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Nutrição e Metabolismo DESTINO DOS NUTRIENTES CARBOIDRATOS Constituem a principal fonte de energia para os seres vivos, contribuindo com um percentual de 50 a 80% das calorias totais da alimentação. CARBOIDRATOS: São constituídos por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio, cuja formula padrão é (CH2O)n. Estrutura C C CC CC C C OH H OH OH H HO H H OH H2OH Polihidroxi Radical Aldeído Glicose (polihidroxialdeído) H2OH H H OH OHC C CC C C O CCH2OH HO H Radical Cetona Polihidroxi Frutose (polihidroxicetona) Classificação: Monossacarídios: são açúcares simples Hexoses: 6 carbonos Glicose: é o principal monossacarídeo encontrado na natureza. Frutose: também chamada de levulose é encontrada principalmente na frutas e mel. Classificação: Galactose: é encontrada em produtos lácteos. Classificação: Pentoses: 5 carbonos Ribose e desoxirribose: componentes dos ac. Nucleicos (DNA e RNA) Classificação: Trioses: 3 carbonos Gliceraldeído e diidroxicetona: intermediários da via glicolítica Classificação: Dissacarídeos: são formados por dois monossacarídeos Sacarose: Frutose Glicose + Classificação: Lactose: sintetizada pelos mamíferos Lactose: Adoça 1/6 da sacarose Galactose Glicose + Classificação: Maltose: grãos germinados (diastase) Maltose: Proveniente da quebra do amido. Glicose Glicose + isomaltose: Glicose Glicose + α (1-4) α (1-6) isomaltose Classificação: Oligossacarídeos: contém de 3 a 10 monossacarideos. Rafinose: Fibra encontrada na beterraba Sacarose + 1 galatose Estaquiose: Fibra encontrada nas leguminosas Sacarose + 2 galactose Classificação: Polissacarídeos: contém mais de 10 monossacarideos. celulose: Sua energia não está disponível para humanos. Aumenta a massa fecal Fibra insolúvel composta por moléculas de glicose unidas por ligações β-(1-4). Classificação: Hemiceluloses Pectinas : : pentoses + hexoses Retém água, aumenta o volume do bolo fecal Capacidade de formar géis e se ligar a íons Classificação: Amido: polímero de glicose (reserva energética do vegetais). Amilose: cerca de 15-20% (insolúvel) Amilopectina: cerca de 80-85% (solúvel) Teor de amido: Trigo = 75% de amilopectina e 25% de amilose. Batata = 80% de amilopectina e 20% de amilose. Classificação: Dextrinas: são produtos intermediários da quebra do amido. Glicogênio – é o polissacarídeo de reserva no animal, sendo formado por varias moléculas de glicose. Sintetizado: Fígado Músculos Reserva corporal de carboidrato Homem adulto Glicogênio Fígado 115 g Tecido muscular 230 g Total ~ 340 g cereais (arroz, milho, trigo, aveia, cevada), pães, biscoitos, massas, tubérculos e raizes (batata, mandioca, inhame), frutas etc. Fontes de carboidratos: Carboidratos na Pirâmide Alimentar ENERGÉTICA: FUNÇÕES DOS CHO Substrato para produção de energia (ATP). Principal fonte de energia da dieta 1 g = 4Kcal FUNÇÕES DOS CHO A produção de energia a partir de CHO diminui a utilização de gorduras e proteínas com essa finalidade. Ação anticetogênica e poupadora de PTN Celulose, hemiceluloses e pectinas na parede dos vegetais parede celular em bactérias e exoesqueleto em insetos FUNÇÕES DOS CHO ESTRUTURAL: Glicogênio nos animais RESERVA ENERGÉTICA: Amido nos vegetais Glicogênio hepático: ác. glicurônico FUNÇÕES DOS CHO Desintoxicação: Crescimento Bacteriano: Lactose: crescimento de bactérias benéficas - ação laxativa - produção de vit. K e complexo B - facilita absorção de Ca Celulose e outros CHO insolúveis FUNÇÕES DOS CHO Estímulo do peristaltismo: Precursores de compostos orgânicos: Ácidos nucléicos, matriz do tecido conectivo e galactosídios do tecido nervoso Ingestão Dietética de Referência Digestão dos Carboidratos Boca: amilase salivar Amido Todos os CHO são hidrolisados a monossacarídeos para serem absorvidos. DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS maltotrioses maltose dextrinas CARBOIDRATOS DA DIETA 60% AMIDO 30% SACAROSE 10% LACTOSE PEQUENAS QUANTIDADES DE FIBRAS Amilase salivar continua agindo até ser inibida pelo HCL (pH<4,0). DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS A α-amilase pancreática continua o desdobramento dos carboidratos A amilase pancreática também age na borda em escova. DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS Na borda em escova as dissacaridases e oligossacaridases terminam a digestão dos CHO. Sacarase DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS Sacarose frutose glicose Maltose Lactose Lactase Maltase Galactose glicose Glicose + glicose Isomaltase ou dextrinase isomaltose Glicose + glicose Início da digestão α-amilase ptialina (pH ≈ 7,0) Secreção pancreática: •α -amilase pancreática •HCO3 (pH 8,8) Bile (pH 8,0) Oligo e Dissacaridases (pH ≈ 8,0-9,0) -Maltase ou glucoamilase -Dextrinase ou isomaltase (α[1-6]) -Sacarase -Lactase -Trealase Absorção de monossacarídeos Amido ou glicogênio α -AMILASE SALIVAR E PANCREÁTICA Dextrinas Maltotriose Maltose α[1-6] α[1-4] Lactose Sacarose Trealose MALTASE SACARASE DEXTRINASE LACTASE TREALASE 5 5 5 25 25 25 25 50 50 90 95 100 100 100 GLICOSE GLI/ GALAC GLI/ FRU GLI DIGESTÃO NO LÚMEN D IG E S T Ã O N A M E M B R A N A PRODUTOS PRODUTOS FINAIS DA DIGESTÃO 70-80% GLICOSE 15% FRUTOSE 5% GALACTOSE São absorvidos na forma de monossacarídeos no duodeno e jejuno. Glicose e Galactose Absorção Difusão (Glut-2) T.A. dependente de Na (SGLT-1) Frutose Difusão (Glut-5 e 2) TRANSPORTADOR DE SÓDIO-GLICOSE No fígado a frutose e a galactose são convertidas em glicose. METABOLISMO DOS CHO glicose Intestino Fígado Lipogênese TAG Metabolismo de carboidratos Glicogênese Glicogênese Lipogênese TAG Glicogenólise Gliconeogênese G L U T 4 Fontes de glicose sanguínea: - Absorção de CHO da dieta - degradação do glicogênio hepático - gliconeogênese a partir de aa., glicerol e lactato METABOLISMO DOS CHO Destino da glicose sanguínea: Captação celular para: - produção de energia - síntese de glicogênio hepático e muscular - síntese de lipídio no fígado e tecido adiposo - síntese de substâncias derivadas - eliminação renal quando o seu limiar é excedido METABOLISMO DOS CHO Captação de glicose: Glicólise Regulação da glicólise Ciclo de Krebs Descarboxilação oxidativa do piruvato Ciclo de Krebs – Reações REGULAÇÃO DO CK •Enzimas reguladas: citrato-sintase, isocitrato- desidrogenase e complexo -cetoglutarato- desidrogenase •Maior estimulador das reações= aumentos da [ADP] citoplasma (conforme tem a produção de ATP, a razão entre as duas moléculas se equilibra) Fosforilação oxidativa Fosforilação oxidativaFosforilação oxidativa Gliconeogênese 1. CARBOXILAÇÃO DO PIRUVATO FORMANDO OAA 2. DESCARBOXILAÇÃO DO OAA FORMANDO PEP 3. DESFOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE-1,6- BISFOSFATO 4. DESFOSFORILAÇÃO DA GLICOSE-6-FOSFATO Ciclo de cori Regulação da gliconeogênese: 1. Glucagon: Diminuição de frutose-2,6-bifosfato Modulação covalente da PK Indução da síntese de PEPCK 2. Disponibilidade de substrato 3. Ativação alostérica da PC pela acetil-CoA 4. Inibição alostérica da frutose-1,6-bifosfatase pelo AMP Via das Pentoses-Fosfato e NADPH GLICOGÊNIO HEPÁTICO = manutenção da glicemia, especialmente durante o início do jejum GLICOGÊNIO MUSCULAR = reserva de combustível para síntese de ATP durante contração muscular Metabolismo do Glicogênio GLICOGÊNESE (Síntese de Glicogênio) GLICOGENÓLISE GLICOGENÓLISE (Degradação do Glicogênio) Regulação do metabolismo do glicogênio Fígado: síntese estimulada no estado alimentado e degradação estimulada em período em jejum Músculo: degradação ocorre durante o exercício e a síntese logo após entrar em repouso Regulação do metabolismo do glicogênio Regulação do metabolismo do glicogênio Secretado pelas células- das ilhotas de Langherans. GLUCAGON: hormônio catabólico Controle Hormonal do metabolismo da Glicose hipoglicemia Mecanismo de ação do glucagon glicogenólise GLUCAGON: (atua no fígado) Controle Hormonal do metabolismo da Glicose gliconeogênese Efeito hiperglicemiante glicogênese glicólise lipogênese INSULINA: hormônio anabólico Controle Hormonal do metabolismo da Glicose Sintetizada pelas células- das ilhotas de Langherans Principal Estimulo: aumento da glicemia Captação de glicose pelas células musculares e tec. adiposo (Glut-4) INSULINA: Controle Hormonal da metabolismo da Glicose Síntese de glicogênio (fígado e músculo) Efeito hipoglicemiante Glicogenólise (fígado) Síntese de gordura (fígado e tec. adiposo) Gliconeogênese (fígado)
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