Metabolismo dos Carboidratos: Digestão e Vias

Metabolismo dos Carboidratos (CHO)

Digestão dos Carboidratos

Saliva e suco pancreático / oligossacarídeos / borda em escova / monossacarídeos

• Amilose 10% → Maltose → Maltase → Glicose
• Amilopectina 80 a 90% → Dextrinas → Isomaltase → Glicose
• Amilopectina 80 a 90% → Sacarose → Sacarase → Glicose + Frutose
• Amilopectina 80 a 90% → Lactose → Lactase → Glicose + Galactose

Digestão e Absorção

1. 1º - Na boca, a enzima amilase salivar inicia a digestão dos carboidratos.
2. 2º - O pH ácido do estômago inativa a amilase salivar.
3. 3º - O pâncreas libera a amilase pancreática.
4. 4º - No duodeno, as células intestinais liberam as enzimas que completam a digestão dos carboidratos, transformando-os em monossacarídeos.
5. 5º - Os monossacarídeos são absorvidos pelas células intestinais por meio de transporte ativo ou difusão simples.

Absorção: Enzimas de Membrana

Luz da parede intestinal (provido do amido): oligossacarídeos, maltose, isomaltose, sacarose, lactose.

Borda em escova: glicoamilase, maltase, isomaltase, sacarase, lactase.

Enterócito: glicose + glicose // glicose + frutose // glicose + galactose

Sítios de Absorção

• Lactose: duodeno e no jejuno proximal.
• Maltose: jejuno e íleo proximal.
• Sacarose: jejuno distal e íleo (principalmente jejuno proximal).

Mecanismos de Absorção

Existem dois mecanismos principais:

1. Transporte coativo de sódio: transporta glicose e galactose contra o seu gradiente de concentração (da baixa concentração extracelular para a alta concentração intracelular).
2. Difusão facilitada (frutose): realizada por carregadores específicos (GLUT). A GLUT é uma proteína localizada na membrana celular.

Tipos de GLUT:

• GLUT1: maioria das células.
• GLUT2: principalmente no fígado e nas células beta do pâncreas; também encontrado no hipotálamo.
• GLUT3: principalmente nos neurônios; também encontrado na placenta e nos testículos.
• GLUT4 (ativados pela insulina): tecidos sensíveis à insulina (tecido muscular esquelético, cardíaco e tecido adiposo).
• GLUT5: superfície da mucosa do intestino delgado e nos espermatozoides maduros.

Metabolismo Hepático

Fígado (Agente Glicostático): Depois de absorvidos, os carboidratos chegam ao fígado pela veia porta. As células hepáticas convertem frutose e galactose em glicose, e também convertem o excesso de glicose em estoques (glicogênio), revertendo esse estoque em glicose quando há necessidade de manutenção dos níveis de glicose sanguínea. A glicose nos tecidos é transformada em ATP.

Vias Metabólicas

• Via catabólica: Quando o corpo necessita de energia → utilização da glicose para gerar ATP (quebra).
• Via anabólica: Quando não há necessidade de energia → o excesso de glicose é estocado na forma de glicogênio no fígado e nos músculos (construção).

Fosforilação da Glicose

Glicose → (Hexoquinase) → Glicose-6-P: Ligação entre as principais vias metabólicas da glicose.

Glicose + ATP → hexoquinase → Glicose-6-Fosfato + ADP

Glicogenólise → Glicose-6-P → Glicólise → Ciclo de Krebs (ligado à Glicose-6-P pelo ciclo das pentoses) e (ligado à glicólise pela fermentação lática).

Glicólise: Conceitos

Lise = quebra; glico = glicose (quebra da glicose).

• Acontece no citossol (hialoplasma); é uma via do catabolismo da glicose.
• Etapa preliminar necessária para a liberação de energia.
• Sequência de reações que degradam a glicose (6C) em duas moléculas de ácido pirúvico/piruvato (3C).
• Composta por duas fases: uma de consumo de energia e outra de geração de energia, catalisada pela ação consecutiva de onze enzimas diferentes.

Moléculas energéticas:

• ATP (Adenosina Trifosfato): 3 fosfatos.
• ADP (Adenosina Difosfato): 2 fosfatos.
• NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo): transporta elétrons, gera 3 ATPs, naturalmente encontrada nas células.

Balanço da Glicólise

Total de 8 ATP.

Descarboxilação Oxidativa do Piruvato

Acontece na mitocôndria sob condição aeróbia. Vitaminas envolvidas como coenzimas:

• Tiamina (B1): TPP (Tiamina pirofosfato)
• Riboflavina (B2): FAD (Flavina adenina dinucleotídeo)
• Niacina (B3): NAD
• Ácido Pantotênico (B5): Coenzima A

Piruvato → Acetil-CoA. Ligação do catabolismo dos carboidratos e de alguns aminoácidos ao Ciclo de Krebs. De piruvato até a formação de Acetil-CoA (via aeróbica), atua a enzima piruvato desidrogenase (NAD⁺ → NADH).

Ciclo de Krebs

Acetil-CoA: Sequência de 8 reações, juntamente com o oxaloacetato, tendo como produto o próprio oxaloacetato, que retorna ao ciclo e pode prosseguir indefinidamente.

Etapas sucessivas: Acrescentam-se moléculas de água; ocorre a liberação de dióxido de carbono e átomos de hidrogênio.

• H⁺: Oxidados para a formação de ATP.
• CO₂: Dissolve-se nos líquidos corporais e é transportado até os pulmões, onde é eliminado do organismo.

Balanço do Ciclo de Krebs

1 molécula de glicose → 2 piruvatos → 2 Acetil-CoA → 2 ciclos do ácido cítrico.

Rendimento energético: 24 ATP

• NADH: 3 ATP → (2 x 3 → 18 ATP)
• FADH2: 2 ATP → (2 x 1 → 4 ATP)
• GTP: 1 ATP → (2 x 1 → 2 ATP)

Ciclo de Cori

Ativado em situações onde há fornecimento limitado de oxigênio (ex: músculo durante exercício vigoroso) → o piruvato é reduzido a lactato. Quando o oxigênio torna-se novamente disponível, o lactato é reoxidado no fígado, gerando glicose novamente.

Reações:

• Piruvato → Lactato (lactato desidrogenase, consome NADH para gerar NAD) → via anaeróbia.
• Piruvato → Acetil-CoA (piruvato desidrogenase, utiliza TPP, FAD e converte NAD para NADH) → via aeróbia.
• Glicose → Lactato → Lactato → Lactato → Glicose → Glicose (músculo e sangue).

Glicogenólise

Quebra do glicogênio em glicose, ocorre no fígado e nos músculos. Utilizada quando há necessidade de glicose no organismo; a glicose é produzida a partir dos depósitos existentes de glicogênio (fígado).

Glicogênio → (Fosforilase) → Glicose-1-Fosfato → Glicose-6-Fosfato → Glicose.

* Processo que converte o glicogênio em glicose.

Glicogênese

Síntese de glicogênio a partir de glicose. Utilizada sempre que o nível de glicose no sangue estiver acima do normal.

Glicogênio ← Glicose-1-Fosfato ← Glicose-6-Fosfato → Piruvato.

Entre o glicogênio e a glicose-1-fosfato atua a enzima glicogênio sintetase. Ligado à glicose-6-fosfato (com duas setas à esquerda), atuam a glicoquinase e a hexoquinase derivadas da glicose (Glicose-6-P ← Hexoquinase, Glicoquinase ← Glicose).

Gliconeogênese ou Neoglicogênese

Formação de glicose partindo de fontes que não sejam carboidratos (CHO), ou seja, de aminoácidos, glicerol e lactato.

• É o reverso da glicólise.
• O fígado tem capacidade enzimática de realizar a gliconeogênese.