SP1 - Carboidratos

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1. Como o IMC é calculado e qual é a sua classificação?Bioquímica 1 - Carboidratos
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2. Qual seriam as outras formas de identificação/classificação de obesidade? 
3. Descreva o processo de digestão, absorção, transporte e armazenamento do carboidrato. 
4. Como ocorre a respiração celular? Como é a transformação de carboidrato em energia e quais os subprodutos finais?
5. O que é e o que compõe a pirâmide alimentar? 
6. O que é, o que faz um carboidrato e qual sua classificação. Como o carboidrato é transformado em lipídeos? 
Como o IMC é calculado e qual é a sua classificação?
 
Cálculo do Índice de Massa Corporal (IMC)
Descrição
A obesidade pode ser definida como o grau de armazenamento de gordura no organismo associado a riscos para a saúde devido a sua relação com várias complicações metabólicas. A base da doença é o processo indesejável do balanço energético positivo, resultando em ganho de peso. No entanto, a obesidade é definida em termos de excesso de peso. O índice de massa corporal (IMC) é o índice recomendado para a medida da obesidade em nível populacional e na prática clínica.
	IMC
	Diagnóstico
	Menor que 18,5
	Baixo peso
	Entre 18,5 e 24,9
	Intervalo normal
	Entre 25 e 29,9
	Sobrepeso
	Entre 30 e 34,9
	Obesidade classe I
	Entre 35 e 39,9
	Obesidade classe II
	Maior que 40
	Obesidade classe III
Classificação do IMC: 
A classificação é baseada na associação entre IMC e mortalidade.
Os anos de vida perdidos relacionam-se com o grau de obesidade (The Heart, 2006):
Dos 20 aos 30 anos de idade perdem-se 5 anos de vida se o IMC for de 30-35
Dos 20 aos 30 anos de idade perdem-se 7 anos de vida se o IMC for de 35-40
Existe ainda uma boa relação entre as classes referidas de obesidade e o risco de comorbilidades: Assim, esta medição pode ser usada para estimar a prevalência da obesidade numa população, bem como os riscos a ela associados. No entanto, e embora exista uma boa correlação entre este índice e a massa gorda corporal, o IMC não entra em conta com a variação da distribuição corporal da gordura e pode não corresponder ao mesmo grau de obesidade ou riscos associados em diferentes indivíduos e populações. Para além disso, em certos casos, nomeadamente nos atletas, nos indivíduos com edemas e com ascite, o IMC não é uma determinação fiável da obesidade pois não permite distinguir a causa do excesso de peso. Então, embora na maioria dos casos se possa assumir que indivíduos com IMC ≥30 têm excesso de massa gorda no seu corpo, a OMS aconselha que os valores de IMC sejam interpretados com cautela. 
Uma vez que o IMC permite, duma forma rápida e simples, dizer se um indivíduo adulto tem baixo peso, peso normal ou excesso de peso, foi adoptado internacionalmente para classificar a obesidade (OMS, 2000).
MASSA GORDUROSA E DISTRIBUIÇÃO DE GORDURA Qual seriam as outras formas de identificação/classificação de obesidade? 
 A relação circunferência abdominal/quadril (RCQ) foi inicialmente, a medida mais comum para avaliação da obesidade central, mas há aproximadamente 20 anos reconheceu-se que pode ser menos válida como medida relativa. No entanto, na população brasileira, a RCQ também demonstrou associar-se a risco de comorbidades. A medida da circunferência abdominal reflete melhor o conteúdo de gordura visceral que a RCQ e também se associa muito à gordura corporal total. Sugeriram-se vários locais e padrões para avaliar a circunferência abdominal. Solicita-se ao paciente em posição supina que inspire profundamente, e, ao final da expiração deve ser realizada a medida. Pode-se realizar a medida no maior perímetro abdominal entre a última costela e a crista ilíaca, segundo recomendações da OMS. Já a I Diretriz Brasileira de Diagnóstico e Tratamento da Síndrome Metabólica recomenda medir a circunferência abdominal no ponto médio entre o rebordo costal inferior e a crista ilíaca. Toma-se a medida do quadril, no seu maior diâmetro, com a fita métrica, passando sobre os trocânteres maiores.
 O critério da Federação Internacional de Diabetes, que estabelece como ponto de corte para risco cardiovascular aumentado a medida de circunferência abdominal igual ou superior a 94 cm em homens e 80 cm em mulheres. A relação entre circunferência abdominal e gordura corporal difere segundo a idade, diferentes grupos étnicos, sendo que os pontos de corte para asiáticos e indianos, para o mesmo nível de risco, são menores por se associarem a aumento de risco para complicações metabólicas. De acordo com o National Cholesterol Education Program (NCEP) – Adult Treatment Panel III (ATP-III), o ponto de corte deve ser de 102 cm para homens e 88 cm para mulheres.
AVALIAÇÃO COMBINADA 
A associação da medida da circunferência abdominal com o IMC pode oferecer uma forma combinada de avaliação de risco e ajudar a diminuir as limitações de cada uma das avaliações isoladas, mas no rastreamento inicial (prevenção primária), o IMC pode ser usado isoladamente.
OUTRAS FORMAS DE AVALIAÇÃO 
Existem várias formas de avaliar o peso e a composição corporal, desde a pesagem hidrostática (peso submerso), composição corporal por absorciometria com raios-X de dupla energia (DEXA) e técnicas de imagem como ressonância magnética, tomografia computadorizada, mas apresentam custo elevado e uso limitado na prática clínica. 
· A tomografia computadorizada e a ressonância magnética estimam a quantidade de gordura visceral medida pela área de gordura na altura de L4-L5 ou por avaliação volumétrica por múltiplos cortes abdominais em tomografia espiral de L1-L4. Estudos mais recentes propõem um corte único 5 a 10 cm acima de L4-L5 ou em L2-L3.
Alternativas como a estimativa da composição corporal pela somatória de medidas de pregas cutâneas, ultrassonografia, análise de bioimpedância são disponíveis e menos onerosas.
A somatória de medidas de pregas cutâneas é realizada através de medidas por adipômetro, baseada em equações, obtém-se a densidade corporal e o percentual de gordura corporal. Baseia-se na correlação entre a gordura localizada nos depósitos adiposos subcutâneos e a gordura corporal total. As pregas cutâneas mais usadas são a subescapular, triciptal, biciptal, suprailíaca e da coxa. Embora bastante popular, é um método influenciado pela habilidade do avaliador, pelo tipo de adipômetro utilizado, por fatores individuais, pela equação de predição usada, pelo grau de hidratação e espessura da pele, tendo uma baixa reprodutibilidade e um elevado grau de variabilidade interexaminador. 
· A ultrassonografia tem sido documentada para avaliar a gordura visceral e apresenta excelente correlação com a ressonância magnética e a tomografia computadorizada, podendo medir a espessura do tecido adiposo e tecidos mais profundos nas diferentes regiões corporais. Considera-se bom método para quantificar o tecido adiposo intra-abdominal, com a vantagem de ser uma alternativa menos dispendiosa.
· A bioimpedância, ou impedanciometria elétrica baseia-se no corpo humano ser composto por água e íons condutores elétricos (o tecido adiposo impõe resistência a passagem da corrente elétrica ao passo que o tecido muscular esquelético, rico em água, é um bom condutor). No exame de bioimpedância, uma corrente elétrica alternante de baixa intensidade é conduzida através do corpo. A impedância é calculada com base na composição de dois vetores: a resistência e a reatância (a resistência é a restrição ou a voltagem perdida na passagem da corrente elétrica através do corpo e depende da quantidade de água presente ao passo que a reatância é outra força resistiva caracterizada pelo armazenamento da corrente durante a passagem pelas membranas e pelo meio intracelular). Nos modelos tetrapolares, os resultados são obtidos a partir de equações preditivas, utilizando sexo, idade, raça, peso e altura, estimando a massa gorda, massa livre de gordura, água corporal total extra e intracelular. Trata-se de um método prático que independe da habilidade do examinador, mas que pode ser influenciado pela temperatura ambiente, realização de atividadefísica, consumo de alimentos e bebidas, menopausa, ciclo menstrual, devendo ser realizado com jejum de pelo menos 4 h, sem atividades físicas por 12 horas, com abstinência alcoólica por 24 horas, preferencialmente sem uso de diuréticos por 7 dias, e as mulheres devem realizar entre o 7º e 21°dia do ciclo menstrual. Aparelhos octopolares multifrequenciais são menos dependentes da hidratação corporal, sendo mais precisos na avaliação da composição corporal de idosos (que têm perda de massa muscular) e de crianças e adolescentes (que têm maior hidratação da massa livre de gordura). Através da massa livre de gordura, os aparelhos de bioimpedância fazem uma estimativa da taxa metabólica basal. Os aparelhos de bioimpedância octopolares e a ultrassonografia podem fazer estimativas da gordura visceral que foram validadas em estudos comparativos com tomografia e ressonância. A calorimetria indireta é um método muito pouco disponível, mas que pode ser útil na avaliação de desequilíbrios do balanço energético. Pode identificar indivíduos com taxa metabólica de repouso baixa, que seria um indicador de risco para ganho de peso, em pacientes hipometabólicos, que podem necessitar de tratamento mais intensivo. 
· A calorimetria indireta fornece ainda o quociente respiratório (QR), que é indicativo do substrato energético que está sendo oxidado. Pacientes com QR mais elevado oxidam preferencialmente carboidratos (oxidam proporcionalmente menos gordura) e têm menor “flexibilidade metabólica”, maior resistência à insulina e mais lípides intramiocelulares.
https://abeso.org.br/wp-content/uploads/2019/12/Diretrizes-Download-Diretrizes-Brasileiras-de-Obesidade-2016.pdf
O excesso de gordura corporal não provoca sinais e sintomas diretos, a menos que atinja valores extremos.
Sintomas:
· Limitações de movimento. 
· Predisposição a contaminação com fungos e outras infecções de pele em suas dobras de gordura. 
· Sobrecarregamento da coluna e membros inferiores, apresentando, em longo prazo, degenerações (artroses) de articulações da coluna, quadril, joelhos e tornozelos. 
· Doença varicosa superficial e profunda (varizes) com úlceras de repetição e erisipela.
Carboidrato
 Os carboidratos (sacarídeos) são as moléculas orgânicas mais abundantes na natureza. Eles possuem grande variedade de funções, que incluem o fornecimento de fração significativa da energia na dieta da maioria dos organismos, a atuação como forma de armazenamento de energia no corpo e como componentes da membrana celular, mediando algumas formas de comunicação intercelular. Os carboidratos também servem como componentes estruturais de muitos organismos, incluindo a parede celular de bactérias, o exoesqueleto de muitos insetos e as fibras de celulose das plantas. (Nota: o conjunto completo de carboidratos produzidos por um organismo é o seu glicoma) A fórmula empírica para muitos dos carboidratos mais simples é (CH2O)n, na qual n ≥ 3, daí o nome “hidrato de carbono”.
Os carboidratos e seus derivados, também chamados de glicídios, açúcares ou hidratos de carbonos, são as moléculas orgânicas mais abundantes na Terra e possuem uma grande variedade de funções de teor energética, informativo e estrutural.
 Carboidratos são poli-hidroxialdeídos (várias hidroxilas e uma carbonila aldeídica) ou poli-hidroxicetonas (várias hidroxilas e uma carbonila cetônica), ou substâncias que geram esses compostos quando hidrolisadas. A fórmula empírica para a maioria dos carboidratos mais simples é (CH2O) n, sendo n>3; alguns também contêm nitrogênio, fósforo ou enxofre. Podem ser classificados em quatro grupos: • Monossacarídeos • Dissacarídeos • Oligossacarídeos • Polissacarídeos
O que é, o que faz um carboidrato e qual sua classificação. Como o carboidrato é transformado em lipídeos? 
MONOSSACARÍDEOS 
 Os monossacarídeos, ou açúcares simples, constituem o tipo mais simples de carboidratos, sendo chamados de aldoses ou cetoses, segundo o grupo funcional que apresentam, aldeído ou cetona. São glicídios simples, não ramificados, não hidrolisáveis, hidrossolúveis e constituídos apenas por ligações simples entre carbonos. De acordo com seu número de átomos de carbono, podem ser designados: • Trioses • Tetroses • Pentoses • Hexoses • Heptoses. Os monossacarídeos mais simples são as duas trioses: o gliceraldeído, uma aldotriose, e a diidroxiacetona, uma cetotriose. O gliceraldeído apresenta um carbono (C2) assimétrico, dando origem a dois isômeros: D e L. Os outros monossacarídeos são teoricamente derivados destas trioses; os que são biologicamente importantes apresentam, sempre, configuração D. 
Isomeria 
 Todos os monossacaraídeos (exceto as cetotrioses) contêm um ou mais carbonos quirais e, portanto, ocorrem formas isoméricas opticamente ativas, os enantiômeros. No caso do gliceraldeído, que contém um centro quiral, apresenta dois enantiômeros, um designado isômero D, e o outro é isômero L. Geralmente, uma molécula com n centros quirais pode ter 2n enantiômeros e estes podem ser divididos em dois grupos de acordo com a configuração do centro quiral mais distante do grupo carbonil da molécula. Aqueles nos quais a configuração do carbono de referência é a mesma do D-gliceraldeído são designados isômeros D, e aqueles com a mesma configuração do L-gliceraldeído são isômeros L. Desse modo, em uma projeção na qual o carbonil se encontra no topo, se a hidroxila do carbono de referência estiver à direita, é o isômero D, quando à esquerda, é o isômero L. A designação D ou L está associada às propriedades físicas e químicas, mas não determinam a atividade ótica dos compostos. Quando um feixe de luz plano – polarizada passa através de uma solução de um isômero ótico, ele poderá sofrer um desvio para a direita. Neste caso dizemos que a molécula é dextrógira e atribuímos o sinal (+). Quando o desvio apresentado é para o lado esquerdo dizemos que a substância é levógira e atribuímos o sinal (-). Assim, a partir da fórmula estrutural da molécula podemos dizer se o isômero é da série D ou da série L. No entanto, para sabermos se um composto é levógiro ou dextrógiro necessitamos de um dado experimental. 
Ciclização 
 Em soluções aquosas, os monossacarídeos com mais de quatro átomos tendem a formar estruturas cíclicas. O anel é formado pela reação do grupo carbonila com uma hidroxila. Como a molécula dos monossacarídeos apresenta várias hidroxilas, os “dobramentos” da cadeia linear fazem com que a reação de formação do anel ocorra a partir da hidroxila espacialmente mais próxima do grupo carbonila. As estruturas cíclicas mais estáveis são as furanoses e as piranoses, nomes dados pela semelhança com os ésteres cíclicos com 5 e 6 carbonos, furano e pirano. 
 A estrutura cíclica de uma aldose é um hemiacetal, uma vez que é formada pela combinação de um aldeído e uma hidroxila e a estrutura cíclica de uma cetose é um hemicetal, uma vez que é formada pela combinação de uma cetona e uma hidroxila. Quando a estrutura cíclica é estabelecida, surge um novo carbono assimétrico e, assim, mais um par de isômeros pode ocorrer. Esse átomo de carbono é denominado anomérico.
 1. Os anômeros podem ser classificados em α e ẞ, que diferem quanto a posição da hidroxila do carbono anomérico. O isômero que possui a hidroxila voltada para baixo do plano é o isômero α e aquele possui a hidroxila voltada para cima é o isômero ẞ. Os anômeros de um glicídio em solução estão em equilíbrio um com o outro (e com a sua forma aberta, apesar de aparecer em pequena proporção) e podem ser espontaneamente interconvertidos (um processo denominado mutarrotação).
 2. Glicídeos redutores. Se o grupo hidroxila ligado ao carbono anômero de um glicídeo na forma cíclica não estiver ligado a qualquer outro composto por uma ligação glicosídica, o anel poderá ser aberto. Esse glicídeo poderá atuar como agente redutor, sendo denominado glicídeo redutor. Ele pode reagir com agentes cromogênicos (p. ex., o reagente de Benedict), causando redução e coloração do reagente, enquanto o grupo aldeídodo açúcar acíclico torna-se oxidado a grupo carboxila. Todos os monossacarídeos, mas nem todos os dissacarídeos, são glicídeos redutores. (Nota: frutose, uma cetose, é um glicídeo redutor porque pode ser isomerizado a uma aldose.)
OLIGOSSACARÍDEOS
São carboidratos constituídos por um pequeno número de moléculas de monossacarídeos unidas por ligações glicosídicas. Entre os oligossacarídeos, os mais comuns são os dissacarídeos. 
DISSACARÍDEOS
 Consistem em dois monossacarídeos unidos covalentemente por uma ligação glicosídica, na qual um grupo hidroxila de uma molécula de açúcar, normalmente cíclica, reage com a hidroxila do carbono anomérico de outro açúcar, havendo a liberação de uma molécula de água. 
As ligações glicosídicas podem ser designadas de acordo com a posição do grupo hidroxila no carbono anomérico do glicídio envolvido na ligação. Se esse grupo hidroxila está na configuração α, a ligação é uma ligação α. Se o grupo estiver na configuração ẞ, a ligação é uma ligação ẞ. A lactose, por exemplo, é sintetizada pela formação de uma ligação glicosídica entre o carbono 1 de uma ẞ - galactose e o carbono 4 da glicose. A ligação é, dessa forma, uma ligação glicosídica ẞ (1 4)
Dentre os principais dissacarídeos encontram-se:
· Sacarose: Formada pela união entre α-D-glicose e por ẞ-D-frutose. É o glicídio nacionalmente denominado de açúcar e está presente em grandes quantidades na cana de açúcar e na beterraba. A hidrólise desse dissacarídeo é possível pela ação da enzima sacarase. 
· Maltose: Normalmente resultantes de hidrólise do amido, composto da junção de uma molécula de α-D- glicose e outra de β-D-glicose, através de uma ligação O-glicosídica.
· Lactose: Predominante no leite, formada pela união entre a galactose e a glicose. 
POLISSACARÍDEOS
São polímeros constituídos de centenas ou milhares de resíduos de monossacarídeos, geralmente glicose, formando cadeias lineares, como na celulose, ou cadeias ramificadas, como no glicogênio e no amido. Também chamados de glicanos, os polissacarídeos diferem uns dos outros na identidade das unidades de monossacarídeos repetidas, no comprimento das cadeias, nos tipos de ligação unindo as unidades e no grau de ramificação. De acordo com a identidade das unidades, temos a seguinte classificação:
1. Homopolissacarídeos: Contêm uma única espécie monomérica em toda a molécula. Ex.: amido, glicogênio, celulose, insulina e quitina. 
2. Heteropolissacarídeos: Contêm dois ou mais tipos diferentes de monossacarídeos. Ex.: glicosaminoglicanos, ácido hialurônico.
Dentre os principais polissacarídeos encontrados na natureza, temos:
· Amido: É um polímero de α-D- -glicose, que funciona como reserva energética pelas plantas e por alguns animais como fonte de alimento.
· Glicogênio: É um polímero de subunidades de glicose, assim como o amido, porém é mais ramificado e mais compacto. Constitui o principal polissacarídeo de armazenamento das células animais, encontrado no retículo endoplasmático liso das células hepáticas e musculares. O glicogênio hepático é uma peça importante no processo de regulação da glicemia e o muscular, é a grande fonte de energia para o movimento
· Celulose: Caracterizado como um homopolissacarídeo linear e não ramificado, constituído por 10.000 a 15.000 unidades de D-glicose. É uma substância fibrosa, flexível e insolúvel em água, encontrada na parede celular das plantas, particularmente no caule, no tronco e em toda a porção de madeira da planta. A natureza rígida e fibrosa da celulose a torna útil para produtos comerciais como papelão e material para isolamento, e ela é um dos principais componentes dos tecidos de algodão e linho. A celulose é também a matéria-prima para a produção comercial de celofane e seda artificial.
· Quitina: É uma substância de sustentação para alguns animais, sendo o principal componente dos exoesqueletos duros de aproximadamente 1 milhão de espécies de artrópodes. É um polímero linear, com ligações ẞ entre as unidades de N-acetil glicosamina. A única diferença química em comparação com a celulose é a substituição de um grupo de hidroxila em C-2 por um grupo de amina acetilado.
Carboidratos Resumo
Metabolismo = é um conjunto e ocorrências na célula que juntas visam fornecer a célula energia química para processos metabólicos através de degradação de macromoléculas, formação de biomoléculas como proteínas e aminoácidos.Defina metabolismo, anabolismo e catabolismo.
Reações catabólicas = são ditas reações convergentes. É a parte degradativa do metabolismo, pela qual moléculas grandes e complexas são degradadas a moléculas mais simples. Este processo libera energia que pode ser armazenada na forma de ATP. As reações catabólicas têm o propósito de capturar a energia química, obtida da degradação de moléculas combustíveis, ricas em energia, formando trifosfato de adenosina (ATP, do inglês adenosine triphosphate). A energia para a formação de ATP é gerada pela degradação de moléculas complexas, que ocorre em três estágios, como mostrado na Figura 8.3. (Nota: as vias catabólicas são geralmente oxidativas e necessitam de coenzimas oxidadas, como nicotinamida-adenina-dinucleotídeo [NAD+].) O catabolismo também permite que moléculas da dieta (ou moléculas nutrientes armazenadas nas células) sejam convertidas em blocos cons-titutivos necessários para a síntese de moléculas complexas. O catabolismo é, então, um processo convergente, ou seja, uma ampla variedade de moléculas é transformada em poucos produtos finais.
Reações anabólicas = são ditas reações divergentes. São reações de síntese onde moléculas simples e pequenas se juntam formando moléculas maiores e mais complexas. Estas reações necessitam de energia para ocorrer, esta energia pode vir das moléculas aceptoras de elétrons. Ao contrário do catabolismo, o anabolismo é um processo divergente, no qual poucos precursores biossintéticos (como os aminoácidos) formam uma ampla variedade de produtos poliméricos ou complexos (como as proteínas. As reações anabólicas são endergônicas, isto é, necessitam de energia, via de regra, fornecida pela hidrólise do ATP, produzindo difosfato de adenosina (ADP, do inglês adenosine diphosphate) e fosfato inorgânico (Pi). (Nota: as reações catabólicas geram energia [são exergônicas].) Com frequência, as reações anabólicas envolvem reduções químicas em que o poder redutor é, geralmente, fornecido pelo doador de elétrons NADPH.
Trajeto do Alimento no Sistema Digestório
Hormônios, parácrinos e neurotransmissores do sistema digestórioDescreva o processo de digestão, absorção, transporte e armazenamento do carboidrato. 
1. Neurócrinos (neurotransmissores), hormônios, candidatos a hormônios e parácrinos
Regulam as funções do sistema digestório. Os hormônios, os candidatos a hormônios, os parácrinos do sistema digestório e o SNI exercem regulação intrínseca das funções do sistema digestório.
2. Neurócrinos ou neurotransmissores (NT)
São secretados pelos terminais de neurônios pré-sinápticos, sendo liberados nas fendas sinápticas e, após interagirem com receptores específicos dos neurônios pós-sinápticos, ativam direta ou indiretamente canais iônicos, o que gera potenciais pós-sinápticos excitatórios ou inibitórios. Os NT mais importantes do sistema digestório são: acetilcolina (ACh), norepinefrina (NE), óxido nítrico (NO), encefalinas e neuropeptídios: vasoativo intestinal (VIP), liberador de gastrina (PLG), substância P e neuropeptídio Y (NPY).
· ACh: NT parassimpático do SNA e do SNI – age, em geral, estimulando a motilidade e as secreções, assim como causa vasodilatação no sistema digestório.
· NE: NT das fibras simpáticas do SNA – diminui, em geral, a motilidade e as secreções, secundariamente à vasoconstrição no sistema digestório.
· NO e encefalinas: agem, em geral, como NT que ativam respostas inibitórias.
· VIP: NT de fibras parassimpáticas – age, em geral, como inibidor da motilidade e eleva a secreção do pâncreas exócrino.
· PLG: NT de fibras vagais – estimulam a secreção das célulasG antrais, secretoras de gastrina.
· Substância P: NT parassimpático – estimula a secreção salivar, agindo em receptores das células acinares, e inibe a motilidade do TGI.
· NPY: produz relaxamento da musculatura lisa do TGI e reduz processos de secreção intestinal.
3. Hormônios do sistema digestório
Sintetizados por células ou grupos de células endócrinas da parede do sistema digestório; após serem levados ao fígado pela circulação porta, atingem as células-alvo localizadas no próprio sistema digestório, via circulação sistêmica. São apenas 5 peptídios que têm status de hormônio: gastrina, colecistocinina (CCK), secretina, peptídio inibidor gástrico (GIP) e motilina.
· HCl, agindo nas células oxínticas e G – diminuindo a secreção de gastrina, retarda o esvaziamento gástrico, inibe o efeito trófico da gastrina, tem efeito trófico sobre o pâncreas exócrino e potencializa a ação da CCK.
· GIP: tem 42 aminoácidos. Secreção: células endócrinas do delgado. Estímulo: produtos da hidrólise de todos os macronutrientes. Funções no sistema digestório: reduz a secreção e a motilidade gástrica. Eleva a secreção de insulina das células β das ilhotas do pâncreas endócrino.
· Motilina: tem 22 aminoácidos. Secreção: delgado; é secretada em fase com o CMM (complexo migratório mioelétrico). Função: aumenta a motilidade do TGI.
	 Hormônios gastrintestinais
	
Hormônios
	
Famílias hormonais
	
Locais de liberação
	
Estímulos para a secreção
	
Ações
	
Gastrina
	
Gastrina-CCK
	
Células G antrais e duodenais
	
Peptídios, aminoácidos PLG, acetilcolina, distensão gástrica
	· Efeito trófico, mucosa antral
· Estimulação das células parietais com liberação de HCl
	CCK
	Gastrina-CCK
	Células I do duodeno e jejuno proximal
	Produtos da hidrólise lipídica e proteica
	· Estimulação da secreção de enzimas do pâncreas
· Contração da vesícula biliar
· Relaxamento do esfíncter de Oddi
· Diminuição da velocidade de esvaziamento gástrico
· Efeito trófico no pâncreas exócrino
· Potencialização do efeito da secretina
	Secretina
	Secretina-glucagon
	Células S do duodeno e jejuno proximal
	PH ácido
	· Estimulação da secreção de HCO3– dos ductos pancreáticos e biliares
· Inibição das células parietais e G
· Inibição de efeito trófico da gastrina
· Diminuição da velocidade de esvaziamento gástrico
· Efeito trófico no pâncreas exócrino
· Potencialização do efeito da CCK
4. Candidatos a hormônios: polipeptídio pancreático (PP), enteroglucagon e entero-oxintina
PP: tem 36 aminoácidos. Secreção: pâncreas. Estímulos: principalmente, glicose. Funções: diminui a secreção de bicarbonato e de enzimas do pâncreas exócrino.
· Enteroglucagon: 
Secreção: íleo. 
Estímulos: produtos da hidrólise lipídica e de carboidratos. 
Função: desconhecida.
· Entero-oxintina: 
Secreção: duodeno e jejuno. 
Estímulos: desconhecidos. 
Função: eleva a secreção de HCl gástrico por via desconhecida.
5.  Parácrinos do sistema digestório
Secretados por células endócrinas, atingindo as células-alvo nas suas proximidades, via difusão no interstício ou por circulação capilar. Dois principais – histamina e somatostatina.
· Histamina: 
Secreção: células enterocromafins do estômago, na região oxíntica. 
Estímulo: chegada do quimo ao estômago. 
Funções: inibe a secreção de HCl nas células oxínticas, através dos receptores H2, potencializa a ação da acetilcolina e da gastrina.
· Somatostatina: 
Secreção: células D do estômago. 
Estímulos: pH intragástrico menor que 3,0. 
Funções: inibe as células G, secretoras de gastrina, agindo como reguladora do pH intragástrico. Neurônios colinérgicos vagais inibem as células D e o efeito da somatostatina sobre as células G.
Fisiologia, 5ª edição
AIRES, Margarida de Mello
Glicogênio, Insulina e Glucagon
Glicogênio
Síntese e Degradação do Glicogênio
 Os principais sítios de armazenamento de glicogênio são o músculo e o fígado. Nestes tecidos o glicogênio é armazenado na forma de grânulos, aonde estão presentes também as enzimas responsáveis pela sua metabolização. A fisiologia do músculo esquelético é diferente daquela do fígado, pois somente estoca glicogênio para satisfazer suas necessidades próprias, enquanto que o glicogênio armazenado pelo fígado é utilizado principalmente para manutenção dos níveis de glicose sanguíneos. A síntese e a degradação do glicogênio estão diretamente relacionadas à ação de duas enzimas, a glicogênio sintetase (síntese) e a glicogênio fosforilase (degradação), as quais estão sob a regulação dos hormônios insulina e glucagon.
Enzima marca-passo da reação de glicogênio: Glicogênio Sintetase (ativada pela insulina)
Glicogênio
Síntese
 Após uma refeição rica em carboidratos e com a elevação da concentração da glicose sanguínea ocorre a liberação de insulina pelo pâncreas. No fígado e músculo, a insulina tem um efeito imediato, que é caracterizado pela ativação da enzima glicogênio sintetase, a qual converte o excesso de glicose livre em uma cadeia de glicose denominada glicogênio.
A glicose circulante entra nas células hepáticas e musculares através do transportador de alta capacidade do tipo GLUT, sendo que a concentração elevada de glicose intracelular provoca a dissociação da hexoquinase da sua proteína nuclear reguladora. Uma vez ativa, a hexoquinase fosforila a glicose, formando glicose 6-fosfato, o que estimula a glicólise (nas células musculares) e fornece o material para a síntese do glicogênio. Essa síntese pode chegar até 10% do peso total do fígado. O glicogênio hepático serve como reservatório de glicose para os tecidos, quando a glicose da alimentação não está disponível (particularmente para o sistema nervoso central).
Degradação
 Quando os níveis de glicose sanguínea diminuem, ocorre um aumento na secreção do hormônio glucagon, que tem a função principal de sinalizar a liberação de glicose para a circulação, proveniente da degradação do glicogênio hepático. O glucagon liga-se ao seu receptor de membrana nos hepatócitos e acarreta na ativação de uma enzima denominada PKA (Proteína Quinase A).
Glicogênio
Essa enzima, por sua vez, inativará por fosforilação a enzima glicogênio sintetase, bloqueando a síntese de glicogênio. A PKA também inativa a PFK-1 (fosfofruto quinase) reduzindo desta forma a glicólise. Nessa condição, o fígado produz glicose 6-fosfato pela quebra do glicogênio e por gliconeogênese, e cessa o emprego da glicose tanto para alimentar a via glicolítica como para a síntese do glicogênio, maximizando desta forma a quantidade de glicose que ele pode lançar na corrente sanguínea.
 A quebra do glicogênio requer uma reação de desramificação para fosforolisar as ligações glicosídicas dos resíduos de glicose, nos pontos ramificados da estrutura de glicogênio. A primeira reação é catalisada pela enzima glicogênio-fosforilase, a qual cliva as ligações (alfa 1-4) do glicogênio. Neste instante, moléculas de glicose 1-fosfato são liberadas. A enzima fosfoglicomutase pode converter a glicose 1-fosfato em glicose 6-fosfato (reação reversível). Assim, a glicose 6-fosfato pode ser disposta para a glicólise no músculo, ou para elevar a glicemia pelo fígado.
REFERÊNCIAS
CAMPBELL, Mary K. Bioquímica, 3 ed. Porto Alegre: Artmed, 2000.
 NELSON, David L;Cox, Michael M.; Lehninger-Princípios de Bioquímica, 4 ed. São Paulo: Savier, 2006.
ROBERGS, Roberto A; ROBERTS, Scott O. Princípios Fundamentais de Fisiologia do Exercício para Aptidão, Desempenho e Saúde. 1 ed. São Paulo: Phorte, 2002.
Insulina
Em um homem adulto, o pâncreas endócrino contém aproximadamente 1 milhão de células nas ilhotas de Langerhans. Dentro dessas ilhotas, encontram-se quatro tipos de células: as células beta, responsáveis pela produção de insulina; as células alfa, produtoras de glucagon; as células delta, que liberam somatostatina; as células PP, que produzem peptídios pancreáticos.
De modo mais específico, a insulina, produzida pelas células beta, é uma proteína pequena, constituída de duas cadeias polipeptídicas (“A” e “B”), sendo que acadeia “A” contém 21 aminoácidos e “B” contém 30 aminoácidos.
Em relação à secreção da insulina, existem vários fatores que implicam em sua regulação. Entre esses fatores estão os nutrientes, os hormônios gastrointestinais e pancreáticos, neurotransmissores e a glicose.
A insulina é sintetizada no pâncreas como um precursor inativo de uma única cadeia pré-pró-insulina. Tal síntese é realizada com uma sequência de sinal aminoterminal, que dirige a passagem da insulina para as vesículas secretoras. A remoção proteolítica da sequência de sinal, assim como a formação das três pontes dissulfeto, produzem a pró-insulina que, por sua vez, é estocada nos grânulos de secreção encontrados nas células pancreáticas do tipo B.Insulina
As concentrações dos hormônios peptídicos dentro dos grânulos de secreção são tão altas que os conteúdos das vesículas são virtualmente cristalinos. Quando o conteúdo desses grânulos é liberado por exocitose, uma grande quantidade desses hormônios é disponibilizada repentinamente. Os capilares são fenestrados, pemitindo assim que as moléculas secretadas do hormônio entrem facilmente na corrente circulatória, sendo transportadas até as células-alvo, ou seja, as células responsáveis pela regulação dos estoques de nutrientes no organismo (células hepáticas, musculares e tecido adiposo).
Receptor da Insulina
A insulina regula tanto o metabolismo energético como a expressão gênica nas células alvo. Seu sinal se dá pela sua ligação ao receptor da insulina localizado na membrana plasmática, onde desencadeará uma resposta. O receptor da insulina ativado pela ligação do hormônio consiste em duas cadeias alfa (α) idênticas que se projetam na face externa da membrana plasmática e em duas subunidades beta (β) transmembrana, com seus terminais carboxilas projetando-se para dentro do citosol.
As cadeias a contêm o domínio da ligação da insulina, e os domínios intracelulares das cadeias ß contêm a atividade da proteína quinase, que transfere um grupo fosforila do ATP para o grupo hidroxila de resíduos do aminoácido tirosina (Tyr) em proteínas-alvo específicas. A via da insulina é apenas uma instância de um tema mais geral no qual sinais hormonais, por meio de vias similares, resultam na fosforilação e, frequentemente, em uma outra proteína quinase, a qual então fosforila uma terceira proteína quinase, e assim por diante. O resultado é uma cascata de reações que amplifica o sinal inicial por muitas ordens de grandeza. Insulina
Como a insulina circulante no plasma vai ter efeito nos tecidos alvos? 
Quando a insulina circula no organismo a glicemia diminui, já que ela irá atuar nos tecidos e captar a glicose do plasma.
Como esse mecanismo será sinalizado pela insulina? 
· Go: efeitos que são ativados pela insulina. 
· Stop: efeitos que são reduzidos pela ação da insulina circulante no plasma. 
Efeitos que são induzidos por insulina: 
· *Captação de glicose em tecido muscular e adiposo, e também no fígado. 
· *Estimulação da via glicolítica. 
· *Síntese de glicogênio já que o fígado irá captar mais glicose e músculo esquelético também, a indução para sintetizar glicogênio será muito maior.
· *Síntese proteica. 
· Captação de potássio e fosfato.
· *Lipólise: Quando mobiliza a gordura para usar os lipídios como fonte de energia.
Efeitos reduzidos pela insulina:
· *Proteólise - em jejum prolongado faz a síntese de proteólise para tentar manter a glicemia. 
· *Gliconeogênese - Degradação de lactato, glicerol e alanina.
· *Glicogenólise
OBS: A insulina terá grande efeito no fígado aumentando a glicogênese (síntese e reserva energética de glicose no fígado e músculo) reduzindo a glicogenólise (degradação de glicogênio). Além do aumento na captação de lipídios, glicose e síntese de lipídios de tecido adiposo.
Qual a diferença da glicogenólise muscular e hepática?
No tecido muscular, não há presença, ação do Glucagon pela falta de receptores. Desse modo, a glicogenólise ocorre apenas pela ação do Glucagon e Adrenalina. 
A insulina terá sinalização autócrina, parácrina e endócrina.
· Toda vez que tiver uma molécula sinalizadora liberada pela célula, ela será ligada a outra molécula localizada na membrana da célula chamada de receptor.
*A insulina fará uma sinalização e precisará de um receptor, ou vários. 
*Uma vez que a célula se liga ao receptor será desencadeada uma via intracelular de transdução de sinal (Maneira pela qual a célula recebe um determinado tipo de sinalização e o transmite para diversos lugares). Insulina
A insulina pode alterar o metabolismo? Sim. 
- Exemplo, ela aumenta a síntese proteica. Alterações metabólicas (Captação de Glicose, Glicogênese e inibição da glicogenólise). - O receptor de insulina após traduzir o sinal e ocorrer uma mudança de conformação ativará uma atividade de tirosina quinase (fosforilação de quirosina uma tirosina que se auto fosforila). Após ser fosforilada, será atraída pelo receptor de insulina que irá fosforilar ela também. 
A insulina aumenta a síntese e bloqueia a degradação de proteínas através da ativação da mTOR. mTOR controla a translação de proteínas diretamente através da fosforilação da p70- ribossomal S6 quinase (p70rsk), que ativa a síntese ribossomal de proteínas através da fosforilação da proteína S6.
Glucagon
 O glucagon é um polipeptídeo, secretado pelas células alfa (α) das ilhotas de Langerhans, composto por 29 aminoácidos, tendo como função principal aumentar a concentração de glicose no sangue, contrapondo-se aos efeitos da insulina. Esta estrutura primária, ou seja, sua sequência de aminoácidos é convertida em uma estrutura tridimensional extremamente simples composta de uma única a-hélice.
 Nesse sentido, os principais efeitos do glucagon sobre o metabolismo da glicose são a degradação do glicogênio hepático e o aumento da gliconeogênese no fígado. Sua ação se dá pelo intermédio de um receptor de membrana associado a proteína G, a qual ativa a enzima adenilato ciclase, o que determina a formação do monofosfato de adenosina cíclico (AMPc), o qual servirá de 2º. mensageiro intracelular de suas ações sobre o metabolismo, representando um poderoso mecanismo amplificador.
Regulação da secreção de glucagon
 A concentração de glicose no sangue constitui o fator mais potente que controla a secreção de glucagon. O efeito do nível da glicemia sobre a secreção do glucagon é exatamente oposto ao efeito da glicose sobre a secreção da insulina. A diminuição da concentração de glicose no sangue de seu nível normal de jejum, de cerca de 90mg-100ml de sangue para níveis hipoglicêmicos, pode aumentar por várias vezes a concentração plasmática de glucagon. Na hipoglicemia, o glucagon é secretado em grande quantidade, sendo que essa secreção aumentada resulta no aumento acentuado do débito de glicose a partir do fígado e, portanto, desempenha a importante função de corrigir a hipoglicemia.
 O aumento dos aminoácidos no sangue também estimula a secreção de glucagon, a partir de uma concentração elevada, causando o mesmo efeito exercido pelos aminoácidos na estimulação da secreção da insulina. A importância desse estímulo da secreção do glucagon pelos aminoácidos está no fato de que esse hormônio promove uma rápida conversão dos aminoácidos em glicose, através da estimulação da gliconeogênese que ocorre principalmente nos tecidos hepáticos.
 Quando a concentração da glicose sanguínea no sangue está abaixo do normal, há um aumento na liberação de glucagon e diminuição na liberação da insulina. O glucagon induz um aumento na concentração da glicose sanguínea e, da mesma forma que a epinefrina, estimula a degradação do glicogênio hepático, ativando a enzima glicogênio fosforilase e inativando a glicogênio sintase. Também, o glucagon inibe a degradação da glicose por meio da glicólise no fígado e estimula a síntese da glicose por meio da gliconeogênese.Glucagon
 Outra função do glucagon é inibir a ação da enzima glicolítica piruvato quinase no fígado, bloqueando dessa forma a conversãodo fosfoenol piruvato em piruvato e prevenindo a oxidação do piruvato através do ciclo do ácido cítrico. É importante mencionar, ainda, que o efeito geral do glucagon é estimular a síntese e a liberação da glicose pelo fígado, além de induzir a mobilização dos ácidos graxos do tecido adiposo, para serem usados como combustível pelos tecidos (que não os cerebrais), no lugar da glicose.
REFERÊNCIAS
Baker, E.N., Blundell, T.L., Cutfield, J.F., Cutfield, S.M., Dodson, E.J., Dodson, G.G., Hodgkin, D.M., Hubbard, R.E., Isaacs, N.W., Reynolds, C.D., al., et (1988) The structure of 2Zn pig insulin crystals at 1.5 A resolution. Philos Trans CAMPBELL, Mary K. Bioquímica. 3 ed. Porto Alegre:
NELSON, David L.; COX, Michael M.; LEHNINGER - Princípios de Bioquímica. 4 ed. São Paulo: Savier, 2006.
Sasaki K, Dockerill S, Adamiak DA, Tickle IJ, Blundell T. 1975. X-ray analysis of glucagon and its relationship to receptor binding. Nature. 
SILVA, Penildon. Farmacologia. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005.
GUYTON, Arthur C. M. D.; HALL, John E. Tratado de Fisiologia Médica. 10 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.A, 2002
Digestão, Absorção, Transporte e Armazenamento
 Os principais carboidratos da dieta são os polissacarídeos, dissacarídeos e monossacarídeos. Os amidos (polímeros da glicose) e seus derivados são os únicos polissacarídeos digeridos em algum grau no trato gastrintestinal humano. A amilopectina, que constitui, geralmente, em torno de 75% do amido da dieta, é uma molécula ramificada, ao passo que a amilose é uma cadeia reta com apenas pontes 1:4α. Os dissacarídeos lactose (açúcar do leite) e sacarose (açúcar de mesa) também são ingeridos, assim como os monossacarídeos frutose e glicose.
 Na boca, o amido é digerido pela amilase-α salivar. O pH ótimo para essa enzima é 6,7. No intestino delgado, tanto a amilase-α salivar quanto a pancreática atuam sobre os polissacarídeos ingeridos — ambas hidrolisam pontes 1:4α, mas poupam pontes 1:6α e 1:4α terminais. Consequentemente, os produtos finais de uma digestão por amilase-α são oligossacarídeos: o dissacarídeo maltose; o trissacarídeo maltotriose; e dextrinas α-limite, polímeros de glicose que contêm uma média de cerca de oito moléculas de glicose com pontes 1:6α. As oligossacaridases responsáveis pela digestão adicional dos derivados do amido estão localizadas na borda em escova das células epiteliais do intestino delgado. Algumas dessas enzimas possuem mais de um substrato. A isomaltase é responsável principalmente pela hidrólise de pontes 1:6α. Juntamente com a maltase e a sacarase, ela também decompõe maltotriose e maltose. A sacarase e a isomaltase são sintetizadas inicialmente como uma cadeia única de glicoproteína que está inserida na membrana da borda em escova. Ela é então hidrolisada por proteases pancreáticas em subunidades de sacarase e isomaltase.
 A sacarase hidrolisa a sacarose em uma molécula de glicose e uma de frutose. Além disso, a lactase hidrolisa a lactose em glicose e galactose.
 A deficiência de uma ou mais dos oligossacarídeos da borda em escova pode causar diarreia, inchaço e flatulência após ingestão de açúcar. A diarreia é consequência de um número aumentado de moléculas de oligossacarídeo osmoticamente ativas que permanecem no lúmen intestinal, causando o aumento do volume do conteúdo intestinal. No colo, bactérias fragmentam alguns dos oligossacarídeos, elevando o número de partículas osmoticamente ativas. O inchaço e a flatulência são causados pela produção de gases (CO2 e H2) a partir de resíduos de dissacarídeos na porção inferior do intestino delgado e do colo.
 As hexoses são absorvidas rapidamente através da parede do intestino delgado. Essencialmente, todas as hexoses são removidas antes que o restante de uma refeição alcance a parte terminal do íleo. As moléculas de açúcar passam das células da mucosa para o sangue, nos capilares que drenam para a veia porta.
 O transporte de glicose e galactose depende do Na+ no lúmen intestinal; uma concentração alta de Na+ na superfície mucosa das células facilita e uma concentração baixa inibe o influxo de açúcar nas células epiteliais. Isso se deve ao fato de que esses açúcares e o Na+ compartilham o mesmo cotransportador, ou simporte, o transportador de glicose dependente de sódio (SGLT, cotransportador glicose-Na+). Os membros desta família de transportadores, SGLT 1 e SGLT 2, se parecem com os transportadores de glicose (GLUT) responsáveis pela difusão facilitada, onde cruzam a membrana celular 12 vezes, e têm seus terminais –COOH e –NH2 no lado citoplasmático da membrana. Contudo, não há homologia com a série GLUT de transportadores. O SGLT-1 é responsável pela captação da glicose da dieta no intestino. O transportador correlato, SGLT-2, é responsável pelo transporte de glicose para fora dos túbulos renais. Como a concentração intracelular de Na+ é baixa nas células intestinais (da mesma forma que em outras células), o Na+ se move para dentro da célula acompanhando seu gradiente de concentração. A glicose movimenta-se com o Na+ e é liberada na célula. O Na+ é transportado para dentro dos espaços intercelulares laterais, e a glicose é transportada pelo GLUT 2 para o interstício, e então para os capilares. Assim, o transporte de glicose é um exemplo de transporte ativo secundário; a energia para o transporte de glicose é fornecida indiretamente pelo transporte ativo de Na+ para fora da célula. Isso mantém o gradiente de concentração por meio da borda luminal da célula, de modo que entre mais Na+, e consequentemente, mais glicose. Quando há uma deficiência congênita do cotransportador Na+, glicose, a má absorção de glicose/galactose resultante causa diarreia grave, que muitas vezes é fatal se glicose e galactose não forem removidas da dieta prontamente. A glicose e seus polímeros também podem ser usados para reter Na+ na doença diarreica.
 Como observado, o SGLT-1 também transporta galactose, mas a frutose utiliza um mecanismo diferente. Sua absorção é independente de Na+ ou do transporte de glicose e galactose; em vez disso, ela é transportada por difusão facilitada do lúmen intestinal para dentro dos enterócitos pelo GLUT 5, e para fora dos enterócitos, em direção ao lúmen, pelo GLUT 2. Parte da frutose é convertida em glicose nas células da mucosa. A insulina exerce pouco efeito sobre o transporte intestinal de açúcares. Nesse aspecto, a absorção intestinal se assemelha à reabsorção de glicose nos túbulos convolutos proximais dos rins; nenhum dos dois processos requer fosforilação, e ambos são essencialmente normais no diabetes, mas deprimidos pelo fármaco florizina. 
Fisiologia Médica de Ganong
Barrett, Kim
Processos de absorção dos carboidratos da dieta
- A maior quantidade de energia fornecida ao organismo é proveniente dos carboidratos.
- Precisa-se fazer todo um processo chamado de digestão para fazer a absorção dos carboidratos da dieta.
Nos alimentos que os seres humanos consomem possuem muitos carboidratos, como os monossacarídeos, ou grandes estruturas poliméricas de açúcares, como os oligossacarídeos e polissacarídeos (muitos açúcares juntos formando uma estrutura -> amido. O amido é a reserva energética das plantas).
- Nos animais, os polissacarídeos de reserva energética que é sintetizado e armazenado é o glicogênio. E esse glicogênio é acumulado no fígado e no tecido muscular esquelético ou cardíaco.
Somente a mastigação não é o suficiente para absorvermos todo o glicogênio presente nos carboidratos. E então é necessário fazer o processo chamado de digestão. É um processo demorado.
- A mastigação demora por volta de 1 minuto, e é triturado junto com a saliva (a saliva umecta o alimento e faz uma massa pastosa). A amilase salivar converte amido e glicogênio, que são polissacarídeos em dissacarídeos. A digestão dos carboidratos começa com a amilase salivar na boca. Apósisso, a comida irá passar pelo esôfago e conduzir até o estômago durante uns 30 segundos. O alimento ficará no estômago de 1 a 2 horas, ou até de 4 a 5 horas, dependendo do tipo de alimento. O estômago produz ácido clorídrico, e o suco gástrico que tem o pH ácido desnatura proteínas (ácido clorídrico), e a pepsina que é uma protease vai degradar proteínas parcialmente (irá fazer uma digestão parcial). E então o alimento é armazenado no estômago de 1 a 3 horas, e o ácido clorídrico está presente no estômago também servindo como uma barreira para a entrada de microrganismos (faz com que esses microrganismos vindos do alimento ou da água não proliferem no estômago. Conseguimos sobreviver sem água filtrada, por exemplo, mas de vez enquanto quando estiver contaminada demais pode dar algum problema, como diarreia. Sem a presença desse ácido clorídrico no estômago morreríamos). Alimento com ácido muito alto é chamado de quimo ácido. Então, o alimento sai do estômago e vai para o intestino delgado, o quimo ácido vai para a porção superior do duodeno e ocorre uma resposta do duodeno para neutralizar esse pH. No duodeno termina o que não foi feito na boca. A partir daí as enzimas funcionam em um pH neutro, e o grosso do alimento será digerido pelas enzimas pancreáticas (protease pancreática -> tripsina) e leva de 1 a 5 horas. E quando esse alimento estiver sendo digerido no intestino delgado, ocorrerá a absorção dos nutrientes da dieta.Trajeto Resumido
O trato gastrointestinal será capaz de absorver depois de 8 a 12 horas: oligopeptídeos, maltose, nucleotídeos, ácidos graxos e glicerol, aminoácidos, glicose, frutose e galactose.
Fase Absortiva: 2 a 4 horas
* Por isso, ao fazer um exame de sangue é pedido jejum de 8 a 12 horas, já que demora esse tempo para ser feito completamente a digestão. E é o tempo que poderia ocorrer uma alteração plasmática decorrente dos alimentos ingeridos, exemplo: a glicemia (açúcar -> glicose) pode ser alterada (hipoglicêmico e hiperglicêmico), e demora esse tempo para a glicemia voltar ao seu estado normal. O ideal é fazer nada que irá alterar os padrões plasmáticos. 
- Os alimentos polares não passarão livremente para o plasma, ou seja, não atravessarão membranas livremente para serem absorvidos pelo intestino, exemplo glicose. 
- Ácidos graxos possui a cauda apolar e cabeça polar, e não atravessará membranas livremente. Aminoácidos também não. (Lipídeos não circulam livremente pelo plasma, precisa de lipoproteínas plasmáticas). 
* Açúcares e aminoácidos circulam pelo sistema portal hepático (sangue) -> são direcionados diretamente para a circulação.
* Lipídeos (principalmente) pelo sistema linfático (via, quilomicrons). 
-> Lipídeos não circulam livremente pelo plasma, precisa de lipoproteínas plasmáticas (são pacotes de gordura que circulam sobre uma superfície proteica). Essas proteínas interagem com o plasma, fazendo uma espécie de blindagem para que o lipídeo fique guardado (encapsulado) dentro das lipoproteínas. 
-> Absorção de gordura da dieta resulta na formação de lipoproteínas que se chamam de quilo microns, e eles não irão para o plasma, irão para o sistema linfático.
- Açúcares e aminoácidos são absorvidos por transportadores e irão diretamente para a circulação (sistema porta hepático), e eles passam primeiro pelo fígado assim que são absorvidos (antes de irem para a circulação). 
- Já a gordura não passará primeiro pelo fígado, ela passa primeiro pelo sistema linfático (coração), e depois será distribuído para os outros tecidos. Isso causa um problema, quanto mais gordura você absorver na dieta mais propensão de causar uma doença (ex: placa de ateroma) por conta da demasiada gordura absorvida, já que ela não passou primeiro pelo fígado.
Digestão e absorção de carboidratos
Carboidratos presentes na nossa dieta: glicogênio -> reserva energética (grandes polissacarídeos formados por moléculas de glicose).
Monossacarídeos liberados na nossa dieta: glicose, frutose e galactose.
- Precisa-se de transportadores para absorver esses monossacarídeos e levar eles para dentro do plasma. Esses transportadores são encontrados na membrana dos enterócitos (células do intestino). E os enterócitos possuem dois tipos de transportadores: GLUT5 e SGLT1. 
GLUT5: transportador de açúcar passivo (frutose) que é encontrado na membrana voltada para a luz do intestino. É independente de sódio. 
SGLT1: usa o gradiente de Na+ (mais eficiente). Transporta galactose e glicose. (Para passar para dentro do enterócito, glicose e galactose, são absorvidos por esses transportadores dependentes de sódio SGLT1. O sódio que é absorvido, é trocado por potássio, e assim haverá um gasto de energia. Leva 3 sódios, e trás 2 potássios, um sistema de transporte assimétrico. Isso ocorre graças a bomba de sódio e potássio ATPase o sódio dentro da célula fica menor do que no plasma e na luz do intestino, ou seja, a tendência do sódio é entrar na célula = citosol).
- Os GLUT’S transportam açúcar somente quando tiver um gradiente de concentração do açúcar entre um lado um lado e outro lado do transportador. Ou seja, se dentro da célula tiver uma baixa concentração de açúcar e na luz do intestino tiver uma alta concentração de açúcar, haverá um gradiente de concentração no qual a tendência será dissipar o gradiente de concentração para que o açúcar consiga passar através do GLUT e entrar na célula. (Triângulo na figura).
* Os GLUT’s são transportadores/facilitadores da passagem do açúcar na membrana, porém eles precisam que tenha um gradiente de concentração de açúcar na membrana entre um lado e outro.
*Se os dois lados da membrana tiverem a mesma concentração de açúcar não terá fluxo de açúcar de um lado para o outro.
- O GLUT depende da concentração de açúcar.
Após se alimentar, e for o caso de a glicose ficar muito alta na luz do intestino a tendência do GLUT (que precisa de um gradiente -> muito açúcar e pouco açúcar) será ir para dentro da membrana. E dentro da membrana a tendência da glicose será aumentar também, já que entrou muito açúcar. E dentro da membrana a concentração de açúcar será maior do que a que está na luz do intestino. E a consequência será a concentração de açúcar sair da membrana basolateral pelo GLUT2 (permite a passagem da glicose para o plasma -> e como o plasma está circulando, a glicose será distribuída pela circulação) = hiperglicemia
*Ou seja, enquanto houver grande quantidade de glicose na luz do intestino, haverá intestino com mais açúcar que a célula, e com mais açúcar que o plasma. E a consequência disso será o açúcar ser absolvido, e passado para o plasma através do GLUT2, logo, distribuído para o organismo.
SGLT1: Faz absorção de açúcar e galactose, e depende da concentração de sódio. A concentração de sódio na luz do intestino (alta) sempre será maior do que no citosol. 
* Glicose, frutose e galactose são transportados para a corrente sanguínea através do GLUT2. 
* Assim que houver a digestão dos alimentos, os dois transportadores rapidamente trabalham para absorver o açúcar. GLUT5 transporta açúcar, preferencialmente frutose. SGLT1 faz muita absorção de açúcar, praticamente de todo o açúcar, é o mais eficaz.
 * À medida que absorve o açúcar na luz do intestino ele diminui. À medida que absorve o sódio na luz do intestino ele se mantém constante.
- Parte do açúcar que foi para o plasma será absorvida pelos tecidos e armazenado em forma de glicogênio. 
- Todo açúcar tem potencial osmótico, ou seja, ele atrai água ou retém água. Então, se ficássemos com uma quantidade muito grande de açúcar na luz do intestino resultaria em uma solução aquosa de açúcar que faria pressão no intestino, e no fim teria uma diarreia isso aconteceria se não fizéssemos uma absorção adequada de açúcar no intestino. (Intolerante à lactose também causa diarreia).
- Após o açúcar ser absorvido pelo GLUT5 e SGLT1, ele será distribuído no plasma e, consequentemente, haverá um aumento da glicemia plasmática. Porém, ela irá diminuir. 
Homeostase: diversas condições internas têm que ser mantidas constantes,mesmo que o meio apresente variações. O ideal é a que a glicemia fique em uma faixa constante, nem muito alta e nem muito baixa.
* As hemácias não são capazes de fazer fosforilação oxidativa, ou seja, elas dependem exclusivamente da glicólise, então em um caso de glicemia muito baixa, essas hemácias morreriam. 
*A curto prazo, a glicemia alta não traz problemas, porém essa glicose alta muito tempo no plasma, a longo prazo, acarretaria diabetes, por exemplo. (Muitas coisas devem ser mantidas constantes, exemplo: temperatura corporal e pressão sanguínea).
HOMEOSTASE GLICÊMICA
Hipoglicemia -> podem ser afetados hemácias e tecido nervoso. E é deletéria. 
- Quando ocorre a diminuição da glicemia aparecem sintomas, como: tremor, palpitação, fome e ansiedade, pois o tecido nervoso necessita de açúcar para manter suas funções adequadamente. A maior parte do consumo de açúcar em repouso é feito pelo sistema nervoso. A longo prazo, o tecido nervoso consegue se adaptar a deficiência de glicose plasmática, porém a curto prazo (dentro de intervalo de horas) esse tecido não tolera a queda da glicemia. 
*Coma alcoólico é muito próximo de uma queda de glicemia.
- A glicemia é mantida constante durante o período de jejum a curto prazo através do glicogênio, já que ele é a reserva energética do nosso organismo, ou seja, ele reserva a glicose no fígado. 
* Se o período de jejum for maior do que o período aproximadamente de 24 horas, o organismo terá que se reajustar a um jejum prolongado e fazer outras maneiras de manter a glicemia. 
*O glicogênio evita a hipoglicemia a curto prazo, e a morte de hemácias e tecido nervoso.
Hiperglicemia -> A curto prazo não traz problemas. Porém, pode desenvolver sintomas, como: boca seca, sede, fraqueza, dor de cabeça, visão embaçada, etc. - A hiperglicemia a longo prazo é muito deletéria para o nosso organismo. A partir da alta glicemia prolongada ocorre a formação de produtos avançados de glicação (PAGs/AGEs). - Açúcar demais em contato com proteína gera produtos de glicação. Com a alta concentração de glicose, há formação da Base de Schiff, que é reversível. Logo, quando a concentração de glicose diminui, ela é desfeita. O problema é quando a alta concentração de glicose persiste, formando produtos de Amadori, que é mais estável - sendo encontrada em pessoas com diabetes. O acúmulo desses produtos forma o AGEs. 
- Esses produtos de glicação atrapalham o funcionamento de proteínas diversas e também as interações entre essas proteínas, ou seja, é deletéria.
Como nosso organismo lida com a glicemia?
- A glicose em excesso que provém da dieta é absorvida nos tecidos, e alguns deles armazenam essa glicose não só em forma de glicogênio, mas também em forma de gordura. 
*Qual a vantagem de acumular gordura e não glicogênio quando há um excesso muito grande de nutrientes? A gordura apresenta um volume menor e pouca massa no organismo. Além disso, acumula energia como um isolante térmico, e é um substrato energético.
Após se alimentar há um aumento da glicemia plasmática (por causa do processo de digestão e absorção). Posteriormente, essa glicemia cairá e atingirá uma normoglicemia. Após isso, entre o jantar e o café da manhã, o organismo ficará em uma reserva energética através do glicogênio, durante 12/13 horas. *Se não ocorresse nenhum tipo de alimentação, o organismo teria que se adaptar a outras formas para fazer a manutenção do metabolismo energético para enfrentar um longo período de jejum, como a gliconeogênese: síntese de glicose a partir de aminoácidos (proteínas são degradas para manter a glicemia). 
*O ser humano consegue sobreviver por volta de 2 meses, somente com reservas energéticas, e água. 
Transportadores de Glicose
- Dependendo da quantidade de açúcar e da afinidade que esses transportadores tiverem pelo substrato, eles poderão estar trabalhando na atividade máxima, baixa ou moderada de absorção.
- Os GLUT’s são expressos de diversas formas no nosso organismo GLUT3: transportador de glicose para os neurônios; GLUT1: transportador de glicose para os eritrócitos, hemácias; GLUT2: transportador de glicose para as células intestinais; GLUT4: transportador de glicose para músculos e tecido adiposo. 
- O fígado só capta glicose do plasma quando a glicemia estiver alta (a glicemia está alta após o estado alimentado). Essa glicose é captada para sintetizar glicogênio. E quando tiver açúcar em quantidade demasiada, o fígado irá sintetizar gordura.
*Não consome muita glicose, portanto, possui baixa afinidade por glicose. Possui km alto. 
 GLUT4
O GLUT4 é expresso principalmente no tecido muscular, tecido adiposo branco e marrom e coração. Possui uma afinidade mediana por glicose, e é modulado por um hormônio.
- É um transportador dependente de insulina, ou seja, é um hormônio hipoglicemiante que em situações de alta glicemia o nosso organismo libera insulina para reduzir a glicemia. 
* O pâncreas libera a insulina, e essa insulina irá para o plasma e irá sinalizar para diversos tecidos, como músculos e tecido adiposo, que a glicemia já está alta e já podem captar glicose. (Possui alta concentração de glicose no plasma no estado alimentado). 
*Os GLUT’s ficam na membrana para captar glicose. Com insulina, o GLUT4 permanece na membrana, e sem insulina o GLUT4 sai da membrana. 
*No estado metabólico de repouso/jejum, o combustível preferencial do músculo esquelético são os ácidos graxos.
- GLUT1 e GLUT3 possuem alta afinidade por glicose. 
- GLUT2 possui baixa afinidade por glicose. 
*Células pancreáticas beta são as produtoras de insulina. - No diabético a glicemia é alta, e as células beta do pâncreas não são capazes de produzirem insulina tipo 1. - Tipo 2 É produzida insulina, porém as células do organismo não respondem.
Glicose no interior da célula
- Uma vez que a glicose entra na célula irá ocorrer fosforilação por hexoquinases ou glicoquinases, para que ela seja direcionada para vias metabólicas.
Hexoquinase - são enzimas que irão pegar qualquer glicose (frutose, galactose...) que entrar na celular e fosforilar. A glicose será transformada em glicose 6-fosfato, e então irá para via glicolítica ou síntese de glicogênio. Possui uma alta afinidade por glicose.
Todos os tipos de HK possuem afinidade alta por glicose. Em situações de normoglicemia, a glicose entrará na célula e rapidamente será fosforilada pela hexoquinase.
A Glicoquinase (GK) - é um tipo de enzima que fosforila hexoses, porém preferencialmente glicose. Possui baixa afinidade por glicose (tecidos: fígado e pâncreas). *Só precisará ser ativa em situações de alta glicemia. *Insulina estimula a atividade de glicoquinase. 
*Quando tiver alta glicemia, e alta insulina em resposta a glicemia, a atividade da glicoquinase no fígado vai estar aumentada/induzida por insulina.
A hexoquinase retém a glicose dentro da célula e começa a glicólise
A glicose entra nas células graças a proteínas transportadoras específicas e tem um destino principal: é fosforilada pelo ATP para formar glicose 6-fosfato. Esta etapa é notável por dois motivos: (1) a glicose 6-fosfato não consegue atravessar a membrana, pois não é um substrato para os transportadores de glicose e (2) o acréscimo do grupo fosforila desestabiliza a glicose, facilitando assim o prosseguimento do seu metabolismo. A transferência do grupo fosforila do ATP para o grupo hidroxila no carbono 6 da glicose é catalisada pela hexoquinase.
Esquema Resumo
Esquema Resumo
Esquema Resumo
GLICÓLISE
A via glicolítica é utilizada em todos os tecidos para a quebra da glicose, com o objetivo de fornecer energia (na forma de ATP) e intermediários para outras vias metabólicas. A glicólise é o centro do metabolismo dos carboidratos, pois, no final das contas, praticamente todos os glicídios – provenientes tanto da dieta como de reações catabólicas ocorrendo no organismo – podem ser convertidos em glicose. O piruvato é o produto final da glicólise nas células com mitocôndrias e fornecimento adequado de O2 Essa série de 10 reações é denominada glicólise aeróbia,pois é necessário o O2. Essa série para a reoxidação do NADH formado durante a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato. A glicólise aeróbia prepara as condições necessárias para a descarboxilação oxidativa do piruvato a acetil-CoA, o principal combustível do ciclo do ácido cítrico. Alternativamente, o piruvato é reduzido pelo NADH para formar lactato, reoxidando o NADH a NAD+. Essa conversão de glicose em lactato é denominada glicólise anaeróbia, pois pode ocorrer sem a participação do O2.Como ocorre a respiração celular? Como é a transformação de carboidrato em energia e quais os subprodutos finais?
 A glicólise anaeróbia permite a produção de ATP em tecidos sem mitocôndrias (p. ex., os eritrócitos e partes do olho) ou em células em que o O2 esteja em quantidade insuficiente (hipóxia).
A glicose não pode difundir diretamente para dentro das células, de modo que ela utiliza um dos dois seguintes possíveis mecanismos de transporte: um sistema de transporte independente de sódio (Na+) e de ATP, ou um sistema de cotransporte monossacarídeo Na+) e de ATP, ou um sistema dependente de ATP. 
A. Sistema de transporte independente de sódio e de ATP
Esse sistema passivo é mediado por uma família de 14 isoformas de transportadores de glicose (GLUT, do inglês glucose transporter) encontrados nas membranas celulares, designados GLUT-1 a GLUT-14. Esses transportadores são proteínas monoméricas localizadas na membrana, que se apresentam em dois estados conformacionais; A glicose extracelular liga-se ao transportador, que, então, altera sua conformação, transportando a glicose por difusão facilitada através da membrana celular. Esse transportador carrega uma molécula por vez (uniporter).
1. Especificidade quanto ao tecido. Os GLUTs apresentam padrão de expressão com especificidade tecidual. Por exemplo, o GLUT-3 é a principal isoforma nos neurônios. O GLUT-1 é abundante em eritrócitos e na barreira hematoencefálica, mas apresenta pouca ex-pressão nos músculos do adulto, enquanto o GLUT-4 é abundante nos tecidos muscular e adiposo. (Nota: o número de transportadores ativos do tipo GLUT-4 nesses tecidos é aumentado pela insulina. O GLUT-2 é abundante no fígado, nos rins e nas células pancreáticas. As demais isoformas de GLUT também apresentam distribuição com especificidade tecidual.
2. Funções especializadas. Na difusão facilitada, o movimento da glicose mediado pelo transportador ocorre a favor do gradiente de concentração, ou seja, de uma concentração maior de glicose para uma menor; portanto, não há necessidade de energia. Por exemplo, GLUT-1, GLUT-3 e GLUT-4 estão envolvidos principalmente na captação de glicose a partir do sangue. Em contrapartida, o GLUT-2, encontrado no fígado e nos rins, pode tanto transportar a glicose para dentro dessas células (quando os níveis de glicose no sangue estão altos) quanto transportar a glicose das células para o sangue (quando os níveis sanguíneos de glicose estiverem baixos, por exemplo, no jejum). O GLUT-5 é singular, no sentido de que é o principal transportador para a frutose (em vez de glicose) no intestino delgado e nos testículos.
A hexoquinase retém a glicose dentro da célula e começa a glicólise
A glicose entra nas células graças a proteínas transportadoras específicas e tem um destino principal: é fosforilada pelo ATP para formar glicose 6-fosfato. Esta etapa é notável por dois motivos: (1) a glicose 6-fosfato não consegue atravessar a membrana, pois não é um substrato para os transportadores de glicose e (2) o acréscimo do grupo fosforila desestabiliza a glicose, facilitando assim o prosseguimento do seu metabolismo. A transferência do grupo fosforila do ATP para o grupo hidroxila no carbono 6 da glicose é catalisada pela hexoquinase.
A frutose 1,6-bisfosfato é gerada a partir da glicose 6-fosfato
A etapa seguinte da glicólise é a isomerização da glicose 6-fosfato em frutose 6-fosfato. A forma de cadeia aberta da glicose tem um aldeído no carbono 1, enquanto a forma de cadeia aberta da frutose tem uma cetona no carbono 2. Portanto, a isomerização da glicose 6-fosfato em frutose 6-fosfato é uma conversão de uma aldose em uma cetose. A reação catalisada pela fosfoglicose isomerase ocorre em várias etapas, porque tanto a glicose 6-fosfato quanto a frutose 6-fosfato estão presentes principalmente nas formas cíclicas. A enzima tem de inicialmente abrir o anel hexagonal da glicose 6-fosfato, catalisar a isomerização e a seguir promover a formação do anel pentagonal da frutose 6-fosfato.
Uma segunda reação de fosforilação segue-se à etapa de isomerização. A frutose 6-fosfato é fosforilada à custa de ATP à frutose 1,6-bisfosfato (F-1, 6BP). O prefixo bis- do bisfosfato significa dois fosfatos separados, enquanto o prefixo di- no difosfato (como na adenosina difosfato) significa que dois fosfatos estão presentes unidos por uma ligação anidrido. Esta reação é catalisada pela fosfofrutoquinase (PFK), uma enzima alostérica que regula a velocidade da glicólise. Como aprenderemos, esta enzima é fundamental no metabolismo de muitas moléculas em todas as partes do organismo.
O carboidrato de seis carbonos é clivado em dois fragmentos de três carbonos
A frutose 1,6-bisfosfato recém-sintetizada é clivada em gliceraldeído 3-fosfato (GAP) e di-hidroxiacetona fosfato (DHAP), completando o estágio 1 da glicólise. Os produtos das etapas restantes da glicólise consistem em unidades de três carbonos e não de seis carbonos.
Esta reação, que é prontamente reversível, é catalisada pela aldolase. Esta enzima deriva seu nome da natureza da reação reversível, uma condensação aldólica.Glicólise
 O gliceraldeído 3-fosfato está na via direta da glicólise, mas não a di-hidroxiacetona fosfato. A não ser que exista uma forma de converter a di-hidroxiacetona fosfato em gliceraldeído 3-fosfato, será perdido um fragmento de três carbonos utilizável para produzir ATP. Estes compostos são isômeros que prontamente se interconvertem: di-hidroxiacetona é uma cetose, enquanto gliceraldeído 3-fosfato é uma aldose. A isomerização desses carboidratos fosforilados com três carbonos é catalisada pela triose fosfato isomerase 
Mecanismo | A triose fosfato isomerase recupera um fragmento de três carbonos
Muito se conhece acerca do mecanismo catalítico da triose fosfato isomerase. A TPI (TIM) catalisa a transferência de um hidrogênio do carbono 1 para o carbono 2, uma reação de oxirredução intramolecular. Esta isomerização de uma cetose em uma aldose ocorre por um intermediário enediol. Estudos de cristalografia de raios X e outros mostraram que o glutamato 165 é catalisador ácido-base geral: ele abstrai um próton (H+) do carbono 1 e, a seguir, o doa ao carbono 2. Contudo, o grupo carboxila do glutamato 165 por si só, não é suficientemente básico para afastar um próton de um átomo de carbono adjacente a um grupo carbonila. A histidina 95 auxilia a catálise, doando um próton para estabilizar a carga elétrica negativa que se desenvolve no grupo carbonila em C-2.
Duas características desta enzima se destacam. Primeiro, a TPI (TIM) exibe uma grande potência catalítica. Ela acelera a isomerização em um fator de 1010, em comparação com a velocidade obtida por um catalisador básico comum, como o íon acetato. De fato, a razão kcat/KM para a isomerização de gliceraldeído 3-fosfato é de 2 × 108 M–1s–1, o que está próximo do limite controlado por difusão. Em outras palavras, a catálise ocorre sempre que a enzima e o substrato se encontram. A etapa limitante na catálise é o encontro controlado pela difusão do substrato com a enzima. A TPI (TIM) é um exemplo de enzima cineticamente perfeita (Seção 8.4). Segundo a TPI (TIM) suprime uma reação colateral indesejável, a decomposição do intermediário enediol em metilglioxal e ortofosfato.
Portanto, são formadas duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato a partir de uma molécula de frutose 1,6-bisfosfato pela ação sequencial da aldolase e da triose fosfato isomerase. A economia metabólica é evidente nesta sequência de reações. A isomerase conduz a di-hidroxiacetonafosfato para a via glicolítica principal; não é necessário um conjunto separado de reações.
A oxidação de um aldeído em um ácido impulsiona a formação de um composto com alto potencial de transferência de fosforila
As etapas anteriores da glicólise transformaram uma molécula de glicose em duas de gliceraldeído 3-fosfato, mas até agora não houve a extração de energia. Pelo contrário, foram “investidas” até aqui duas moléculas de ATP. Sigamos agora para o segundo estágio da glicólise, uma série de etapas que captam parte da energia contida no gliceraldeído 3-fosfato na forma de ATP. A reação inicial nesta sequência é a conversão de gliceraldeído 3-fosfato em 1,3-bisfosfoglicerato (1,3-BPG), uma reação catalisada pela gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase.
ATP é formado pela transferência de fosforila a partir do 1,3-bisfosfogliceratoGlicólise
O 1,3-bisfosfoglicerato é uma molécula rica em energia com maior potencial de transferência de fosforila do que o ATP (Seção 15.2). Assim, 1,3-BPG pode ser utilizado para promover a síntese de ATP a parir de ADP. A fosfogliceratoquinase catalisa a transferência do grupo fosforila do acilfosfato do 1,3-bisfosfoglicerato para o ADP. ATP e 3-fosfoglicerato são os produtos. 
ATP adicional é produzido com a formação de piruvato
Nas etapas restantes da glicólise, 3-fosfoglicerato é convertido em piruvato e uma segunda molécula de ATP é formada a partir de ATP.
Frutose e galactose são convertidas em intermediários glicolíticos
Embora a glicose seja o monossacarídio mais utilizado, outros também são fontes importantes de energia. Consideremos como dois carboidratos abundantes, frutose e galactose, podem convergir para a via glicolítica. Não existem vias catabólicas para metabolizar frutose nem galactose, então, a estratégia é convertê-las em um metabólito da glicose.
A frutose pode seguir uma de duas vias para adentrar a via glicolítica. Boa parte da frutose ingerida é metabolizada pelo fígado, utilizando a via da frutose 1-fosfato. A primeira etapa é a fosforilação da frutose em frutose 1-fosfato pela frutoquinase. A frutose 1-fosfato é, a seguir, clivada em gliceraldeído e di-hidroxiacetona fosfato, um intermediário na glicólise. Esta clivagem aldólica é catalisada por uma frutose 1-fosfato aldolase específica. O gliceraldeído é, a seguir, fosforilado a gliceraldeído 3-fosfato, um intermediário glicolítico, pela triose quinase. Em outros tecidos, a frutose pode ser fosforilada em frutose 6-fosfato pela hexoquinase.
A galactose converte-se em glicose 6-fosfato em quatro etapas. A primeira reação na via de interconversão galactose-glicose é a fosforilação da galactose a galactose 1-fosfato pela galactoquinase. Por fim, a glicose 1-fosfato, formada a partir da galactose, é isomerizada em glicose 6-fosfato pela fosfoglicomutase.
Muitos adultos são intolerantes ao leite porque têm deficiência de lactase
Muitos adultos não conseguem metabolizar a lactose (carboidrato do leite) e apresentam distúrbios gastrintestinais quando bebem leite. Intolerância à lactose, hipolactasia, é mais frequentemente causada por deficiência da enzima lactase, que cliva a lactose em glicose e galactose.
“Deficiência” não é exatamente o termo apropriado, pois uma diminuição de lactase é normal à medida que todos os mamíferos se desenvolvem. Quando as crianças são desmamadas e o leite se torna menos importante em suas dietas, a atividade da lactase normalmente diminui para cerca de 5 a 10% do nível por ocasião do nascimento. Esta diminuição não é tão pronunciada em algumas populações, sobretudo em pessoas oriundas do norte da Europa, que continuam a beber leite sem problemas gastrintestinais. Com o aparecimento de animais domésticos produtores de leite, um adulto com lactase ativa teria hipoteticamente uma vantagem seletiva ao ser capaz de consumir calorias do leite prontamente disponível. Como o gado leiteiro surgiu há apenas cerca de 10.000 anos, a pressão seletiva evolucionária sobre a persistência da lactase foi obrigatoriamente substancial, atestando o valor bioquímico da capacidade de utilização do leite como uma fonte energética na fase adulta.
O que acontece com a lactose no intestino de um indivíduo com deficiência em lactase? A lactose é uma boa fonte de energia para os microrganismos do cólon, e estes fermentam a lactose em ácido láctico, enquanto também geram metano (CH4) e gás hidrogênio (H2). O gás produzido provoca a desconfortável sensação de distensão abdominal e o problema irritante de flatulência. O lactato produzido pelos microrganismos é osmoticamente ativo e “puxa” água para o lúmen intestinal, como a lactose não digerida, resultando em diarreia. Se intensos o suficiente, o gás e a diarreia impedem a absorção de outros nutrientes, como lipídios e proteínas. O tratamento mais simples é evitar o consumo de produtos contendo muita lactose. Uma opção é usar formulações da enzima lactase ao consumir laticínios.Glicólise
A glicólise no músculo é regulada para atender às demandas de ATP
A glicólise no músculo esquelético fornece ATP basicamente para promover a contração. Em consequência, o controle primário da glicólise muscular é a carga energética da célula, a razão entre ATP e AMP. Examinemos como cada uma das importantes enzimas reguladoras responde a variações nas concentrações celulares de ATP e de AMP.
Fosfofrutoquinase. A fosfofrutoquinase é o local de controle mais importante na via glicolítica de mamíferos. Altos níveis de ATP inibem alostericamente a enzima (um tetrâmero de 340 kDa). O ATP liga-se a um sítio regulatório específico distinto do sítio ativo. A ligação com o ATP abaixa a afinidade da enzima pela frutose 6-fosfato. Portanto, uma alta concentração de ATP converte a curva de ligação hiperbólica da frutose 6-fosfato em uma curva sigmoidal (Figura 16.17). AMP reverte a ação inibitória do ATP, de modo que a atividade da enzima aumenta quando a razão ATP/AMP diminui. Assim sendo, a glicólise é estimulada quando cai a carga energética. A queda do pH também inibe a atividade da fosfofrutoquinase por aumentar o efeito inibidor do ATP. O pH poderá cair quando o músculo está funcionando de modo anaeróbico, produzindo quantidades excessivas de ácido láctico. O efeito inibitório protege o músculo de lesão que resultaria do acúmulo de muito ácido láctico.
Porque o AMP, e não o ADP, é o regulador positivo da fosfofrutoquinase? Quando o ATP está sendo rapidamente utilizado, a enzima adenilatoquinase consegue formar ATP a partir do ADP, de acordo com a seguinte reação:
ADP + ADP =- ATP + AMP
Portanto, algum ATP é recuperado do ADP e o AMP torna-se o sinal para o estado de baixa energia. Além disso, a utilização de AMP como regulador alostérico é um controle especialmente sensível. Podemos entender por que quando consideramos, inicialmente, que o pool total de adenilato ([ATP], [ADP], [AMP]) em uma célula é constante durante um curto período de tempo e, segundo, que a concentração de ATP é maior do que a de ADP e a concentração de ADP é, por sua vez, maior do que a de AMP. Em consequência, alterações de pequenas porcentagens na [ATP] resultam em alterações percentuais maiores na concentração de outros nucleotídios de adenilato. Essa amplificação de pequenas alterações da [ATP] para alterações maiores da [AMP] leva a um controle mais rígido por aumentar a faixa de sensibilidade da fosfofrutoquinase.
Por que a fosfofrutoquinase, e não a hexoquinase, é o marca-passo da glicólise? O motivo torna-se evidente quando se observa que a glicose 6-fosfato não é só um intermediário glicolítico. Por exemplo, no músculo, a glicose 6-fosfato pode também ser convertida em glicogênio. A primeira reação irreversível específica da via glicolítica, a etapa limitante, é a fosforilação da frutose 6-fosfato em frutose 1,6-bisfosfato. Assim, é extremamente adequado que a fosfofrutoquinase seja o local de controle primário na glicólise. Em geral, a enzima que catalisa a etapa limitante de uma sequência metabólica é o elemento mais importante de controle da via.
Regulação da