digestão, absorção e metabolismo energético de carboidratos

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CARBOIDRATOS
DIGESTÃO, ABSORÇÃO E 
METABOLISMO ENERGÉTICO
Profa. Dra. Celene Fernandes Bernardes
SUBSTRATOS 
ENERGÉTICOS
Carboidratos
Lipídeos 
proteínas
DIETA ALIMENTAR
RESERVA DE SUBSTRATOS 
ENERGÉTICOS
Glicogênio
Lipídeos
Proteínas (?)
energiaexcesso
jejum
energia
CARBOIDRATOS DA DIETA
Amido (polissacarídeo)
Sacarose (dissacarídeo)
Lactose (dissacarídeo)
Frutose (monossacarídeo)
Glicose (monossacarídeo)
monossacarídeos
digestão
Absorvidos do sistema 
digestório para a corrente 
sanguínea e células 
(metabolismo celular)
LIPÍDEOS DA DIETA
Triglicerídeos
Glicerol
Ácidos graxos
digestão
PROTEÍNAS 
DA DIETA aminoácidos
digestão
CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E 
DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS
DIGESTÃO: hidrólise enzimática no trato gastro 
intestinal resultando os monossacarídeos correspondentes
 Dissacarídeos 
SACAROSE GLICOSE + FRUTOSE
LACTOSE GALACTOSE + GLICOSE
MALTOSE GLICOSE + GLICOSE
 Polissacarídeos 
AMIDO e GLICOGÊNIO
α-amilase salivar
DEXTRINAS
MALTOSE e ISOMALTOSE
α-1,6-glicosidase GLICOSE
Amilase pancreática 
maltase e isomaltase
(GLICOSE)n Referência: Bioquímica ilustrada – Champe; Harvey; Ferrier, 2009.
sacarase
lactase
maltase
Referência: RAWN, J.D. Biochemistry
Sacarose
Sacarase
Lactose
Lactase
Maltose
Maltase
Glicose Frutose
Galactose Glicose
Glicose Glicose
Dissacarídeos Enzimas Monossacarídeos
 (1-2)
 (1-4)
 (1-4)
Ligação osídica
H H
H
OH
-D-
OH
OH = hidroxila redutora
-D-glicopiranosil- -D-frutofuranose 
-D-galactopiranosil--D-glicofuranose
-D-glicopiranosil--D-glicopiranose
-D-glicopiranose -D-frutofuranose
-D-galactopiranose -D-glicopiranose
-D-glicopiranose -D-glicopiranose
Digestão dos Polissacarídeos amido e glicogênio
Polissacarídeos AMIDO ou GLICOGÊNIO: hidrólise enzimática resultando moléculas do 
monossacarídeo glicose
ENZIMAS:
 amilase salivar e amilase pancreática - catalisam a hidrólise de ligações glicosídicas -1,4, na 
boca e no duodeno, respectivamente, liberando moléculas de D-glicose, maltose e um núcleo 
resistente à hidrólise, denominado de dextrina limite.
 (1-6) glicosidase - catalisa a hidrólise de ligações osídicas -1,6, liberando glicose e maltose
 maltase e isomaltase - catalisam a hidrólise de maltose e isomaltose, liberando unidades do 
monossacarídeo glicose 
Referência: Bioquímica Básica – Marzzoco e Torres
Referência: 
Bioquímica Médica Básica de Marks
Referência: 
Bioquímica Médica Básica de Marks
Referência: Bioquímica Ilustrada – Champe e Harvey
Absorção normal de 
monossacarídeosVia alternativa 
de digestão de 
lactose
Referência: 
Bioquímica Médica Básica de Marks
Referência – Bioquímica - Devlim
PRINCIPAIS VIAS DE ABSORÇÃO E METABOLISMO ENERGÉTICO DE GLICOSE 
Referência: Fisiologia Berne & Levy, Koeppen e Stanton, 2009.
Bioquímica Ilustrada de Harper – Murray et al., 2014.
GLUT = Transportadores de glicose
GLUT 1 - cérebro, rins, colo, placenta e 
eritrócitos
GLUT 2 – fígado, células  pancreáticas, 
intestino delgado, rins
GLUT 3 – cérebro, rins e placenta
GLUT 4 – (estimulado por insulina) -
músculos cardíaco e esquelético, tecido 
adiposo
GLUT 5 – intestino delgado
ATP
Células do tecido 
hepático GLUT 2
PRINCIPAIS VIAS DE ABSORÇÃO E METABOLISMO ENERGÉTICO DE GLICOSE 
Referência: Manual de Bioquímica com correlações clínicas – Devlin, 1998.
Tecido adiposo
GLUT 4 – mecanismo dependente de insulina 
Referência – Bioquímica - Devlin
Células musculares
Músculo cardíaco
GLUT 4
Dependente insulina 
Figura 23-12 – Regulação da glicose sanguínea por 
insulina e glucagon. As setas em azul indicam processos 
estimulados por insulina e as setas em vermelho, 
indicam os processos estimulados por glucagon. Alta 
concentração de glicose sanguínea resulta em secreção 
de insulina pelo pâncreas e baixa concentração de 
glicose sanguínea acarreta liberação de glucagon.
REGULAÇÃO DA GLICOSE SANGUÍNEA 
POR INSULINA E GLUCAGON 
Referência: Bioquímica Ilustrada – Champe; Harvey; Ferrier, 2009.
Princípios de Bioquímica de Lehninger, Nelson; Cox, 2011.
ATP
SINALIZAÇÃO DA INSULINA 
Referência: Bioquímica Ilustrada – Champe; Harvey; Ferrier, 2009.
Referência – Bioquímica - Marks
Dieta 
alimentar
catabolismo
anabolismo catabolismo
Metabolismo energético de 
glicose em tecido muscular e 
hepático
Glicogênese
Vias metabólicas:
Glicogênese
Glicogenólise
glicólise
GLICOGENÓLISE
via metabólica utilizada 
para manutenção da 
glicemia em período pós 
absortivo
Polímero ,1-4 desramificado, 
substrato para nova ação de 
fosforilase
glicose
Oxidação celular - energia
GLICOGÊNESE
Via metabólica 
utilizada para 
estocar glicose 
em situação 
absortiva
Liberação de 
GLICOSES
Oxidação celular
energia
Referência: 
Princípios de bioquímica - Lehninger 
Referências: Bioquímica Ilustrada – Champe e Harvey
Referência: 
Princípios de bioquímica - Lehninger 
Oxidação de substratos energéticos através do 
ciclo de krebs e cadeia transportadora de 
elétrons
Catabolismo para obtenção de energia
Referência: Bioquímica – Campbell 
Glicólise =
Via glicolítica
Fase 1
Fosforilação da glicose e 
conversão a 2 moléculas de 
gliceraldeído-3-fosfato;
2 ATPs são necessários
Fase 2
Conversão de gliceraldeído-3-
fosfato a piruvato e a síntese 
acoplada de 4 moléculas de ATP
Regulação enzimática da via glicolítica
Glicogênio
(quando diminui a
oxidação da glicose)
Fermentação lática 
(ANAEROBIOSE) ou 
oxidação via ciclo de 
Krebs (AEROBIOSE)
(para obtenção de mais 
energia)
Enzimas Regulatórias
(+) ativação (-) inibição
Referência: Princípios de Bioquímica – Lehninger
Referência – Bioquímica Médica - Marks
Energia (ATP) - Via aeróbica
Energia (ATP) - Via anaeróbica
Referência: Bioquímica Ilustrada – Champe
Ciclo de Krebs + cadeia respiratória 
Energia (ATP) - Via anaeróbica
Referência – bioquímica – voet et al
Bioquímica - Lehninger
Condições normais em músculo esquelético em atividade intensa
CICLO DE CORI – a glicose muscular pode ser obtida diretamente da 
corrente sanguínea ou ser decorrente da degradação do glicogênio pela 
via da glicogenólise. O lactato produzido pela glicólise muscular é 
transportado pela corrente sanguínea para o fígado, onde é convertido 
em glicose pela gliconeogênese. A glicose, liberada na corrente 
sanguínea, pode ser utilizada por diferentes tecidos e também voltar para 
os músculos. Neste, pode ser oxidada ou armazenada como glicogênio, 
após síntese pela via da glicogênese.
glicogênese
TECIDO ADIPOSO
(jejum)
Triglicerídeo
Ácidos graxos
+ 
Glicerol
Relação entre diferentes orgãos 
na neoglicogênese
a neoglicogênese ocorre no fígado a 
partir de substratos produzidos pelos: 
músculos – lactato e alanina
Hemácias – lactato
Tecido adiposo - glicerol
Cooperação metabólica entre os 
músculos esqueléticos e o fígado
MARZZOCO; TORRES Bioquímica Básica
2% ATP 
músculo cardíaco
glicose
piruvato
Ácidos graxos
aminoácidos
Corpos cetônicos
(jejum ou baixa 
disponibilidade 
de glicose)
Referência – Bioquímica - Marks
CICLO DE KREBS
Energia (ATP) - Via aeróbica
Referência: Princípios de bioquímica - Lehninger 
Glicose
Glicogênio
(quando diminui a
oxidação do piruvato)
Ácido graxotriglicerídeos
(quando diminui a
oxidação do acetil-CoA)
Glicose
Regulação alostérica do ciclo de Krebs 
Inibição quando:
[ATP] > [ADP],
[NADH] > [NAD+], 
[Acetil-CoA] > [CoA], 
indicando estado metabólico energético 
alto.
Ácidos 
graxos
Fluxograma do metabolismo oxidativo, mostrando a 
origem dos pares de átomos de hidrogênio 
removidos pelas desidrogenases e a transferência 
de seus elétrons (2e-) para a cadeia transportadora 
de elétrons, até o oxigênio. A redução de cada átomo 
de oxigênio requer 2e- + 2H+.
Vias anapleróticas
Diferentes compostos formados à partir de 
moléculas intermediárias do ciclo de Krebs
Direcionamento de estudo 
1. Por que precisa ocorrer digestão de carboidratos após a ingestão de polissacarídeos e dissacarídeos? Qual a classe da 
molécula resultante da digestão destes carboidratos?
2. Quais as enzimas necessárias para digerir, através do mecanismo de hidrólise enzimática, os dissacarídeos maltose, 
lactose e sacarose? E para digerir o amido?
3. Quais compostos são formados após a digestão da sacarose? E da maltose? E da lactose? E do amido?
4. Para que são necessárias as proteínas denominadas de GLUT (GLUT1, GLUT2, GLUT4, etc)?
5. Como a insulina atua no mecanismo de estímulo de absorção de glicose através do GLUT 4?
6. Definir normoglicemia, hiperglicemia e hipoglicemia.
7. Qual a denominação das vias metabólicas que acarretam os seguintes processos:
a) Transformação de glicose em piruvato?
b) Transformação de piruvato em lactato?
c) Transformação de glicose em glicogênio?
d) Transformação de glicogênio em glicose?
e) Transformação de glicerol ou piruvato ou aminoácidos em glicose?
8. Qual a diferença entre glicólise aeróbica e anaeróbica?
9. Quantos ATPs são formados através das reações do ciclo de Krebs?
10. Quantos ATPs são formados do catabolismo completo da glicose até CO2 e H2O? (para isto são necessárias as vias 
metabólicas glicólise e ciclo de Krebs, além da participação da cadeia transportadora de elétrons).
11. O nível alto de ATP intracelular estimula ou inibe as vias metabólicas glicólise e ciclo de Krebs?
12. O nível alto de ADP intracelular estimula ou inibe as vias metabólica glicólise e ciclo de Krebs?
13. Em situação alimentado, com alta concentração de glicose plasmática, a insulina estimula ou inibe a absorção de glicose?
14. Em situação alimentado, com alta concentração de glicose plasmática, a insulina estimula a via metabólica glicogênese ou 
a glicogenólise?
15. Qual hormônio estimula a glicogenólise, em situação de jejum, com baixa concentração de glicose plasmática?
16. Caracterizar o ciclo de Cori.
17. Diferenciar catabolismo e anabolismo. Indicar se as vias metabólicas: glicólise, ciclo de Krebs, glicogênese, glicogenólise, 
gliconeogênese são processos anabólicos ou catabólicos.
18. Qual molécula de reserva, armazenada no fígado, é responsável pela manutenção da normoglicemia em situação de 
jejum?