Tarde- METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

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METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

Professora MSc. Telma Lélia Gonçalves Schultz de Carvalho

Introdução • Os carboidratos são as moléculas orgânicas mais abundantes na natureza. • Funções: fornecimento da energia na dieta da maioria dos organismos e a atuação como uma forma de armazenamento de energia no corpo e como componentes da membrana celular, mediando algumas formas de comunicação intracelular. Componentes estruturais de muitos organismos: parede celular de bactérias (peptideoglicano), parede celular de fungos e o exoesqueleto de muitos insetos (quitina) e as fibras de celulose das plantas. • Fórmula empírica para muitos dos carboidratos mais simples é (CH2O)n, daí o nome "hidratos de carbono".

Introdução • Possuem átomos de carbono ligados covalentemente, além dos elementos H, O e N). • Sinônimos: Hidratos de carbono, açúcares, glicídeos.

•

Desempenham inúmeras funções nos seres vivos: o o o o o

Metabolismo Reserva Estrutural Informacional Regulação

Classificação dos carboidratos • Monossacarídeos podem ser ligados para formar dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. • As ligações que unem os açúcares: glicosídicas (formadas pelas glicosiltransferases).

Classificação dos carboidratos • Monossacarídeos: podem ligar-se glicosídicas, criando estruturas maiores.

por

ligações

• Dissacarídeos: duas unidades de monossacarídeos; • Oligossacarídeos: 3 a 12 unidades de monossacarídeos; • Polissacarídeos: contêm mais de 12 unidades de monossacarídeos, podendo chegar a centenas de unidades de açúcares em sua estrutura.

Classificação dos carboidratos  Os monossacarídeos (açúcares simples) podem ser classificados de acordo com o número de átomos de carbono que contêm.  Tipos: I. Monossacarídeos (CnH2nOn) Triose: C3H6O3 n = nº de carbonos que varia de 3 a 7. Tetrose: C4H8O4 Pentose: C5H10O5 Mais importantes Hexose: C6H12O6 Heptose: C7H14O7

Classificação dos carboidratos Monossacarídeos Pentoses  Ribose (C5H10O5) o Presente no RNA e no ATP 

Desoxirribose (C5H10O4) o Presente no DNA

Hexoses C6H12O6  Glicose o Fonte de energia para as células o Produto final da fotossíntese o Sua decomposição fornece energia para a fabricação de moléculas de ATP  Frutose o Promove o sabor açucarado das frutas o É transformada em glicose no fígado  Galactose o Encontrada no leite o Forma glicose no fígado

Classificação dos carboidratos II. Dissacarídeos - C12H24O12

 São formados a partir da união de dois monossacarídeos. Tipos de dissacarídeos

Monossacarídeos formadores

Obtenção

Maltose

Glicose + Glicose

Vegetais

Celobiose

Glicose + Glicose

Degradação da celulose

Sacarose

Glicose + Frutose

Cana de açúcar (açúcar de cozinha)

Lactose

Glicose + Galactose

Açúcar do leite

Classificação dos carboidratos III. Polissacarídeos 

São formados a partir da união de centenas e centenas de monossacarídeos Tipos de Polissacarídeos Amido Glicogênio Quitina Celulose

Funções Reserva energética das plantas e das algas Formado a partir da ligação entre centenas de glicoses Fonte mais importante de carboidrato para o homem Presente no milho, soja, arroz, feijão, etc. Reserva energética dos animais Presente no fígado e nos músculos Formado a partir da ligação entre centenas de glicoses Polissacarídeo estrutural Forma o exoesqueleto dos atrópodes e parede celular de fungos Polissacarídeo estrutural Forma parede celular de células vegetais Presente nas fibras vegetais (evita a constipação)

DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS Introdução • Principais sítios de digestão dos carboidratos da dieta: boca e lúmen intestinal. • As enzimas necessárias para a degradação da maioria dos carboidratos da dieta são principalmente: dissacaridases e glicosidases (que quebram oligossacarídeos e polissacarídeos). • A hidrólise de ligações glicosídicas é catalisada por uma família de glicosidases que degrada carboidratos em seus glicídeos redutores componentes. Essas enzimas em geral são específicas para cada estrutura.

DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS

DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS 1. A digestão dos carboidratos inicia na boca • Principais polissacarídeos da dieta são de origem animal (glicogênio) e vegetal (amido). • Durante a mastigação, a a-amilase salivar atua brevemente sobre o amido da dieta, hidrolisando algumas ligações. • Obs: Os humanos não produzem nem secretam enzimas que digerem a celulose. • A digestão dos carboidratos cessa temporariamente enquanto o alimento está no estômago, porque a elevada acidez inativa a a amilase salivar. • Resumo: A digestão dos carboidratos tem início na boca. Amido e glicogênio hidratados sofrem a ação da enzima alfa-amilase, presente na saliva, e são reduzidos a estruturas menores.

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1. A digestão dos carboidratos inicia na boca -

A alfa-amilase é assim chamada, porque só quebra ligações glicosídicas do tipo alfa-1,4.

• Durante a mastigação, a a-amilase salivar atua brevemente sobre o amido da dieta, de maneira aleatória, hidrolisando algumas ligações a (1→4). (Nota: Existem na natureza ambas as glicosidases, a [1 →4] e b [1 →4], mas os humanos não produzem nem secretam esta última nos sucos digestivos. Dessa forma não digere a celulose.

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2. A digestão subsequente dos carboidratos pelas enzimas pancreáticas ocorre no intestino delgado • Quando o conteúdo ácido do estômago atinge o intestino delgado, ele é neutralizado pelo bicarbonato secretado pelo pâncreas, e a (a-amilase pancreática continua o processo de digestão do amido).

• Resumo: No duodeno estes fragmentos são atacados, com maior eficiência, pela alfa-amilase pancreática e são transformados no monossacarídeo glicose, no dissacarídeo maltose, no trissacarídeo maltotriose e nas chamadas dextrinas alfa-limite.

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3. Digestão final dos carboidratos pelas enzimas sintetizadas pelas células mucosas intestinais -

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Processo final da digestão: epitélio mucoso do jejuno superior, diminuindo à medida que os produtos seguem ao longo do intestino delgado, e inclui a ação de várias dissacaridases e oligossacaridases. Ex: a maltase hidrolisa a maltose: glicose + glicose; a sacarase hidrolisa a sacarose: glicose + frutose, e a lactase hidrolisa a lactose: galactose + glicose. Enzimas secretadas pela membrana em forma de escova das células da mucosa intestinal (enterócitos) e permanecem associadas a essa membrana.

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4. Absorção dos monossacarídeos pelas células da mucosa do intestino • O duodeno e o jejuno superior absorvem a maior parte dos carboidratos (açúcares) da dieta. A captação de glicose pelas células intestinais não requer insulina.

• Todos os monossacarídeos são transportados das células mucosas intestinais para a circulação porta.

DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS 5. Degradação anormal de dissacarídeos • Digestão e absorção dos carboidratos: eficiente em indivíduos saudáveis; •

Entretanto, devido à predominante absorção de monossacarídeos, qualquer defeito na atividade de determinada dissacaridase da mucosa intestinal causa a passagem do carboidrato não-digerido para o intestino grosso.

• Como consequência da presença desse material osmoticamente ativo, a água flui da mucosa para o intestino grosso, causando diarreia osmótica. Isso é reforçado pela fermentação bacteriana dos carboidratos remanescentes, produzindo compostos de carbonos, além de grande volume de C02 e gás H2 , causando cólicas abdominais, diarreia e flatulência.

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1. Deficiência de enzimas digestivas.

- Deficiências hereditárias de determinadas dissacaridases têm sido relatadas em bebês e crianças: com intolerância a dissacarídeos. -Podem ser causadas: doenças intestinais, má-nutrição ou drogas que danificam a mucosa do intestino delgado.

DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS 2. Intolerância à lactose. -

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Epidemiologia: Mais da metade dos adultos do mundo; Raça: particularmente em até 90% dos adultos com ascendência africana ou asiática). Etiopatologia: Determinado geneticamente. Tratamento: remoção da lactose da dieta, ou ingerir a lactase em forma de pílulas antes de comer.

3. Deficiência de isomaltase-sacarase. Consiste na intolerância à sacarose ingerida. - Epidemiologia: cerca de 10% dos esquimós da Groenlândia, enquanto 2% dos norte-americanos são heterozigotos para essa deficiência. - Tratamento: remoção da sacarose da dieta.

DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS 4. Diagnóstico • A identificação de determinada deficiência enzimática pode ser realizada pelo desempenho em testes de tolerância oral ao dissacarídeo.

• Medida de gás hidrogênio no hálito: teste confiável para determinar a quantidade de carboidrato ingerido e nãoabsorvido pelo organismo, mas metabolizado pela microbiota intestinal.

DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS Consequências e sinais e sintomas da deficiência enzimática • Deficiência hereditariedade, doença intestinal, mánutrição ou drogas que danificam a mucosa do intestino delgado): carboidratos não-digeridos irão passar para o intestino grosso, onde podem causar diarreia osmótica. • A fermentação bacteriana desses compostos produz grande volume de C02 e gás H2 , causando cólicas abdominais, diarreia e flatulência. • A intolerância à lactose, causada pela deficiência ou ausência da lactase, é, sem dúvida, a mais comum dessas deficiências.

Iogurte • Os microrganismos que convertem leite em iogurte (Streptococcus salivarius thermophilus e Lactobacillus delbrueckii bulgaricus) metabolizam a maior parte da lactose do leite, removendo assim a fonte da perturbação intestinal. Iogurte também é uma boa fonte de cálcio na dieta (uma opção para quem tem deficiência de lactase).

Estudo dirigido 1) Quais das refeições abaixo são ricas em carboidratos? a) b) c) d) e)

Churrasco de Picanha. Margarina vegetal. Salada de alface. Pão francês. Tambaqui assado.

2) O polissacarídeo formado por unidades de glicose e que representa a principal forma de armazenamento intracelular de carboidratos nos seres humanos é denominado: a) Amido b) Colesterol c) Ergosterol d) Quitina e) Glicogênio

Estudo dirigido 3) Um jovem foi ao consultório do seu médico no município de Santarém queixando-se de distensão abdominal e diarreia. O paciente apresentava olheiras fundas e o médico notou sinais de desidratação. A temperatura do paciente estava normal. Ele explicou que o episódio ocorreu após uma festa de aniversário, na qual ele participou de um concurso de ingestão de sorvete. O paciente relatou episódios anteriores de natureza similar após a ingestão de quantidades significativas de derivados do leite. Este quadro clínico é mais provavelmente devido a uma deficiência de: A) B) C) D) E)

Amilase salivar. Maltase. Frutase Sacarase. Lactase.

Estudo dirigido 4) Mais da metade dos adultos do mundo são intolerantes à lactose. Isso se manifesta particularmente em certas raças. Por exemplo, até 90% dos adultos com ascendência africana ou asiática são menos capazes de metabolizar lactose que os indivíduos originários do norte da Europa (Fonte: CHAMPE, PAMELA. Bioquímica Ilustrada. 3. ed.- Porto Alegre:Artmed, 2006 – Adaptado). A intolerância a lactose é a incapacidade parcial ou total do organismo para digerir a lactose, presente no leite e seus derivados, que pode ser primária, secundária ou congênita. Em relação a molécula de lactose é correto afirmar que: A) B) C) D) E)

a lactose é um monossacarídeo. a lactose é um dissacarídeo formado pela combinação de glicose e galactose. a lactose é um dissacarídeo formado pela combinação de frutose e galactose. a lactose é um polissacarídeo composto por várias moléculas de frutose. a lactose é um polissacarídeo formado por inúmeras moléculas de galactose.

Estudo dirigido 5) Os alimentos são ricos em nutrientes essenciais para vida humana, no entanto, necessitam ser quebrados mecanicamente em partes menores e submetidos à digestão enzimática antes de serem absorvidos e aproveitados pelo organismo. Um indivíduo que apresenta problemas na produção salivar terá seu processo digestório prejudicado, afetando, em particular, a digestão do(a) ............... . No entanto, como a enzima ............... , além de ser produzida pelas glândulas salivares é também produzida pelo(a) ............... , a digestão desse nutriente não será de todo prejudicada. • • • • • • • •

Neste contexto, as palavras que completam corretamente o texto acima, na ordem citada são respectivamente

a) lactose – lactase – estômago b) amido – celulase – intestino delgado c) amido – amilase – pâncreas d) sacarose – sacarase – intestino delgado e) lactose – lactase – pâncreas

Estudo dirigido • • •

6) Após a digestão dos carboidratos no sistema digestivo humano, os monossacarídeos (ex: glicose) passam para a corrente sanguínea. É CORRETO afirmar que, no organismo, a absorção de monossacarídeos ocorre no estômago b) fígado c) intestino delgado d) intestino grosso e) esôfago

7) Um teste de tolerância à lactose confirmou a suspeita de um homem (ele tinha deficiência de lactase no intestino). Quais dos seguintes laticínios seria o menos provável de causar dificuldades no futuro desse paciente? • A) Leite condensado B) Queijo minas • C) Sorvete D)Leite desnatado • E) Iogurte •

Estudo dirigido

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Durante o processo de digestão de alimentos pelo homem, observa-se uma variação do pH ao longo do aparelho digestivo. Considerando essa variação, podemos dizer que o pH: a) na boca é ácido, no estômago é alcalino e é neutro no intestino; b) na boca e no estômago é ácido, tornando-se próximo ao neutro no intestino; c) na boca é alcalino, no estômago é neutro e no intestino ácido; d) na boca é próximo ao neutro, no estômago torna-se ácido e no intestino volta a ser alcalino; e) tende a apresentar uma tendência geral à acidificação.

Estudo dirigido

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~ Qual é a causa da intolerância à lactose? ~ Qual é o mecanismo de ação da lactase? • Causa da intolerância à lactose: Produção insuficiente de lactase por células de borda em escova do intestino delgado. • Mecanismo de ação da lactase: Hidrolisa lactose em glicose e galactose.