação da glicose para dentro da célula.

ARMAZENAMENTO DA GLICOSE (GLICOGÊNESE)

Após serem captadas pelas células através de seus transportadores, as moléculas de glicose são rapidamente convertidas em glicose-6P (glicose seis fosfato), esta fosforilação que faz com que a glicose permaneça dentro da célula a qual acabou de entrar, mesmo contra o gradiente de concentração. Essas móleculas de glicose-6P podem seguir dois principais destinos: armazenamento ou utilização imediata.

O armazenamento nos animais é feito na forma de glicogênio, um composto formado por unidade de glicose organizadas de forma linear (ligação alfa 1-4) e com inúmeras ramificações (ligações alfa 1-6). 

O fígado e o músculo esquelético são os principais tecidos responsáveis pelo armazenamento de glicose em forma de glicogênio. O glicogênio no corpo humano representa 7 a 10% do peso tecidual do fígado e 1 a 2% do peso tecidual do músculo esquelético. Apesar da concentração de glicogênio ser bem maior no fígado do que no músculo esquelético, a disponibilidade de glicogênio no músculo é muito maior (75g no fígado e 400g no músculo esquelético) graças a extensão de cada um desses tecidos.

O glicogênio encontrado no fígado exerce as funções de  armazenamento, distribuição para tecido extra-hepáticos e de manutenção da glicemia, pois somente o tecido hepático possui a enzima glicose-6-fosfatase, que é capaz de converter glicose-6-fosfato em glicose livre, que pode sair da célula para a corrente sanguínea.

Já o glicogênio encontrado no músculo esquelético exerce as funções de armazenamento e utilização, pois não possui a enzima responsável pela desfosforilação da glicose.

Por hoje deu né?! Hoje vimos de maneira branda e generalizada o processo de digestão e absorção dos carboidratos, nos próximos posts vou abordar os processos de digestão e absorção dos outros macronutrientes (proteínas e lipídios) e no final de tudo eu farei o cruzamento das vias metabólicas, pois tudo está interligado, por isso preciso fazer a introdução de todos os macros.  Nessa imagem abaixo dá para ter uma ideia do que veremos a seguir:

Façam bom proveito!

Beijos,

Jéssica.

Fontes de Pesquisa e estudo:

1. Tratado de Alimentação, Nutrição & Dietoterapia – Vol. 01 – Capítulo 02. Sandra M. Chemim S. da Silva e Joana D´Arc Pereira Mura
2. Materiais cedidos pela professora Mestre Simone Tonding.
3. Imagens diversas da internet.
4. Artigo para aprofundamento: RAW, Isaias. Mecanismo de ação da insulina. Revista de Medicina, Brasil, v. 85, n. 4, p. 124-129, dez. 2006. ISSN 1679-9836. Disponível em: <http://www.revistas.usp.br/revistadc/article/view/59225/62240 clique aqui para acessar o link>. Acesso em: 11 jan. 2016. doi:http://dx.doi.org/10.11606/issn.1679-9836.v85i4p124-129.

METABOLISMO DE CARBOIDRATOS - Classificação dos Carboidratos

Olá pessoas que amam Bioquímica! Tudo bem com vocês? Eu super me empolgo com esse tema.. então bora!

O metabolismo nada mais é que um esse monte de reações que ocorrem dentro do nosso corpo o tempo todo. Não sei se todo mundo é assim, mas eu preciso ver alguma lógica para eu aprender algum assunto, não basta me passar a informação e decorar, eu preciso entender o porquê, da onde veio e prá onde vai! Por isso que a química é encantadora, como já dizia Antoine Lavoisier no século XVIII:

"Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma."

Com essa frase perfeita, ele definiu a lei da conservação das massas. Saiba mais aqui. 

E o Metabolismo dos Carboidratos, Jéssica?

Então minha gente, os carboidratos são moléculas orgânicas formadas por átomos de Carbono, Hidrogênio e Oxigênio (CHO) no caso dos monossacarídeos, por isso a gente abrevia assim e por isso eles são também chamados de Hidratos de Carbono e em inglês de Carbohydrates. Mas eles podem ter outros átomos na molécula também, como no caso dos dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

Eles são nossa principal fonte de energia e são responsáveis por diversas funções biológicas. 

Eles são classificados de várias maneiras: 

• De acordo com o número de Carbonos,
• De acordo com a localização da Carbonila,
• De acordo com o grau de polimerização (número de unidades monoméricas... calma você já vai entender!)

GRAU DE POLIMERIZAÇÃO:

1. Monossacarídeos: Moléculas de baixo peso molecular, com 3 a 6 átomos de Carbono formando uma única unidade (unidade monomérica) se conexão com outras unidades (nenhuma ligação glicosídica). Exemplos: manose, ribose, desoxirribose, galactose, frutose e glicose.
2. Dissacarídeos: Formados pela ligação glicosídica entre dois Monossacarídeos com 6 átomos de Carbono, são formados pelas hexoses (veja abaixo o que são hexoses). Precisam ser digeridos para serem absorvidos. Exemplos: sacarose, lactose, maltose e isomaltose. Os Mono e Dissacarídeos possuem sabor adocicado.
3. Oligossacarídeos: Pequenas cadeias de monossacarídeos (podendo ser denominados de tri a pentassacarídeos dependendo do número de monossacarídeos presentes na molécula). Exemplos: maltodextrina, inulina, oligofrutose, estaquiose, ciclo-heta-amilose. Com exceção da maltodextrina, os oligossacarídeos não são digeridos em humanos.

 Ligação Glicosídica é uma ligação covalente que ocorre entre os monossacarídeos para formar dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

A complexidade do carboidrato aumenta de acordo com o  número de ligações glicosídicas. A ligação glicosídica é sempre acompanhada de uma letra grega alfa ou beta, dependendo da posição dos átomos de Hidrogênio ou Hidroxila (OH) do Carbono 1 (C1) do primeiro monossacarídeo. 

Isso é muito importante no processo de digestão dos carboidratos, pois as enzimas são específicas para cada tipo de ligação glicosídica, se uma determinada enzima hidrolisa a ligação alfa por exemplo, ela não o faria se a ligação fosse beta.

NÚMERO DE CARBONOS:

Os principais tipos de Monossacarídeos podem ter de 3 a 6 Carbonos.

• Trioses: 3 Carbonos
• Tetroses: 4 Carbonos
• Pentoses: 5 Carbonos
• Hexoses: 6 Carbonos

LOCALIZAÇÃO DA CARBONILA:

Carbonila é um grupo funcional constituído de um átomo de Carbono (C) e um de Oxigênio (O) unidos por dupla ligação. O Carbono é um átomo que precisa fazer 4 ligações para se tornar estável, pois tem 4 elétrons na sua última camada.

Sendo assim, no grupo Carbonila, o Carbono já faz 2 ligações então precisa de mais 2 para se estabilizar. Abaixo em vermelho, apresento-lhes a Carbonila:

Voltando a classificação quanto a localização da Carbonila:

• Aldoses (aldeídos): possuem a Carbonila no início da cadeia carbônica (Exemplos: Glicose, Desoxirribose, Galactose, Manose, Ribose).

• Cetoses (cetonas): possuem a Carbonila no segundo Carbono da cadeia carbônica (Exemplos: frutose, ribulose, xilulose).

 

CLASSIFICAÇÃO QUANTO A DIGESTIBILIDADE:

A digestibilidade depende da presença de enzimas específicas que reconhecem e fazem a hidrólise (quebra) das ligações glicosídicas, liberando assim os monossacarídeos para serem absorvidos.  Ela varia dentre as diferentes espécies, no homem a classificação é assim:

• Carboidratos digeríveis: sofrem degradação pelas enzimas humanas. Exemplos: amido, sacarose, lactose, maltose e isomaltose.
• Carboidratos parcialmente digeríveis: por alguma razão não sofrem digestão no intestino delgado. Exemplo: oligossacarídeos (exceto maltodextrina).
• Carboidratos não digeríveis: não sofrem degradação pelas enzimas digestivas humanas, mas podem sofrer processo de fermentação pelas bactérias intestinais, desempenhando importantes funções no organismo humano. Exemplos: polissacarídeos não amido, oligossacarídeos e amido resistente.

Chegamos ao fim da primeira parte, os Carboidratos têm uma classificação longa, mas é necessário entender o porquê de tudo, como eu disse no início, para tudo fazer sentido lá no final quando estivermos vendo as rotas metabólicas.

Se você chegou até aqui... obrigada pela paciência! Em breve tem mais...

Beijos,

Jéssica.

NUTRIÇÃO & METABOLISMO - Introdução

Olá gente linda! Vamos dar uma espairecida dos conteúdos materno infantil... até eu já dei uma cansada de falar nisso! Depois mais pra frente a gente volta pra falar da alimentação infantil, amamentação, introdução alimentar...etc.!

Agora tô na pilha de falar no meu assunto preferido dentro da Nutrição:

❤️‍METABOLISMO❤️‍

A palavra "metabolismo" tá na moda. É um tal de todo mundo querer sugerir alguma coisa mágica que faz acelerar o metabolismo... já outros dizem: "Meu metabolismo é muito lento... qualquer coisa me engorda!" Mas será que todo mundo entende o que de fato é METABOLISMO?

Essa palavra compreende um complexo processo no qual se obtém, armazena-se e utiliza-se ENERGIA, assim como todas as reações de transformação de substratos obtidos do meio (Carboidratos, proteínas, lipídios, vitaminas, por exemplo) em compostos característicos de cada organismo (glicogênio, ácidos graxos, aminoácidos, etc.), e isso tudo ocorre através de uma intrincada cascata de reações químicas. 

Nosso metabolismo é composto pelas seguintes rotas:

• Oxidativas de substratos energéticos
• Armazenamento e mobilização de substratos energéticos
• Biossíntese
• Detoxificação e excreção de resíduos

Os alimentos fornecem os substratos energéticos (CHO, PTN, LIP) que o nosso corpo utiliza para a produção de energia através da rota de OXIDAÇÃO.

O excesso de substratos energéticos é armazenado pelas rotas de ARMAZENAMENTO para ser utilizado em situações em que não há novo suprimento de energia pela alimentação (jejum).

Alguns compostos não são sintetizados pelo nosso organismo, precisamos ingerí-los exclusivamente através da alimentação, para serem disponibilizados pela rota de BIOSSÍNTESE. São chamados de ESSENCIAIS, como alguns aminoácidos, vitaminas e ácidos graxos essenciais.

Outros compostos chamados de XENOBIÓTICOS (substâncias estranhas, medicamentos, toxinas presentes no ar que respiramos, compostos tóxicos em geral) são removidos do nosso organismo pelas rotas de DETOXIFICAÇÃO e EXCREÇÃO.

Essas rotas são divididas em:

• Rotas Anabólicas: Rotas de Armazenamento e Biossintéticas, que sintetizam grandes moléculas a partir de componentes menores.  
• Rotas Catabólicas: Rotas de Oxidação de substratos energéticos, quebram moléculas maiores em componentes menores.

O Anabolismo (síntese de biomoléculas) sempre necessita de energia para que ocorra, por isso se dá em situações onde há excesso de substratos para a síntese e bastante energia no meio celular.

O contrário ocorre com o Catabolismo, que libera energia ao degradar biomoléculas. Sempre que houver necessidade energética, as moléculas degradadas funcionarão como substratos para a liberação de energia que o meio celular necessita.

Esse dois processos (Anabolismo e Catabolismo) são antagônicos, mas ocorrem de maneira articulada de forma a maximizar a energia disponível dentro da célula.

As biomoléculas energéticas são os CARBOIDRATOS, LIPÍDIOS e PROTÉINAS, obtidas pela alimentação ou pela mobilização das reservas orgânicas no caso de ingestão deficiente ou aumento do gasto energético (exercícios). Essas moléculas após processos oxidativos (na presença de O2) são sintetizadas em ATP nas mitocôdrias, portanto para que haja aproveitamento energético completo é essencial a presença de mitocôndrias e Oxigênio celular. 

Quando não há mitocôndrias (como nas hemácias, por exemplo) ou quando não há oxigênio suficiente disponível (como nas células musculares submetidas a esforço físico extremo), ocorre o metabolismo ANAERÓBICO.

O metabolismo anaeróbico é exclusivo dos carboidratos, cujo produto final é o LACTATO que pode ser reciclado e gerar novas moléculas de glicose (GLICONEOGÊNESE). Além do lactato, os aminoácidos e o glicerol também são convertidos em glicose por esta via.

Precursores da Gliconeogênese

Essa foi só uma introdução ao Metabolismo, nos próximos posts vou abordar separadamente Metabolismo de Carboidratos, Metabolismo de Lipídios e Metabolismo de Proteínas.

Abaixo uma imagem das Vias Metabólicas que iremos ver nos próximos posts:

Por hoje é só pessoal... amanhã é meu último dia de trabalho antes das férias então semana que vem poderei postar mais frequentemente. Espero que estejam gostando. Qualquer dúvida já sabem... é só perguntar! 

Beijos,

Jéssica.