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CARBOIDRATOS Centro Universitário de Caratinga UNECCentro Universitário de Caratinga UNEC Curso de NutriçãoCurso de Nutrição Disciplina: Nutrição e MetabolismoDisciplina: Nutrição e Metabolismo Prof ªAndreza de Paula Santos Especialista em Nutrição e Saúde- UFV Mestre em sustentabilidade e saúde- UNEC 2013 CarboidratosCarboidratosCarboidratosCarboidratos São fontes primárias de energia para o organismo, uma vez que seu catabolismo possibilita liberação de energia química para formação de ATP. Fornecem primariamente combustível para cérebro, medula, nervos periféricos e células vermelhas do sangue. CarboidratosCarboidratosCarboidratosCarboidratos São macronutrientes cujos maiores representantes pertencem ao reino vegetal, seja na forma de carboidrato complexo ou na forma de açúcar. CarboidratosCarboidratosCarboidratosCarboidratos � São nutrientes considerados energéticos, pois representam em torno de 60% das calorias que o indivíduo consome. � Fornecem 4 kcal/g � São formados por compostos orgânicos que contêm carbono, hidrogênio e oxigênio em várias combinações. Tipos de CarboidratosTipos de CarboidratosTipos de CarboidratosTipos de Carboidratos � Carboidratos Simples: usualmente conhecido como açúcar ( são de absorção rápida). Podem ser divididos em duas categorias: -Dissacarídeos -Monossacarídeos-Monossacarídeos São encontrados: frutas, mel, leite, cana de açúcar. Tipos de CarboidratosTipos de CarboidratosTipos de CarboidratosTipos de Carboidratos � Carboidratos Complexos: são o amido, glicogênio e as fibras alimentares. � As melhores alternativas são os grãos e cereais integrais que além de liberarem glicose, fornecem também, fibras, algumas além de liberarem glicose, fornecem também, fibras, algumas vitaminas do complexo B e Ferro. Principais Fontes Dietéticas de Carboidratos e Principais Fontes Dietéticas de Carboidratos e Principais Fontes Dietéticas de Carboidratos e Principais Fontes Dietéticas de Carboidratos e seus produtos de hidrólise.seus produtos de hidrólise.seus produtos de hidrólise.seus produtos de hidrólise. Fontes Dietéticas Milho, arroz, trigo, batata, farinha Açúcar de cana e ou beterraba Leite Polissacarídeo Amido Oligossacarídeo Dextrinas ( compostos polissacarídeos polissacarídeos formados por produtos intermediário da quebra do amido Dissacarídeo Maltose Glic+glic Sacarose Glic+ Frutose Lactose Glic+Galactose Monossacarídeo Álcool Sorbitol (glic) Manitol ( Maltose) Manitol (frutose) Sorbitol Galactiol (galac) Sorbitol (glic) Fontes e Papel nutricional dos principais Fontes e Papel nutricional dos principais Fontes e Papel nutricional dos principais Fontes e Papel nutricional dos principais monossacarídeosmonossacarídeosmonossacarídeosmonossacarídeos Fonte Função Pentose D- ribose Formado em processos metabólicos Componente dos ácidos nucléicos e coenzimas como FAD,NAD. HexoseHexose D- glicose (dextrose ou açúcar do sangue) Sucos de frutas, hidrólise da cana de açúcar, mel, maltose, lactose “Açúcar” do corpo: fluidos sanguíneos e dos tecidos; combustível celular. D- frutose Sucos de frutas, mel , hidrólise da sacarose da cana de açúcar. Transformação para glicose no fígado e no intestino para servir como combustível básico no organismo. D- galactose Hidrólise da lactose (açúcar do leite) Transformada em glicose pelo fígado, constituinte de leite e derivados. POLISSACARÍDEOS Celulose: � Polissacarídeo vegetal � Não digerível pelo TGI humano � Presente em folhas, caules, raízes, sementes,frutas e cereais Auxiliam no aumento do bolo fecal e no trânsitointestinal� Auxiliam no aumento do bolo fecal e no trânsitointestinal POLISSACARÍDEOS Fibras insolúveis: � Hemicelulose, lignina e celulose (farelos de cereais,folhas) Hemicelulose: � São mais solúveis que a celulose; � Tem a capacidade de reter água, aumentando o bolo fecal e � Tem a capacidade de reter água, aumentando o bolo fecal e estimulando o peristaltismo; � Sensação de saciedade; Lignina: � Resistente ao ataque químico ou enzimático; � Não digerida ou fermentada pela microflora intestinal; POLISSACARÍDEOS Funções das Fibras insolúveis: � Não são digeridas, mas podem ser fermentadas; � Encurtam o tempo de trânsito intestinal e aumentam o volume fecal, tornando lenta a absorção de glicose e retardam a hidrólise do amido; � Fundamentais na formação adequada do bolo fecal: � Fundamentais na formação adequada do bolo fecal: previne constipação e acelera o trânsito intestinal; � Prevenção do câncer de colon – impedir que os agentes cancerígenos entrem em contato com a mucosa colônica. � Retarda o esvaziamento gástrico – contribuem no aumento da saciedade. POLISSACARÍDEOS Fibras solúveis: � Pectina, goma guar (aveia, feijão, vegetais e frutas) Pectina � Presente nas camadas intercelulares dos vegetais.� Presente nas camadas intercelulares dos vegetais. � Presente em frutas cítricas,maça, cebola, morango; � Propriedade de formar géis para absorver água. Usada na fabricação de geléia e gelatinas; Gomas � Encontradas nas secreções vegetais ou sementes POLISSACARÍDEOS Funções das � Produzem uma espécie de cobertura que envolvem os fragmentos alimentares diminuindo o atrito com a mucosa intestinal; � Retém água e forma géis; � São totalmente fermentadas pelas bactérias colônicas;Funções das Fibras solúveis colônicas; � Retardam o esvaziamento gástrico; � Torna mais lenta a absorção de glicose; � Reduzem o nível de colesterol plasmático. Amido Resistente � Após a década de 80, começou a ser observado que uma fração do amido escapava da digestão no intestino delgado e chegava ao cólon. � Servia de substrato para a flora bacteriana. � Amido resistente – a soma do amido e dos produtos da sua degradação que não são digeridos e absorvidos no interior do ID de indivíduos sadios. � Encontrado em pequenas quantidades nos alimentos- 1% farinha de pão e 3% em flocos de milho. Digestão dos carboidratosDigestão dos carboidratosDigestão dos carboidratosDigestão dos carboidratos http://www.corpohumano.hpg.i g.com.br/digestao/fisiologia_dig estiva/fisiolog_digestivo.html Absorção do CarboidratoAbsorção do CarboidratoAbsorção do CarboidratoAbsorção do Carboidrato � Absorção no ID na forma de monossacarídeo; � Por meio dos capilares de vili, os açúcares simples entram na circulação portal e são transportados ao fígado. � Nesse órgão a frutose e galactose são convertidas a glicose, e a glicose restante é convertida em glicogênio para reserva. Absorção dos CarboidratosAbsorção dos CarboidratosAbsorção dos CarboidratosAbsorção dos Carboidratos 1. Absorção não específica ou difusão passiva: aquele que é absorvido por um gradiente de concentração entre o açúcar na mucosa do lúmen intestinal e o das células da mucosa intestinal.células da mucosa intestinal. Absorção dos CarboidratosAbsorção dos CarboidratosAbsorção dos CarboidratosAbsorção dos Carboidratos 2. Absorção Ativa: são utilizados carreadores específicos. � Para glicose e galactose existe carreador específico (sódio) � A frutose é absorvida por difusão facilitada em um processo ainda não conhecidoainda não conhecido Os monossacarídeos seguem pela veia porta até o fígado. INTESTINO DELGADO VILOSIDADES INTESTINAIS do MUCOSA e MICROVILOSIDADES das CÉLULAS de ABSORÇÃO VILOSIDADES INTESTINAIS: da área superficial da mucosa Funções dos CarboidratosFunções dos CarboidratosFunções dos CarboidratosFunções dos Carboidratos � Reserva de glicogênio: a reserva permite que o organismo mantenha transitoriamente os níveis plasmáticos nos períodos iniciais de jejum.� Ação poupadora de energia: Uso de glicose – polpa o uso de � Ação poupadora de energia: Uso de glicose – polpa o uso de proteínas � Dietas de restrição calóricas – CHO é retirado – PTN massa muscular degradadas Funções dos CarboidratosFunções dos CarboidratosFunções dos CarboidratosFunções dos Carboidratos � Efeito Anticetogênico – Corpos cetônicos – degradação de lipídios não há possibilidade de glicose para atividade cerebral e de células renais. Diabetes não controlado e jejum prolongado. � Sistema nervoso central: a glicose é o combustível preferencial do SNC, que não armazena glicose, da glicose no cérebro e todo SNC – Coma e até a morte. Funções dos carboidratosFunções dos carboidratosFunções dos carboidratosFunções dos carboidratos � Estimula o peristaltismo – celulose e outros carboidratos insolúveis – prevenção e tratamento de doenças; � Estimula a fermentação bacteriana – síntese de vitamina K e � Estimula a fermentação bacteriana – síntese de vitamina K e Vitaminas do Complexo B. METABOLISMO DE METABOLISMO DE Carboidratos Alimentares Glicose Glicose-6-fosfato Glicose-1-fosfatoGlicogênio Glicólise (via Embdeneyerhof) Ácido Pirúvico Metabolismo de CarboidratosMetabolismo de CarboidratosMetabolismo de CarboidratosMetabolismo de Carboidratos C iclo de Krebs Cadeia respiratória Produção de CO 2 e H2O e ENERGIA (ATP) Glicose � Glicogênio = Glicogenossíntese Glicogênio� Glicose = Glicogen ólise Utilização da GalactoseUtilização da GalactoseUtilização da GalactoseUtilização da Galactose � No fígado a galactose é convertida à uridinodifosfoglicose (UDP – glicose), que pode ser incorporada ao glicogênio ou convertida em glicose 1 fosfato. � Em uma enfermidade congênita chamada de galactosemia, a � Em uma enfermidade congênita chamada de galactosemia, a habilidade de metabolizar a galactose está impedida devido à deficiência da enzima galactose – 1 P uridil transferase, requerida para conversão da galactose. Utilização da FrutoseUtilização da FrutoseUtilização da FrutoseUtilização da Frutose � A frutose pode ser fosforilada por quinases não específicas para dar frutose 6 fosfato; todavia, a afinidade dessas enzimas pela frutose é baixa, de forma que a maioria da frutose ingerida é fosforilada pela frutoquinase que; Frutose + ATP Frutose 1 P + ADP Frutose 1 P Diidroxiacetona P + Gliceraldeído frutoquinase Frutose 1 P aldolase GlicóliseGlicóliseGlicóliseGlicólise � É uma via do catabolismo da glicose que, sob a maioria das condições, é uma etapa preliminar necessária à liberação de toda energia biologicamente disponível da molécula de glicose. � Resulta na conservação da glicose 6 – P em duas moléculas de piruvato ou lactato, Ciclo de CoriCiclo de CoriCiclo de CoriCiclo de Cori � Durante períodos de limitado fornecimento de oxigênio (músculo durante exercício físico), o piruvato é reduzido a lactato pela desidrogenase láctica. � Quando o oxigênio torna-se novamente disponível o lactato pode ser reoxidado a piruvato e metabolizado no ciclo de Krebs. Sangue Músculo Fígado Glicose Glicose 2NAD 2NAD 2NADH 2NADH2ATP 6ATPmetabolizado no ciclo de Krebs. � Observa-se que o lactato produzido no músculo pela via anaeróbica é levado na corrente sanguínea até o fígado, onde, pela gliconeogênese, é convertido em glicose que pode retornar ao músculo. 2 Piruvato 2 Piruvato 2 Lactato 2 Lactato 2NAD 2NAD 2NADH 2NADH GlicogêneseGlicogêneseGlicogêneseGlicogênese � É o processo bioquímico que transforma a glicose em glicogênio. � Ocorre virtualmente em todos os tecidos animais, mas é proeminente no fígado e músculos (os músculos apresentam cerca de 4 vezes mais glicogênio do que o fígado em razão de sua grande massa). � O músculo armazena apenas para o consumo próprio, e só utiliza� O músculo armazena apenas para o consumo próprio, e só utiliza durante o exercício quando há necessidade de energia rápida � O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os músculos quando há a diminuição da glicose sangüínea (hipoglicemia). � O glicogênio fica disponível no fígado e músculos, sendo consumido totalmente cerca de 24 horas após a última refeição. GlicogêneseGlicogêneseGlicogêneseGlicogênese � A primeira reação do processo glicolítico é a formação de glicose-6-fosfato (G6P) a partir da fosforilação da glicose. A insulina induz a formação de glicose-1-fosfato pela ação da enzima fosfoglicomutase que isomerisa a G6P. A partir daí, há a incorporação da uridina-tri-fosfato (UTP) que proporciona aincorporação da uridina-tri-fosfato (UTP) que proporciona a ligação entre o C1 de uma molécula com o C4 de outra ligação (catalisada pela enzima glicogênio sintase), formando uma maltose inicial que logo será acrescida de outras, formando um polímero a(1- 4). A ramificação da cadeia ocorre pela ação da enzima ramificadora (amido-1-4,1-6-transglucosidase) que transfere cadeias inteiras para um C6, formando ligações a(1- 6). GlicogêneseGlicogêneseGlicogêneseGlicogênese Glucose-6-phosphate Fosfoglicomutase Glucose-1-phosphate Glucose-6-phosphate Uridine diphosphate glucose Glicogênio sintase Glycogen GlicogenóliseGlicogenóliseGlicogenóliseGlicogenólise � O glicogênio pode ser degradado enzimaticamente para a obtenção de glicose para entrar nas rotas oxidativas visando a obtenção de energia. � A glicogenólise possui controle endócrino. � O glicogênio é degradado pela ação conjunta de três enzimas:� O glicogênio é degradado pela ação conjunta de três enzimas: Glicogênio fosforilase, Enzima α 1,6 glicosidase ou desramificadora de glicogênio e fosfoglicomutase. GlicogenóliseGlicogenóliseGlicogenóliseGlicogenólise � O AMPc ativa a enzima fosforilase-quinase-b em fosforilase- quinase-a, que por sua vez retira uma molécula de glicose do glicogênio, na forma de glicose-1-fosfato, liberando-a para a glicólise em uma reação que utiliza a mesma enzima que inicia a glicogênese (fosfoglicomutase). Glicose Glicose- 6P Glicólise Glicose- 1P Uridino tri-PGlicose ATP ADP Glicose- 1P Glicose- UDP Glicogênio Glicose (n) Glicogenólise Glicogênese P Uridino tri-PGlicose P Glicose UDP Controle da GlicemiaControle da GlicemiaControle da GlicemiaControle da Glicemia � Após 3 horas de jejum, a concentração de glicose no sangue é cerca de 70 a 90 mg/100ml. � Após a alimentação, pode atingir 140 a 150mg/100ml. � O excesso de glicose no sangue: � A falta de glicose no sangue: O que pode gerar o descontrole glicêmico? � São fontes de glicose sanguínea: 1. Absorção de carboidratos da dieta 2. Degradação do glicogênio hepático 3. Gliconeogênese a partir de aa 4. Gliconeogênese a partir de glicerol 5. Gliconeogênese a partir do lactato. � A glicose sanguínea é retirada do sangue pelas seguintes vias: 1. Captação celular contínua para produção de energia 2. Síntese de glicogênio hepático 3. Síntese de lipídios no fígado e no tecido adiposo 4. Eliminação renal, quando o seu limiar é excedido. �A concentração de glicose sanguínea resulta das velocidades relativas da produção pelo fígado, da absorção intestinal e de sua utilização por todos os tecidos.utilização por todos os tecidos. Controle Hormonal de Carboidratos Os hormônios glicorreguladores incluem: •insulina, •glucagon, •glucagon, •epinefrina, •cortisol e •hormônio de crescimento. Controle Glicêmico Controle Hormonal de CarboidratosControle Hormonal de CarboidratosControle Hormonal de CarboidratosControle Hormonal de Carboidratos � Epinefrina: Secretada pela medula adrenal em situação de estresse,estimula a liberação de adrenalina resultando na ativação da glicogenólise e aumento da glicemia. � Tiroxina: Secretada pela tireóide, também intensifica a liberação da adrenalina potencializando a ação da insulina na síntese de glicogênio e utilização de glicose Controle HormonalControle HormonalControle HormonalControle Hormonal � Glicocorticóides: Secretado pela córtex adrenal, são antagonistas da ação da insulina, inibindo a captação celular da glicose. � Hormônio de Crescimento: Secretado pela pituitária anterior, também age indiretamente na diminuição da captação celular de glicose através da liberação de ácidos graxos pelo tecido adiposo. Controle glicêmicoControle glicêmicoControle glicêmicoControle glicêmico � Controle da glicemia entre 70-110 mg/dl � Período pós-prandial: produção de ATP � síntese de glicogênio � Período de jejum breve: quebra do glicogênio utilização de ácidos graxos� utilização de ácidos graxos � Jejum prolongado: Utilização de proteínas na síntese de energia Distúrbios do metabolismo dos Distúrbios do metabolismo dos Distúrbios do metabolismo dos Distúrbios do metabolismo dos carboidratoscarboidratoscarboidratoscarboidratos � Deficiência de lactase Enzima responsável pela degradação da lactose Diarréias severas Déficit de crescimento em crianças � Diabetes mellitus Produção inadequada de insulina e/ou resistência periférica Tipo 1 Tipo 2 Gestacional
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