Metabolismo de Carboidratos e Hormônios Reguladores

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Um jovem com 19 anos de idade foi trazido ao hospital em estado de coma. No exame físico, sua respiração apresentava um odor frutado. Os exames laboratoriais solicitados apresentaram os seguintes resultados: Na+ = 121 mmol/L (135-146), K+= 5,6 mmol/L (3,5-5,0), Cl-= 91 mmol/L (96-110), HCO3-= 12 mmol/L (22-26), Uréia= 52 mg/dL (19-40), Creatinina= 0,99 mg/dL (0,5-1,3), Osmolaridade do soro 322 mOsm/kg (275-295), pH= 7,22 (7,38-7,44), pCO2= 29 mm Hg (35-40), Glicose= 582 mg/dL (< 110), Glicosúria= 3+ (-), Cetose= 3+ (-).
Quais são as funções dos carboidratos?
Eles são a produção de energia, armazenamento de energia, construção de macromoléculas, poupando proteína e auxiliando no metabolismo lipídico.
Como é a estrutura química dos carboidratos?
Monossacarídeo: A unidade mais básica e fundamental de um carboidrato. Estes são açúcares simples com a estrutura química geral de C6H12O6. Dissacarídeo: Açúcares compostos contendo dois monossacarídeos com a eliminação de uma molécula de água com a estrutura química geral C12H22O11. Oligossacarídeo: o polímero contém de três a dez monossacarídeo. Polissacarídeos: Polímeros contendo longas cadeias de monossacarídeos conectados por ligações glicosídicas.
Como é o metabolismo dos carboidratos? Descreva o processo de digestão e absorção dos carboidratos, a glicólise, o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa.
O metabolismo dos carboidratos se dá de duas formas: anabolismo, onde ocorre gasto de ATP e produção de moléculas mais complexas ou o catabolismo, processos de quebras que geram ATP. A digestão dos carboidratos ocorre inicialmente na boca, pela enzima amliase salivar, que quebra as moléculas grandes em menores. No intestino delgado temos amilase pancreática, que novamente vai quebrar os dissacarídeos em monossacarídeos para serem absorvidos. Depois de absorvidos, são levados para células, principalmente do fígado para a formação do glicogênio que funcionara como reserva energética ou será convertido em ATP para utilização da célula. A molécula de glicose quebrada (glicólise) para isso, precisa de 2 ATP. Ela vai gerar duas moléculas de pivurato. A energia resultante dessa quebra será captada por 2 NADH. Haverá formação também de 4ATP. O pivurato entra na mitocrondia, é descarboxilado, se tornando um acetil, saindo CO2 e se juntando com a Co-enzima A, formando a acetilcoenzimaA. A energia desprendida dessa reação é novamente captada por 2 NADH. Ciclo de Krebs: A acetil coenzima A se ligará com oxaloacetano, liberando a co-enzima A, entrará no ciclo de Krebs, onde acontecerá uma serie de reações químicas, onde as moléculas vão se descarboxilando e oxidando o citrato. Isso dará um saldo final de 2 FADH2, 6NADH e 2 ATP. Fosforilação oxidativa: Ocorre nas critas mictocondriais e é onde acorrerá a cadeia transportadora de elétrons e formará ATP. Os NAD, FAD, serão conduzidos por proteínas transmembranas chamadas de citocromos, onde irão transportar elétrons. Pela energia gerada no transporte conduzira átomo de hidrogênio para fora da membrana interna da mitocôndria. Quando os hidrogênios retornarem para dentro da membrana da mitocôndria, eles só conseguem seguir um caminho: a enzima ATP sintase. Ao passar por essa enzima, eles induzem uma modificação estrutural, que girará a enzima e produzirá ATP. O saldo final de energético será 36 ou 38 ATPs. 
Quais são os hormônios que regulam o metabolismo dos carboidratos, e como eles atuam?
INSULINA: glicose e aminoácidos disponíveis, mais substratos no caminho. GLUCAGON: glicose e aminoácidos em falta, precisam mobilizar reservas internas. EPINEFRINA: Prepara-se para um forte aumento iminente na demanda de substrato. GLICOCORTICOIDES: prepara-se para um período prolongado de alta demanda. HORMONIOS DA TIREOIDE: aumentar a taxa metabólica basal. A insulina é o principal hormônio do metabolismo de carboidratos, também influencia o metabolismo da gordura e das proteínas. Ele reduz a glicose no sangue aumentando o transporte de glicose no tecido muscular e adiposo e estimula a síntese de glicogênio, gordura e proteína. A ação anabólica da insulina é antagonizada pela ação catabólica do glucagon. Este hormônio estimula a glicogenólise e a gliconeogênese. A relação molar insulina: glucagon é um parâmetro para uma situação anabólica ou catabólica. A epinefrina também antagoniza a ação da insulina. Como o glucagon, estimula a glicogenólise. Além disso, reduz a sensibilidade à insulina dos tecidos periféricos e inibe a liberação de insulina. O hormônio do crescimento diminui a captação de glicose no músculo e a gliconeogênese do tecido adiposo no fígado. Na presença de insulina, o hormônio do crescimento estimula a síntese protéica. Os outros hormônios são todos antagônicos à insulina, e um aumento patológico em sua secreção pode resultar em diabetes sintomático. No caso dos glicocortcoides, o diabtes sintomático também pode surgir do seu uso como drogas. Tanto os glicorticoides quanto os hormônios da tireoide causam seus efeitos principalmente através da regulação ascendente e negativa da transcrição genica. Os dois tipos de hormônios controlam diferentes conjuntos de genes-alvo, mas mabos regulam positivamente a expressão de receptores Beta-adrenergicos, ou seja, receptores de epinefrina, e assim amplificam os efeitos metabólicos desse hormônios.
Quais são e qual a fisiopatologia das principais doenças do metabolismo da glicose?
As principais doenças do metabolismo da glicose é Diabete Mellitus tipo 1  e 2 e a hipoglicemia. Diabete tipo 1 acontece uma destruição imuno-mediada das células beta do pâncreas. Pode ser auto imune ou idiopática. Precisa ter de 80% a 90% de destruição das células para iniciar as manifestação clinicas. Esse tipo ocorre mais em crianças e jovens. É hereditário, mas fatores ambientais também podem estar envolvido, como alguns vírus. Diabete tipo 2 acontece uma resistência a insulina e disfunção de células beta. A resistência à insulina, Fatores genéticos e obesidade contribuem para o desenvolvimento da doença. Gipoglicemia: Pode ser decorrente de tumores como unsulinomas, disfunção hepáticas, deficiência de glicocorticoides, etc. Pode ser verdadeira ou falsa (medida por hipoglicemiantes). Pode ser pela ingestão de etanol e também indivíduos que fazem cirurgias bariátricas. 
Quais são os testes laboratoriais e quais os valores utilizados para o diagnósticos e monitoramento destas doenças?
Medir a glicemia em Jejum (valor referência >100m /dL. Acima de <126mg/dL em três amostra diferentes já pode ser considerada diabéticos). Glicemia pos prandial (duas horas após uma refeição com 100g carboidratos > 200mg/dL já pode ser considerado diabéticos. Glicemia após sobrecarga (2h após ingestão de 75 ou 100g de glicose. > 200mh/dL é considerado diabético), Curva glicêmica (em jejum, o paciente deve tomar 75g de glicose e se mede a glicose sanguínea em T0, T30, T60, T120. Se der >200mg/dL em 60min ou outra fase – diabetes) e hemoglobina glicada. (monitora os índices de glicose dos últimos 2-3 meses. VR abaixo de 4-6%. Diabetes controlada 6,5%.
O que são e para que serve os índices de HOMA?
A avaliação do modelo homeostático (HOMA) é um método para avaliar a função das células β e resistência à insulina (RI) a partir das concentrações de glicose basal (em jejum) e insulina ou peptídeo C.
O que é hbA1c, e quais os métodos recomendados para sua dosagem laboratorial?
A Hemoglobulina sofre glicação em taxas proporcional a concentração sanguínea de glicose. A reação acontece em estágio reversível, mas a partir que o produto estável se forma (hbA1c), ele persiste naquele estado até o fim da vida da célula. Portanto, mostra a concentração sanguínea da glicose por 6 a 8 semanas. É utilizado o princípio de cromatografia de afinidade. Seu valor de referência é 4-6%.
Quais são as complicações agudas e as complicações crônicas de hiperglicemia, e porque elas acontecem?
Agudas: acidose diabéticas e com. Baixa o pH sanguíneo, há compensação respiratória. Quando há depleção do tampão carbonato-bicarbonato, acidosemetabólica e levar ao coma. Crônicas: Nefropatia diabéticas, neuropatia diabética, pé diabético, difusão erétil, retinopatia diabética, aumento de chances de infarto cardíaco. Nefropatia diabética ocorre por lesão glomerular causada pela glicose, que ultrapassa continualmente o limiar de absorção renal, demandando muito do órgão e podendo causar lesões. A glicose em excesso pode se tomar toxica para alguns tecidos, como sistema nervoso central, a gliconeogenese no SNC produz sorbitol que causar lesões como a neuropatia diabética. A grande quantidade de glicose também começa a se ligar em receptores e causar lesões como a retinopatia e em receptores endotélio, aumentando as chances de infarto. As complicações como difunção erétil e pé diabéticos estão ligadas a diminuição da circulação periférica e diminuição da resposta inflamatória consequentemente.
Qual a utilidade da dosagem da glicose no líquor, e como deve ser feita a interpretação dos resultados?
A dosagem da glicose no liquor é muito utilizada para a verificação de meningite bacteriana, onde os níveis de glicose ficam reduzidos. Como os níveis de glicose no liquor são sempre reduzidos em relação à glicose sanguínea, deve se tomar cuidado ao fazer a dosagem em pacientes diabéticos. Sempre deve ser solicitados junto a glicose sanguínea, porque as vezes níveis baixos de glicose no liquor de pacientes diabéticos podem estar dentro do valor de referência de pacientes normais. Quando recebemos a glicose sanguínea junto conseguimos fazer a comparação dos resultados.
Explique o caso do paciente acima.
O paciente possui diabetes mellitus tipo 1 e está com cetoacidose, por isso a glicose aumentada, a glicosuria e a cetose com 3+ (devido a neoglicogenese). A osmolaridade está aumentada por causa da alta taxa de glicose no sangue e a perda de volume plasmático. Na cetoacidose, na deficiência da insulina combinada com a secreção aumentada de glucagon, causa aumento na taxa de glucagon, estimula a neoglicogenese. A glicosuria causa diurese osmótica, portanto depleção de fluidos, que é exacerbado por hiperventilação (explica níveis de pCO2 e HCO3) e vomito (explica níveis de Na, K, Cl). A diminuição do volume plasmático leva a hipoperfusão renal e uremia pré-renal, que explica os outros achados laboratoriais.