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UCIII: metabolismo Tutoria: SP1: tempos difíceis Metabolismo: É a atividade celular altamente coordenada e possui funções básicas de: Obter energia química do ambiente, por captura de energia solar ou degradação de nutrientes; Converter moléculas de nutrientes em moléculas do próprio organismo; Polimerizar precursores monoméricos em produtos poliméricos; Sintetizar e degradar moléculas requeridas em funções celulares. Catabolismo: Fase degradativa do metabolismo, onde as moléculas de nutrientes orgânicos (carboidratos, gorduras e proteínas) são convertidas em produtos finais mais simples (como ácido láctico, CO, e NH,). As vias catabólicas liberam energia, parte da qual é conservada na formação de ATP e carreadores de elétrons reduzidos (NADH, NADPH e FADH.), sendo que o resto é perdido como forma de calor. São exergônicas, elas produzem mais energia do que consomem, liberando a energia química armazenada nas moléculas orgânicas. Usa a bolinha cinza e forma a laranja. Anabolismo: Fase de síntese do metabolismo, na qual moléculas precursoras simples são utilizadas para formar moléculas maiores e mais complexas, incluindo lipídeos, polissacarídeos, proteínas e ácidos nucleicos. As reações anabólicas necessitam de um suprimento de energia na forma de potencial de transferência de grupos fosforila do ATP e do poder redutor de NADH, NADPH e FADH2.; São endergônicas, elas consomem mais energia do que produzem. Usa a bolinha laranja e forma a cinza Macronutrientes: são os carboidratos, proteínas e lipídios que estão distribuídos nos alimentos e devem ser ingeridos diariamente para assegurar uma alimentação saudável. São geradores de energia de fonte exógena para produção de glicose. Micronutrientes: São vitaminas e minerais e estão presentes em grande variedade de alimentos. Cada um desses nutrientes é importante, pois exerce funções específicas, essenciais para a saúde das nossas células e para o funcionamento harmonioso entre elas. Diferentemente dos macronutrientes, as vitaminas e os minerais são necessários em pequenas quantidades. No entanto, para atingir as recomendações de consumo desses nutrientes, o seu fornecimento através dos alimentos deve ser diário e a partir de diferentes fontes. As vitaminas e os minerais não têm ação direta na glicemia, porém é importante ressaltar que a maioria dos alimentos que os contêm são também fontes de outros nutrientes, entre eles os carboidratos ➢ Hidrossolúveis: Vitamina C e Complexo B, eliminadas muito facilmente ➢ Lipossolúvel: Vitamina A, D, E e K Carboidratos: carbono + oxigênio + hidrogênio. Fornecem a maior parte da energia necessária para manutenção das atividades das pessoas. A ingestão diária recomendada de carboidratos é de 50% a 60% do valor calórico total. O glicogênio fica disponível de 12 a 24hrs. Consumimos principalmente Amido, lactose e glicose no dia a dia ➢ Monossacarídeos: glicose, frutose. Eles podem ser convertidos pela fermentação formando etanol e dióxido de carbono com liberação de energia. Nos seres humanos, o metabolismo da glicose é a principal forma de suprimento energético. ➢ Oligossacarídeos: São formados por cadeias curtas de monossacarídeos. Os mais comuns são os dissacarídeos, dos quais se destacam a sacarose (açúcar da cana) e a lactose (açúcar do leite). A sacarose é hoje no Brasil um dos mais importantes produtos devido à produção do álcool combustível, cuja obtenção se dá também por fermentação. Já o processo de fermentação láctea é utilizado na produção de queijos e iogurtes. A sacarose é uma molécula de glicose e outra de frutose e a lactose é uma molécula de galactose e outra de glicose. ➢ Polissacarídeos: são açúcares contendo mais de 20 unidades, os quais podem possuir milhares de monossacarídeos e são a forma predominante dos carboidratos na natureza. Quando os polissacarídeos contêm apenas um tipo de monossacarídeo, ele é denominado de homopolissacarídeo. Se estiverem presentes dois ou mais tipos de monossacarídeos, o resultado é um heteropolissacarídeo. ➢ Homopolissacarídeos: Amido e glicogênio que servem para o armazenamento energético, sendo o primeiro nas células vegetais e o segundo nas células animais. A celulose é encontrada na parede celular vegetal. A fixação do CO2 pelos vegetais leva quase exclusivamente à produção de celulose. A celulose é uma substância fibrosa, resistente e insolúvel em água, sendo formada por unidades de glicose conectadas o que confere maior resistência à celulose. ➢ Funções: energética (amido, glicose), reserva (glicogênio, amido), estrutural (celulose, quitina) ➢ Carboidratos simples têm absorção mais rápida e consequente efeito passageiro, enquanto os complexos, da mesma forma que demoram a serem absorvidos, liberam energia por mais tempo. Os carboidratos complexos que podemos digerir são o amido e o glicogênio. Nós não somos capazes de digerir celulose por não termos as enzimas necessárias. Como resultado, a celulose da matéria vegetal torna- se o que é conhecido como fibra dietética ou formador de massa e é excretada e não digerida. Digestão: ➢ Amilase salivar (boca): A digestão do amido inicia durante a mastigação pela ação da α- amilase salivar (ptialina) que hidrolisa as ligações glicosídicas α (1→4), com a liberação de maltose e oligossacarídeos. Contudo, a α- amilase salivar não contribui significativamente para a hidrólise dos polissacarídeos, devido ao breve contato entre a enzima e o substrato. Ao atingir o estômago, a enzima é inativada pelo baixo pH gástrico. ➢ Amilase pancreática (estômago): O amido e o glicogênio são hidrolisados no duodeno em presença da α-amilase pancreática que produz maltose como produto principal e oligossacarídeos chamados dextrinas – contendo em média oito unidades de glicose com uma ou mais ligações glicosídicas α(1→6). Certa quantidade de isomaltose (dissacarídeo) também é formada. Ela retoma a digestão do amido em maltose. Também ocorrem movimentos peristálticos. ➢ Intestino Delgado: A maltose e outros dissacarídeos são quebrados pelas enzimas da borda em escova intestinal (enterócitos), conhecidas como dissacaridases (maltase, sacarase e lactase). Os produtos absorvíveis da digestão de carboidratos são glicose, galactose e frutose, devido à absorção intestinal ser restrita a monossacarídeos Absorção: A Glicose e a galactose usam transportadores idênticos àqueles encontrados nos túbulos renais proximais, o simporte apical Na-glicose (bomba sódio potássio para alterar o gradiente de concentração) SGLT (transporte ativo ligado de sódio e glicose) e o transportador basolateral GLUT2 (para a saída) Esses transportadores movem tanto a galactose quanto a glicose. A absorção de frutose, entretanto, não é dependente de Na . A frutose move-se através da membrana apical por difusão facilitada pelo transportador GLUT5 e através da membrana baso- lateral pelo GLUT2 ➢ O tecido nervoso, o tecido hepático (fígado) e os eritrócitos (sangue) não precisam de insulina para facilitar a entrada de carboidratos. Glicólise: ocorre no citosol, é um conjunto de reações em que uma molécula de glicose é oxidada e são produzidas duas moléculas de ácido pirúvico. As reações também produzem duas moléculas de ATP e duas moléculas contendo energia NADH + H+. Durante a glicólise, reações químicas quebram uma molécula de glicose com seis carbonos em duas moléculas de ácido pirúvico com três carbonos. Embora a glicólise consuma duas moléculas de ATP, ela produz quatro moléculas de ATP, havendo um ganho efetivo de 2s moléculas de ATP para cada molécula de glicose oxidada. O destino do ácido pirúvico produzido durante a glicólise depende da disponibilidade de oxigênio. Se o oxigênio for escasso, o ácido pirúvico é reduzido por uma via anaeróbica pela adição de dois átomos de hidrogênio, formandoácido láctico (lactato). Quando o oxigênio é abundante, a maior parte das células converte o ácido pirúvico em acetilcoenzima A. Essa molécula conecta a glicólise, que ocorre no citosol, com o ciclo de Krebs, que ocorre na matriz mitocondrial. O ácido pirúvico entra na matriz mitocondrial com a ajuda de uma proteína transportadora especial. Ciclo de Krebs: ➢ Formação da acetilcoenzima A: É a fase de transição que prepara o ácido pirúvico para a entrada no ciclo de Krebs. Essa fase também produz a molécula contendo energia NADH + H+ e dióxido de carbono. A enzima piruvato desidrogenase, que está localizada exclusivamente na matriz mitocondrial, converte o ácido pirúvico em um fragmento de dois carbonos chamado de grupo acetil, removendo uma molécula de dióxido de carbono. A perda de uma molécula de CO2 é chamada de descarboxilação. Essa é a primeira reação da respiração celular que libera CO2. Durante essa reação, o ácido pirúvico também é oxidado. Cada ácido pirúvico perde dois átomos de hidrogênio na forma de um íon hidreto (H–) e um íon hidrogênio (H+). A coenzima NAD+ é reduzida conforme ela capta o H– do ácido pirúvico; o H+ é liberado na matriz mitocondrial. ➢ Reações do ciclo de Krebs: Essas reações oxidam a acetilcoenzima A e produzem CO2, ATP, NADH + H+ e FADH2.. Uma vez que o ácido pirúvico tenha sofrido descarboxilação e o grupo acetil restante esteja ligado à CoA, o composto resultante (acetil-CoA) está pronto para entrar no ciclo de Krebs. As reações ocorrem na matriz mitocondrial e consistem em uma série de reações de oxidação-redução e em reações de descarboxilação que liberam CO2. ➢ Reações de oxirredução: transferem energia química, na forma de elétrons, para duas coenzimas – NAD+ e FAD. Os derivados do ácido pirúvico são oxidados e as coenzimas são reduzidas. Além disso, uma das etapas gera ATP. Cada vez que uma molécula de acetil- CoA entra no ciclo de Krebs, o ciclo passa por uma “volta” completa, começando com a produção de ácido cítrico e terminando com a produção de ácido oxalacético. Para cada volta do ciclo de Krebs são produzidos três NADH, três H+ e um FADH2 por reações de oxirredução e é gerada uma molécula de ATP por fosforilação no nível do substrato. ➢ Como cada molécula de glicose fornece duas moléculas de acetil-CoA, ocorrem duas voltas no ciclo de Krebs para cada molécula de glicose catabolizada. Isso resulta na produção de seis moléculas de NADH, seis H+ e duas moléculas de FADH2 por reações de oxirredução e duas moléculas de ATP por fosforilação no nível de substrato. A formação de NADH e de FADH2 é o resultado mais importante do ciclo de Krebs porque essas coenzimas reduzidas contêm a energia armazenada originalmente na glicose e, então, no ácido pirúvico. Mais tarde, elas gerarão muitas moléculas de ATP a partir da cadeia transportadora de elétrons. ➢ A liberação do CO2 ocorre conforme o ácido pirúvico é convertido em acetil-CoA e durante as duas reações de descarboxilação do ciclo de Krebs. Como cada molécula de glicose gera duas moléculas de ácido pirúvico, são liberadas seis moléculas de CO2 para cada molécula de glicose original catabolizada por essa via. As moléculas do CO2 se difundem para fora da mitocôndria, atravessam o citosol e a membrana plasmática e, então, entram na corrente sanguínea. O sangue transporta o CO2 até os pulmões, onde ele é eventualmente exalado. ➢ Reações da cadeia transportadora de elétrons: Essas reações oxidam NADH + H+ e FADH2 e transferem seus elétrons através de uma série de carreadores de elétrons Respiração celular: As várias transferências de elétrons na cadeia transportadora geram 26 ou 28 moléculas de ATP para cada molécula de glicose catabolizada: 23 ou 25 a partir de 10 moléculas de NAD+ + H+ e três a partir de duas moléculas de FADH2. A discrepância na quantidade de ATP formado a partir de NADH + H+ por intermédio da fosforilação oxidativa se deve ao fato de que as duas moléculas de NADH + H+ produzidas no citosol durante a glicólise não entram na mitocôndria. Em vez disso, elas doam seus elétrons para um dos dois sistemas de transferência conhecidos como transportador de malato e transportador de glicerol fosfato. Nas células do fígado, dos rins e do coração, o uso do transportador de malato resulta em uma média de 2,5 moléculas de ATP sintetizadas para cada molécula de NADH + H+. Em outras células do corpo, como as células das fibras musculares esqueléticas e os neurônios, o uso do transportador de glicerol fosfato resulta em uma média de 1,5 molécula de ATP sintetizadas a partir de cada molécula de NADH + H+. O NADH e o FADH libera elétrons nos complexos e nas proteínas transportadoras que mandam o H+ da matriz mitocondrial para o espaço entre as membranas, para produzir um gradiente de concentração (força motriz), o elétron se junta com o O para formar H2O e os prótons do outro lado voltem pela ATPsintase que irá juntar o ADP+ Pi = ATP Armazenamento do excesso de carboidrato: O excesso de glicose é armazenado como glicogênio. A síntese de glicogênio a partir da glicose é um processo conhecido como glicogênese. A capacidade de armazenamento de glicogênio, entretanto, é bastante limitada, o que leva o organismo a estocar quantidades excessivas de glicose na forma de gordura por meio da lipogênese. Se as concentrações plasmáticas de glicose são reduzidas, o organismo converte glicogênio em glicose por meio da glicogenólise. A maior parte da glicose absorvida de uma refeição vai imediatamente para a glicólise e para o ciclo do ácido cítrico para produzir ATP. Alguma glicose é utilizada pelo fígado para a síntese de lipoproteínas. A glicose que não é utilizada para a produção de energia e para a síntese é armazenada como glicogênio ou gordura. A capacidade do corpo de armazenar glicogênio é limitada, assim a maior parte do excesso de glicose é convertida em triacilgliceróis e armazenada no tecido adiposo. Medidas: ➢ IMC: indicador do estado nutrício. Não distingue massa gorda e massa magra, por isso deve-se atentar ao biotipo do paciente. Ex: magro e longilíneo IMC<18,5kg/m2 não necessária mente é indicativo de desnutrição ➢ Circunferência da cintura: usada para diagnóstico de obesidade abdominal pois se refere ao conteúdo de gordura visceral que está associada à síndrome metabólica e às doenças cardiovarculares. Usa-se uma fita métrica posicionada entre a última costela e a crista ilíaca, sem fazer pressão e em plano horizontal ➢ Circunferência abdominal: mensurada ao nível da maior extensão abdominal, não pode ser usada para diagnóstico de obesidade abdominal, mas pode ser utilizada para acompanhamento de redução de medidas em um mesmo paciente ➢ Densitometria corporal total: indicada para todas as pessoas que desejam ter a avaliação da composição corporal, tecidual com diferenciação entre massa magra, massa de gordura e massa óssea. O exame pode ser realizado em qualquer idade e não tem nenhuma restrição específica. ➢ Dobras cutâneas: medição do bíceps, tríceps, panturrilha, abdômen e costas ➢ Bioimpedância: é um exame destinado à avaliação da composição corporal, estimando a massa magra, gordura corporal, água corporal total, entre outros dados que proporcionam informações mais precisas sobre o estado nutricional do paciente. Políticas públicas: ➢ A Política Nacional de Alimentação e Nutrição (PNAN): aprovada no ano de 1999, integra os esforços do Estado Brasileiro que, por meio de um conjunto de políticas públicas, propõe respeitar, proteger, promover e prover os direitos humanos à saúde e à alimentação. ➢ O Sisvan tem por objetivo consolidar os dados referentes às ações de Vigilância Alimentar e Nutricional, desde o registro de dados antropométricos e de marcadores de consumo alimentar até a geração de relatórios. ➢ Fome zero ➢ Programa nacional de suplementação de ferro ➢Programa nacional de alimentação escolar
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