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01/08/2018 1 NUTRIÇÃO E METABOLISMO Professora: Dra. Daniela Miotto Bernardi DA DISCIPLINA • Ementa: • Estudo do metabolismo dos macronutrientes e micronutrientes. Carboidratos: Digestão, absorção e metabolismo. Metabolismo hepático e regulação dos níveis sanguíneos de glicídios. Índice glicêmico dos alimentos. Fibras alimentares. Proteínas: Digestão, absorção e metabolismo. Utilização de proteína dietética. Metabolismo hepático e regulação de níveis sanguíneos de aminoácidos. Aminoácidos essenciais e proteínas de alto e baixo valor biológico. Integração do metabolismo protéico corporal. Lipídios: Digestão, absorção e metabolismo. Colesterol, HDL, LDL e VLDL. Ácidos graxos essenciais e suas funções. Resíduos e armazenamento. Estudo do metabolismo dos micronutrientes: conceito, características, função, tipos, propriedades e principais reações químicas. Erros inatos do metabolismo. • Objetivos: • Correlacionar os processos de fisiologia da nutrição e bioquímica da nutrição com o alimento consumido; • Compreender o processo alimentar e sua relação com a composição nutricional dos alimentos; • Discutir a inter-relação entre os macronutrientes e micronutrientes no organismo. TEMAS ABORDADOS • Metabolismo dos carboidratos • Metabolismo dos lipídeos • Metabolismo das proteínas • Erros inatos do metabolismo • Metabolismo dos minerais • Metabolismo das vitaminas SISTEMA DE AVALIAÇÃO • 1 Bimestre • Prova Escrita = 7,0 • Atividades Complementares (questionários) = 1,0 • Mapa metabólico dos macronutrientes = 2,0 • 2 Bimestre • Prova escrita = 6,0 • Atividades Complementares (questionários) =1,0 • Mapa metabólico os inclusão de micronutrientes = 1,0 • Prova Multi= 2,0 01/08/2018 2 Datas de prova • Primeiro bimestre: • Segundo bimestre: • Segunda chamada (todas as disciplinas juntas): TRABALHO DA DISCIPLINA • MAPA METABÓLICO: • Dupla • Em sala – trazer material (data possível: 04/04) • 1 semana antes será marcado a aula do mapa • Falta no dia....... Discutir........ • Será feito em cartolina ou similar TRABALHO DA DISCIPLINA • MAPA METABÓLICO: • À mão • Entregar MAPA e explicação das vias • Entrega nos dias de prova! Questionário e atividades complementares • 1º e 2º bimestre; • Questionário; • Leitura e apresentação de artigos; • Fichamento de vitaminas e minerais; 01/08/2018 3 PROJETO INTEGRADOR • PLANO A O projeto integrador será a “Gincana da Nutrição”, onde serão considerados quatro aspectos: social, gastronômico, teórico e esportivo. O aspecto social, será conduzido ao longo do semestre e os alunos realizarão atividades sociais em entidades, as quais serão computadas por meio de pontuações. O aspecto gastronômico, será avaliado em um evento chamado “Nutri Chef” que acontecerá no dia 19/11/2018. Os aspectos teórico e esportivo, acontecerão no mesmo dia (24/11/2018), onde o primeiro será realizado por meio de um Quis sobre conteúdos da Nutrição e o segundo por meio de atividades esportivas. Todas as turmas do curso de Nutrição participarão de todas as etapas supracitadas e receberão pontuação em cada uma delas, sendo que ao final, as pontuações serão computadas no encerramento da gincana (24/11/2018) e as salas que apresentarem as maiores pontuações receberão nota extra em todas as disciplinas, sendo 1,0 ponto para o primeiro lugar e 0,5 ponto para o segundo. PROJETO INTEGRADOR • PLANO – O aluno que não participar das atividades propostas acima poderá substituir a mesma por uma ou mais atividades a critério do professor: pesquisa e resenha de um capitulo de livro e/ou de 01 artigo cientifico recente e/ou dos tópicos do plano de ensino das disciplinas do período e entregar na semana de 36 à 30/11/2018 REFERÊNCIAS • GROFF, J. L.; GROPPER, S. S.; SMITH, J. L. Nutrição Avançada e Metabolismo Humano. Tradução da 5 Ed. Norte-americana, Cengage, 2012. • COZZOLINO, S. M. F.; COMINETTI, C. Bases bioquímicas e fisiológicas da nutrição nas diferentes fases da vida, na saúde e na doença. Barueri: Manole, 2013. • BENDER, D.; BOTHAM, K.; KENNELLY, P.; RODWELL, V.; WEIL, A. Bioquímica Ilustrada de Harper (Lange). 30 Ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. REFERÊNCIAS • NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios da bioquímica de Lehninger. 5ª edição, Porto Alegre: Artmed, 2011. • PINTO, W. J. Bioquímica Clínica. Rio de Janeiro: Guanabara, 2017. • DOUGLAS, C. R. Tratado de Fisiologia Aplicada à Nutrição. São Paulo: Robe. 2002. • COSTA, N. M. B.; ROSA, C. O. B. Alimentos funcionais componentes biotivos e efeitos fisiológicos. 2 Ed. Rio de Janeiro: Rubio, 2016. • COZZOLINO, S. M. F. Biodisponibilidade de Nutrientes. 5 Ed. Barueri: Manole. 2016. 01/08/2018 4 INTRODUÇÃO AO METABOLISMO PERGUNTAS.... • A energia é armazenada nos alimentos sob a forma de que? • Estes componentes podem ser usados diretamente nos processos celulares? • Qual é a fonte de energia quando não estamos nos alimentando (entre as refeições e quando dormimos)? • Como alguém em greve de fome sobrevive por tanto tempo? METABOLISMO – definições • DEFINIÇÃO: Metabolismo (do grego que significa “mudança, troca”) é o conjunto de transformações e reações químicas através das quais se realizam os processos de síntese e degradação (ou decomposição) nas células. • Este fenômeno está relacionado com três funções que são vitais e que ocorrem no corpo humano: nutrição (inclusão de elementos essenciais no organismo), respiração (oxidação desses elementos essenciais para produção de energia química) e síntese de moléculas estruturais (utilizando a energia produzida). METABOLISMO - definições • METABOLISMO BASAL: é a quantidade mínima de energia necessária para manter as funções vitais de um indivíduo em repouso. Reflete as necessidades energéticas de todos os órgãos. • METABOLISMO INTERMEDIÁRIO: é o conjunto de reações enzimáticas no interior das células, capazes de converter os nutrientes dos alimentos em energia útil para o funcionamento orgânico e para a síntese de novas substâncias essenciais ao organismo. 01/08/2018 5 METABOLISMO • FUNÇÕES: • Converter as moléculas dos nutrientes em unidades fundamentais, precursoras de macromoléculas celulares como as proteínas, ácidos nucleicos e outros componentes celulares. • Obter energia química pela degradação dos nutrientes ricos em energia. • Remoção de toxinas METABOLISMO • Alimentos fornecem energia em forma de calorias Kcal/g Carboidrato 4 Gordura 9 Proteína 4 Álcool 7 METABOLISMO ...para ser aproveitada a energia dos alimentos os componentes devem... CARBOIDRATOS GLICOSE C6H12O6 LIPÍDEOS ÁCIDOS GRAXOS C16H18O2 PROTEÍNAS AMINOÁCIDOS COOH H2N C H R VIAS METABÓLICAS São sequências de reações consecutivas, de tal forma que o produto da anterior seja o substrato da seguinte. Provoca uma mudança química pequena e específica, como a remoção, transferência ou adição de um átomo, molécula ou grupo funcional. METABOLISMO 01/08/2018 6 METABOLISMO VIAS METABÓLICAS Exemplo: • Nossa dieta contém componentes que podem ser METABOLIZADOS • Aminoácidos, vitaminas e ácidos graxos essenciais • Remoção de toxinas (dieta, ar, medicamentos) – XENOBIOTICOS Rotas BIOSSINTÉTICAS e ou de DEGRADAÇÃO Rotas de DETOXICAÇÃO e EXCREÇÃO de resíduos METABOLISMO “A via biossintética de uma molécula geralmente é diferente da via degradativa desta molécula, e os dois processos respondem a sinais regulatórios diferentes” METABOLISMO VIAS CATABÓLICAS Degradam alimentos em moléculas menores VIAS ANABÓLICAS OU BIOSSINTÉTICAS Dois fluxos opostos de reações químicas podem ocorrer nas células ENERGIA Síntese de moléculas • ROTAS ANABÓLICAS: sintetizam grandes moléculas a partir de componentes menores • Rotas de produção e armazenamento • ROTAS CATABÓLICAS: quebram moléculas maiores em componentes menores • Rotas de oxidação de substratos energéticos METABOLISMO 01/08/2018 7 METABOLISMO ESTÁGIO I Hidrólise das moléculas complexas até suas unidades fundamentais ESTÁGIO II Acetil-CoAConversão em acetil-CoA ESTÁGIO III Oxidação do acetil-CoA Fosforilação oxidativa Estágios do Catabolismo: METABOLISMO Para que a ENERGIA derivada da oxidação dos alimentos possa ser aproveitada pelas células, ela deve estar sob a forma de __ __ __. 01/08/2018 8 PRODUÇÃO DE ATP ATP = adenosina (adenina unida a uma molécula de ribose) combinada a 3 grupos fosfato-inorgânicos (Pi). RIBOSE ADENINA FOSFATO Quando houver energia para ser armazenada, ocorrerá a síntese de ATP a partir de ADP e fosfato inorgânico (Pi), por meio da enzima ATPase ou ATP sintase → reação de fosforilação. PRODUÇÃO DE ATP Quando o organismo necessitar de energia, o ATP se hidrolisa, regenerando ADP → reação de hidrólise. DEGRADAÇÃO DE ATP ATP - > ADP ATPase Pi+ATP + EnergiaADP ADP ATP Fosforilação Hidrólise PRODUÇÃO/DEGRADAÇÃO DE ATP Pi + ATPase As células geram ATP através de 3 métodos: • O sistema glicolítico • O sistema oxidativo • O sistema ATP- creatina fosfato (CP) PRODUÇÃO DE ATP 01/08/2018 9 METABOLISMO ...... Resumindo ... 1) Cada uma das centenas de reações químicas que ocorrem em uma célula é catalisa especificamente por uma enzima; 2) Um grande número de enzimas trabalham em sequência formando cadeias de reações, chamadas de vias metabólicas e cada via realiza uma função específica da célula. 3) As reações catabólicas decompõem as moléculas dos alimentos através de vias oxidativas e produtoras de energia. 4) As reações anabólicas sintetizam as várias moléculas complexas necessárias para a célula e requerem gasto de energia. 5) Para que a ENERGIA derivada da oxidação dos alimentos possa ser aproveitada pelas células, ela deve estar sob a forma de ATP METABOLISMO DOS MACRONUTRIENTES METABOLISMO DE CARBOIDRATOS 01/08/2018 10 INTRODUÇÃO • Abrangem um dos maiores grupos de compostos orgânicos encontrados na natureza, sendo a mais abundante e econômica fonte de energia para o homem. Exemplos: Glicose = C6(H20)6 Sacarose = C12H22O11 = C12(H2O)11 Amido ou celulose = (C6H10O6)n = [C6(H2O)5]n Compostos por C, H e O INTRODUÇÃO • Funções: • Fonte energética • Reserva energética • Estrutural • Preservação das proteínas • Combustível para o sistema nervoso central: • Ativador metabólico INTRODUÇÃO Classificação: Quanto ao tamanho: Monossacarídios: 1 única molécula simples Dissacarídios: 2 moléculas de mono Oligossacarídios: 3 a 10 unidades de mono Polissacarídios: + de 10 unidades de mono MONOSSACARÍDIOS GLICOSE Principal forma energética. Forma livre: frutas, mel. Forma combinada: oligossacarídios e polissacarídios. FRUTOSE Açúcar de fruta Fontes: frutas, mel. INTRODUÇÃO 01/08/2018 11 MONOSSACARÍDIOS INTRODUÇÃO GALACTOSE Não é encontrada na forma livre. Encontrada: lactose, pectina, cerebrosídios. DERIVADOS DE MONOSSACARÍDIOS Exemplos: Sorbitol, Manitol AÇÚCARES ÁLCOOIS: obtidos por redução de monossacarídios. INTRODUÇÃO DISSACARÍDIOS MALTOSE Glicose + glicose unidas por ligação , 1-4. Açúcar do malte. Produto da hidrólise do amido ou da fermentação de cervejas. -maltose INTRODUÇÃO DISSACARÍDIOS LACTOSE Galactose + glicose unidas por ligação , 1-4. Açúcar do leite -lactose INTRODUÇÃO DISSACARÍDIOS SACAROSE Glicose + frutose. Açúcar de cana ou açúcar de beterraba. Fontes: cana, beterraba, plantas que fazem fotossíntese, frutas. 01/08/2018 12 INTRODUÇÃO OLIGOSSACARÍDIOS CHO cuja hidrólise total resulta em até dez unidades de monossacarídeos unidos pela ligação glicosídica. MALTODEXTRINA FRUTOOLIGOSSACARÍDIO GALACTOLIGOSSACARÍDIO RAFINOSE ESTAQUIOSE EFEITO PREBIÓTICO INTRODUÇÃO Classificação Homoglicanas Heteroglicanas POLISSACARÍDIOS Polímeros de alto PM, formados por um grande n° de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas. Funções: Estruturais Vegetais: celulose, hemicelulose, pectina Animais: quitina, mucopolissacarídios Reserva energética Função de fibra INTRODUÇÃO POLISSACARÍDIOS Fontes: Polissacarídios Origem Amido Celulose Hemicelulose Pectinas Goma Arábica Agar, Alginatos e Carragenas Goma Guar Dextrana e Xantana Grãos, tubérculos e raízes Plantas em geral Plantas em geral Frutos (cítricos) Exudato de plantas Algas marinhas Sementes Biossíntese ou fermentação INTRODUÇÃO POLISSACARÍDIOS AMIDO Constitui a mais importante reserva de nutrição de todas as plantas superiores. Estrutura Geral 01/08/2018 13 INTRODUÇÃO AMIDO Estrutura - Mistura de polissacarídios: AMILOSE AMILOPECTINA Polímero linear de glicose Ligações , 1-4 Polímero ramificado de glicose Ligações , 1-4 (parte linear) Lig. , 1-6 (parte ramificada) POLISSACARÍDIOS • Reserva energética • Formado por cadeias ramificadas de glicose • Armazenado no fígado e músculo • Manutenção da glicemia durante o jejum INTRODUÇÃO GLICOGÊNIO POLISSACARÍDIOS Celulose, hemicelulose, pectinas, gomas e mucilagens FIBRAS DIETÉTICAS INTRODUÇÃO Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS)/ GOS Amido resistente FIBRA ALIMENTAR DEFINIÇÃO: Classe de compostos de origem vegetal constituída de polissacarídios e substâncias associadas que, quando ingeridos, não sofrem hidrólise, digestão e absorção no ID de humanos. ANVISA: “Qualquer material comestível de origem vegetal que não seja hidrolisado pelas enzimas endógenas do trato digestivo humano.” 01/08/2018 14 FIBRA ALIMENTAR CLASSIFICAÇÃO: Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS) Amido resistente Fitoesteróide Imita ação do estrogênio Tem estrutura fenólica, associada aos CHO das paredes celulares FIBRA ALIMENTAR CLASSIFICAÇÃO: Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS) Amido resistente Sem grandes diferenças das hemiceluloses do tipo A Mudam um pouco as cadeias laterais + caráter mais insolúvel FIBRA ALIMENTAR CLASSIFICAÇÃO: Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS) Amido resistente Cadeias de 2 a 60 unidades de frutose unidas por ligação β 2-1, são processadas para produzir oligofrutose FIBRA ALIMENTAR CLASSIFICAÇÃO: Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS) Amido resistente Cadeias de 2 a 60 unidades de frutose unidas por ligação β 2-1, são processadas para produzir oligofrutose 01/08/2018 15 FIBRA ALIMENTAR CLASSIFICAÇÃO: Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS) Amido resistente É a soma do amido e seus produtos de degradação que não são absorvidos no IDFIBRA ALIMENTAR CLASSIFICAÇÃO: Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS)/ galactoligossacarídio (GOS) Amido resistente FIBRAS SOLÚVEIS • Retarda a absorção de glicose e ↓ a absorção de lipídios no ID; • Fácil fermentação pelas bactérias do cólon; • Alteram o metabolismo colônico através da produção dos AGCC; • Proporcionam energia (devido à fermentação) para mucosa intestinal; • Diminuem o pH do cólon; • Formam géis com a água (a viscosidade); • Retardam esvaziamento gástrico e o transito intestinal; • Modulam a mobilidade gastrintestinal • Reduzem a diarréia (aumento na absorção de água); • Promovem o desenvolvimento da mucosa intestinal (íleo e cólon); • Melhoram a proteção contra infecção (função de barreira, imunidade); • Aumentam tolerância a glicose; • Diminuem os níveis de colesterol total e de LDL FIBRA ALIMENTAR CLASSIFICAÇÃO: Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS) Amido resistente 01/08/2018 16 FIBRAS INSOLÚVEIS • Fermentação lenta e incompleta: não fermentáveis; • Não viscosas • Aumentam o peso e a maciez das fezes; • Aumentam a frequência da evacuação e diminuem o tempo de trânsito no cólon; • Reduzem a constipação; • Retém água; • Intensificam a proteção contra infecção bacteriana FIBRA ALIMENTAR CLASSIFICAÇÃO: Fibras Lignina Não hidrossolúveis (fibras insolúveis) Polissacarídeos “não amiláceos” Celulose Hemicelulose (tipo B) Hemicelulose (tipo A) Hidrossolúveis (fibras solúveis) Pectinas Gomas Mucilagens Substâncias semelhantes às fibras Inulina Hidrossolúveis em sua maioria Frutooligossacarídeos (FOS) Amido resistente SUBSTÂNCIAS SEMELHANTES ÀS FIBRAS São CHO que escapam da digestão, mas são fermentadas no cólon. Tem efeito prebiótico, ou seja, afeta beneficamente o hospedeiro por estimular seletivamente o crescimento e/ou atividade das bactérias do cólon (bifidobactérias e bactérias ácido-láticas) Ingrediente Benefícios FI • Reduzem a constipação • a proteção contra infecções • Prevenção de CA de cólon FS • Retarda o esvaziamento gástrico e o trânsito intestinal • Modula a motilidade intestinal • massa, volume e maciez das fezes • a diarreia, doenças inflamatórias intestinais • pH cólon • a proteção contra infecções • a tolerância a glicose, absorção + lenta: DM • colesterol total e LDL Inulina e FOS • Promove flora intestinal saudável • o pH do cólon • a proteção contra infecções • diarreia e constipação • glicose e perfil lipídico FUNCIONALIDADE DAS FIBRAS 01/08/2018 17 FUNCIONALIDADE DAS FIBRAS BIODISPONIBILIDADE DAS FIBRAS Apesar da ação benéfica das fibras no organismo, altas doses é desaconselhável, pois o excesso pode interferir negativamente na absorção do cálcio, zinco, ferro e magnésio → associados a fitatos, oxalatos e substâncias fenólicas. GRUPOS VULNERÁVEIS: IDOSOS, GESTANTES, ADOLESCENTES, CRIANÇAS E PESSOAS COM INGESTÃO INSUFICIENTE DE MICRONUTRIENTES. Depende: tipo e quantidade de fibra consumida, presença de fitatos, oxalatos e da homeostase do mineral. INTRODUÇÃO Classificação Fisiológica dos CHO: Em 1929 McCance e Lawrence elaboraram um tabela de composição de alimentos para diabéticos e dividiram os CHO em: Disponível – amido e açúcares solúveis Indisponível – hemicelulose e celulose Com o tempo verificou-se que a fração “indisponível” poderia ser fermentado pela microbiota intestinal e fornecer energia de forma reduzida 01/08/2018 18 INTRODUÇÃO Classificação Fisiológica dos CHO : Carboidratos disponíveis: Capazes de sofrer degradação por enzimas digestivas humanas São: amido, sacarose, lactose, maltose, dextrina e isomaltase Carboidratos não disponíveis: Não são degradados pelas enzimas digestivas humanas, porém podem ser fermentados pela microbiota intestinal: Polissacarídeos não amido e glicogênio/FA, dextrinas resistentes, oligossacarídeos prebióticos e amido resistente • “O processo de metabolismo dos nutrientes se inicia a partir da digestão e absorção de nutrientes” • Processo químico e mecânico • Saliva • Suco gástrico • Suco pancreático • Suco entérico • Bile “Ação química e mecânica decompõem o alimento em seus menores constituintes” DIGESTÃO • Saliva: • pH 6,8 • Enzima: amilase salivar → hidrolisar o amido à maltoses • Inativada em pH 4 • Suco gástrico: • Alta acidez devido à presença de HCL que confere pH 1,0 • Presença de mucinas que protegem a mucosa • Enzimas: pepsinas, gelatinase, tributirase • Pepsina inativa = pepsinogênio → ativado pelo HCL DIGESTÃO • Suco pancreático: • pH 7,5 à 8 • Água, íons e enzimas (tripsina, quimotripsina, carboxipeptidases, alfa-amilase, lipases) • Bile • pH 7,0 a 7,7 • Emulsiona gorduras • Neutraliza ácidos • Excreção de bilirrubina (decomposição de hemoglobina) • Suco entérico • Contém água e sais inorgânicos, muco, dendritos celulares e Enzimas • Aminopeptidases, dipeptidases, dissacaridases, isomaltases, nucleotidases, lecitinases DIGESTÃO 01/08/2018 19 • Os principais sítios da digestão dos CHOs são a boca e a luz intestinal; • Durante a mastigação, a alfa-amilase salivar (ptialina) atua brevemente sobre o amido da dieta de modo aleatório, rompendo algumas ligações do tipo alfa (1,4); • A digestão dos CHOs cessa temporariamente no estômago, devido a elevada acidez que inativa a alfa-amilase salivar. DIGESTÃO DE CHO • Quando o conteúdo gástrico atinge o intestino delgado, este é neutralizado pelo bicarbonato secretado pelo pâncreas, e a alfa-amilase pancreática continua o processo da digestão do amido; • Os processos digestivos finais ocorrem no epitélio mucoso do jejuno superior, e incluem a ação de várias dissacaridades e oligossacaridases. DIGESTÃO DE CHO DIGESTÃO DE CHO CHO no alimento Boca amilase CHO quase intacto Estômago CHO quase intacto Intestino (suco pancreático) amilase pancreática Monossacarídeos Sacaroses/ Maltose/ Lactose Mucosa enzimas (dissacaridases) Monossacarídeos Fibras Fermentação colônica Sangue Sangue Fezes Lactase Enzimas que atuam na digestão: Amilose maltose glicose Amilopectina Dextrina glicose Sacarose glicose + frutose Lactose glicose + galactose Amilase Maltase Amilase Isomaltase ou (1→ 6) glicosidase Sacarase DIGESTÃO DE CHO 01/08/2018 20 DIGESTÃO DE CHO DIGESTÃO DE CHO FERMENTAÇÃO COLÔNICA Componentes não digeridos por enzimas gastrointestinais e nem absorvidos pelo intestino delgado Chegam intactos no intestino grosso Podem ser degradados pela microbiota Degradação anaeróbica dos substratos, principalmente CHO Principais substratos: • Fibras alimentares: • Frutanos • Pectina • Amido resistente • Polifenóis FERMENTAÇÃO COLÔNICA CHO não disponíveis 01/08/2018 21 Flora bacteriana presente no cólon metaboliza os CHO não-digeridos Gases + AGCC + Lactato Propionato Acetato Butirato Fonte de energia colonócitos, pouco vai para corrente sanguínea Veia porta, é absorvido pelo fígado p/ reações de oxidação Corrente sanguínea e pode ser convertido em acetil-CoA, precursor da lipogênese ou como substrato da oxidação FERMENTAÇÃO COLÔNICA AGCC • Contribuem para necessidades energéticas diárias; • Estimulam o fluxo sanguíneo no cólon • Estimula a utilização de fluídos e eletrólitos Microbiota Fatores alimentares Genótipo Meio em que vive Uso de antibióticos Estresse Infecções Idade Clima Transito intestinal Patologias FERMENTAÇÃOCOLÔNICA • É composto por microrganismos benéficos, patogênicos e neutros • Bifidobactérias: • Produzem vit. B1, B2, B6 e B12, acido nicotinico, ácido fólico e biotina • Efeito protetor sobre o fígado (reduz bactérias patogênicas, reduz substancias tóxicas) • Produz ácido lactico e AGCC Microbiota Aumento dos próbioticos e dos AGCC está relacionado ao menor risco de DCNT, DCV e cancer de cólon FERMENTAÇÃO COLÔNICA FERMENTAÇÃO COLÔNICA • O AGCC tem importante papel na fisiologia do intestino: é reconhecido como • principal fonte de energia para o enterócito; • estimula a proliferação celular do epitélio; • melhora o fluxo sanguíneo; • aumentam a absorção de água e sódio, importantes nos casos de diarréia; • diminui o pH intraluminal (diminui a absorção da amônia), importantes para pacientes com encefalopatia hepática e insuficiência renal 01/08/2018 22 FERMENTAÇÃO COLÔNICA • O AGCC tem importante papel na fisiologia do intestino: é reconhecido como: • Os AGCC favorecem a absorção de vitamina K e magnésio devido à acidificação do lúmen intestinal • O acetato e o propianato favorecem a absorção de cálcio no cólon • O propianato tem efeitos diretos no metabolismo de carboidratos, é substrato para a gliconeogênese • O acetato influencia indiretamente o uso de glicose ao reduzir as concentrações de ácidos graxos livres séricos. Carboidratos que Escapam à Digestão Defeitos Hereditários: deficiências de dissacaridases específicas têm sido relatadas em bêbes e crianças com intolerância a dissacarídeos. Deficiência Enzimática Adquirida Temporária: perda rápida das enzimas da borda em escova em indivíduos normais com diarreia severa. DIGESTÃO DE CHO LACTOSE: INTOLERÂNCIA À LACTOSE ❖Mais da metade dos adultos no mundo possuem ❖ Se manifesta particularmente em certas raças: asiáticos e negros adultos; ❖Diminuição dos níveis de lactase resultam na intolerância à lactose, evidenciada por diarreia e flatulência; ❖ O tratamento consiste na retirada da lactose da dieta. DIGESTÃO DE CHO Carboidratos que Escapam à Digestão DIGESTÃO DE CHO Galactosemia: Alteração metabólica caracterizada por um nível de galactose e seus metabólitos no sangue e tecidos, geralmente associada com galactosúria e ocasionada pela incapacidade metabólica de converter galactose em glicose. Pode ocorrer em virtude do funcionamento deficiente de qualquer uma das 3 enzimas: Galactoquinase, GALT ou galactose epimerase EPIMERASE TIPO III 01/08/2018 23 • O duodeno e jejuno superior absorvem a maior parte dos CHOs da dieta; • A insulina não é requerida para a captação de glicose pelas células intestinais; ABSORÇÃO TRANSPORTE DE CHO CAPTAÇÃO DE GLICOSE Insulina (dependente) Insulina (independente) ABSORÇÃO TRANSPORTE DE CHO ABSORÇÃO TRANSPORTE DE CHO • Há duas famílias de transportadores de monossacarídeos do lúmen intestinal até a circulação: • Transportadores ativos de glicose – fazem co-transporte de sódio e glicose • Transportadores passivos de glicose – fazem transporte de glicose • A expressão destes transportadores é específica de cada tecido e suas propriedades fazem parte da regulação do metabolismo da glicose naquele determinado tecido ABSORÇÃO TRANSPORTE DE CHO • Transportadores ativos de glicose: • Sodium glucose transportes 1 and 2 – SGLT1 e SGLT2 • Transportadores expressos nas células epiteliais da membrana apical • SGLT2 – específico para o rim • Nos rins as células do túbulo proximal captam a glicose do filtrado glomerular, levando-a de volta para o sangue • No intestino captam monossacarídeos provenientes da digestão 01/08/2018 24 ABSORÇÃO TRANSPORTE DE CHO • Transportadores passivos de glicose: • Transportadores conhecidos como GLUT • GLUT: são proteínas de membrana encontradas em todas as células capazes de transportar glicose a favor de seu gradiente de concentração • Em humanos já foram identificados 12 diferentes GLUTs, porém os principais são os de 1 a 5 • GLUT1: carreador eritroide-cerebral; • GLUT2: transportador hepático da glicose; • GLUT3: transportador cerebral da glicose • GLUT4: transportador da glicose sensível à insulina • GLUT5: transportador de frutose ABSORÇÃO TRANSPORTE DE CHO • Transportadores passivos de glicose: Transportador Locais de expressão Comentários GLUT1 (hemácias) Placenta, cérebro, rins, cólon, retina, coração Células com função de barreira - Transporte com alta afinidade por glicose GLUT2 (fígado) Células beta, rins, intestino delgado Transporta também galactose, manose, frutose. Alta capacidade e baixa afinidade (bom para gliconeogênese) GLUT3 (cérebro) Neurônios, testículos, rins, placenta Principal transportador do sist nervoso central. Alta afinidade GLUT4 (músculo-gordura) Músculo esquelético e cardíaco, tec adiposo marrom e branco Transportador sensível à insulina. Na presença de insulina aumenta o número de GLUT4 na membrana. Alta afinidade. GLUT5 (intestino delgado) Intestino delgado e esperma Baixa afinidade pelo glicose e alta pela frutose ABSORÇÃO TRANSPORTE DE CHO • Galactose e frutose • Mecanismos de absorção semelhantes a glicose • Galactose: SGLT e GLUT2 • Frutose: GLUT5 e GLUT2 ABSORÇÃO TRANSPORTE DE CHO • Após a entrada da glicose na célula ela é fosforilada para que fique dentro da célula. Esta reação impede sua difusão para o meio extracelular • Enzimas responsáveis pela fosforilação da glicose: • No fígado: glicoquinase • Demais órgãos e tecidos: hexoquinase Glicose + ATP Glicose 6-Fosfato + ADP Hexoquinase/ glicoquinase 01/08/2018 25 METABOLISMO DE CHO • Os produtos finais da digestão de carboidratos são quase inteiramente glicose, frutose e galactose, com 80% da primeira • Depois de deixar a mucosa intestinal todos os monossacarídios penetram nos capilares do sistema venoso porta e são levados ao fígado • As células hepáticas convertem frutose e galactose em glicose a qual representa cerca de 95% dos monossacarídeos circulantes METABOLISMO DE CHO • METABOLISMO DA GALACTOSE • A Galactose é convertida em galactose-1-fosfato pela enzima galactoquinase e depois em glicose-1-fosfato e depois armazenada sob forma de glicogênio METABOLISMO DE CHO • METABOLISMO DA FRUTOSE • Ao passar pelo fígado após a absorção, a frutose é metabolizada à lactato pela via glicolítica ou pode ser utilizada como metabolito intermediário para a via glicolítica METABOLISMO DE CHO • Armazenamento e utilização da glicose: • Depois da entrada da glicose na célula ela pode ser imediatamente utilizada como fonte energética, ou pode ser armazenada na forma de glicogênio GLICOSE-6-P GLICÓLISE Ciclo das Pentoses Fermentação Lática CICLO DE KREBS GLICOGÊNIO 01/08/2018 26 METABOLISMO DE CHO METABOLISMO DE CHO METABOLISMO DE CHO • GLICOGÊNIO • O armazenamento na forma de glicogênio é positivo porque não altera a pressão osmótica celular, diferente do que ocorreria com altas concentrações de glicose; • Todas as células tem capacidade de armazenar glicogênio, porém o fígado e o músculo têm maior capacidade • Importante: o fígado tem capacidade para manter as reservas de glicogênio por 12 a 18 horas de jejum, depois inicia a depleção desse polissacarídeo METABOLISMO DE CHO • RESERVA DE GLICOSE X GLICOGÊNIO: FONTES ENERGÉTICAS LOCAIS QTDE (g) QTDE (Kcal) Glicogênio Hepático 90 360 Glicogênio Muscular 350 1400 Glicose Plasma e extracelular 20 80 01/08/2018 27 METABOLISMO DE CHO • GLICOGÊNESE : • Síntese de glicogênio a partir da glicose; • O processo ocorre no citosol e requer energia suprida pelo ATP; • Ocorre quando o nível de glicose no sangue atinge limites acima dos normais • Insulina GLICOGÊNIO METABOLISMO DE CHO • GLICOGENÓLISE: • É usada quando há necessidade de glicose no organismo; • Rota degradativa que mobiliza o glicogênio armazenado no fígado e músculo esquelético; • Não é uma reversão das reações sintéticas, é necessário um conjunto independentede enzimas; • Glicose 1P é o principal produto no fígado e piruvato e lactato os principais produtos nos músculos; GLICOGÊNIO METABOLISMO DE CHO • Formação e degradação do GLICOGÊNIO: • A GLICOGÊNESE é catalisada pela enzima glicogênio sintetase e pela amilo- 1,4-1,6-transglicosidase, a 1ª é responsável pela cadeia linear, a 2ª é responsável pelas ramificações. • Esta reação é estimulada pela insulina • A GLICOGENÓLISE é catalisada por 3 enzimas: • Fosforilase: ligações 1-4 • 1-4, 1-4 glucano transferase: expõem pontos de ramificação • Amilo 1-6 glicosidase: enzima de desramificação • Esta reação é estimulada pelos hormônios epinefrina e glucagon GLICOGÊNIO METABOLISMO DE CHO GLICOGÊNESE GLICOGENÓLISE 01/08/2018 28 METABOLISMO DE CHO METABOLISMO DE CHO • GLICÓLISE: • É a via mais importante do início da liberação de energia a partir da glicose; • Ocorre no CITOSOL de todas as células para o fornecimento de energia na forma de ATP e intermediários para outras rotas metabólicas; • Todos os açúcares (dieta ou de reações metabólicas) podem ser convertidos em glicose • 10 reações sucessivas • Produto final: 2 moléculas de piruvato • Dividida em: Primeira e segunda fase METABOLISMO DE CHO • GLICÓLISE: • Primeira fase: • Fase preparatória • A adenosina trifosfato (ATP) é utilizada para converter glicose em frutose 1,6-bifosfato e depois em gliceraldeído 3-fosfato • Segunda fase: • Fase de rendimento • Cada uma das moléculas de gliceraldeído 3-fosfato é oxidada e a energia desta reação é conservada na forma de NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e de ATP (adenosina trifosfato) METABOLISMO DE CHO • GLICÓLISE: • Sete das reações da glicólise são reversíveis e 3 são irreversíveis: • Hexoquinase: glicose → glicose 6P • Fosfofrutoquinase: frutose 6P → frutose 1,6 diP • Piruvato quinase: fosfoenolpiruvato → piruvato 01/08/2018 29 GLICÓLISE Fase 1 - Preparatória GLICÓLISE Fase 2 - Rendimento METABOLISMO DE CHO • GLICÓLISE INCLUINDO OUTROS AÇÚCARES: METABOLISMO DE CHO • GLICÓLISE: • IMPORTANTE: a glicólise é estreitamente regulada pelos hormônios GLUCAGON, EPINEFRINA E INSULINA.... • A ETAPA SEGUINTE DA DEGRADAÇÃO É A CONVERSÃO DO ÁCIDO PIRÚVICO À ACETIL CoA > ciclo de Krebs ..... Isso em presença de oxigênio Na ausência de oxigênio..... 01/08/2018 30 METABOLISMO DE CHO METABOLISMO DE CHO • GLICÓLISE ANAERÓBIA: • Oxigênio se torna insuficiente ou indisponível • Na glicólise anaeróbia o piruvato é convertido em ácido lático por ação da lactato desidrogenase, regenerando o NADH em NAD+ • O LACTATO formado nos músculos esqueléticos em atividade física ou nos eritrócitos (que não tem mitocôndria portanto não podem oxidar o piruvato à CO2) pode ser reciclado, sendo transportado pelo sangue até o fígado no qual é convertido em glicose METABOLISMO DE CHO GLICÓLISE AERÓBICA X GLICÓLISE ANAERÓBICA METABOLISMO DE CHO • Resumo GLICOSE GLICOGÊNIO Glicose 6-fosfato ATP Sem gasto energético Reações da Glicólise Produção de 2 piruvato2 LACTATO O2 O2 ck 01/08/2018 31 METABOLISMO DE CHO METABOLISMO ENERGÉTICO Destinos do piruvato e do Acetil CoA METABOLISMO ENERGÉTICO • CICLO DE KREBS • Via final comum para a oxidação de moléculas dos alimentos; • A Acetil-CoA é formado a partir da degradação do glicogênio, glicose, lipídeos, e vários aa • Ocorre DENTRO DA MITOCÔNDRIA • Oxidação do acetil-CoA CICLO DE KREBS METABOLISMO ENERGÉTICO 01/08/2018 32 O que produz? ❑ Produto final: oxaloacetato ❑ Libera 2 moléculas de CO2 ❑ 3 moléculas de NADH + 3H ❑ 1 molécula de FADH2 ❑ 1 molécula de GTP CICLO DE KREBS Uma vez formada a acetil-CoA (glicólise aeróbia) entra no CK, permitindo a sua oxidação. METABOLISMO ENERGÉTICO Ciclo de Krebs & Transporte de e- • O CK está acoplado a uma série de reações denominadas cadeia do transporte de elétrons. • Os H+ liberados durante a glicólise e durante o CK combinam-se com duas coenzimas: NAD e FAD • NAD = nicotinamida adenina dinucleotídeo • FAD= flavina adenina dinucleotídeo Transportam H+ até a cadeia de transporte de e-, onde o H+ combina-se com o O2 para formar H2O. METABOLISMO ENERGÉTICO METABOLISMO ENERGÉTICO • Fosforilação oxidativa e cadeia transportadora de elétrons • É uma via metabólica com objetivo de oxidação de substratos de carbono, pelos seres vivos, é a produção de energia, para a utilização nas diversas atividade do organismo; • Oxidação ----> H + O -----> H2O • Biossíntese do ATP a partir do ADP + Pi. ---> fosforilação • A geração de ATP é uma das principias funções do catabolismo das moléculas alimentares METABOLISMO ENERGÉTICO • Fosforilação oxidativa e cadeia transportadora de elétrons • A energia presente nas ligações covalentes das moléculas dos alimentos é convertida em um fluxo de elétrons que são transportados por carreadores gerados durante a glicólise e o ciclo do ácido cítrico • NADH • FADH • Estes carreadores transferem elétrons para outras moléculas e finalmente para o oxigênio que é reduzido em água Gera calor!!!!!! Temperatura corporal Síntese ATP 01/08/2018 33 METABOLISMO ENERGÉTICO • Fosforilação oxidativa e cadeia transportadora de elétrons • As reações em cadeia ocorrem na membrana mitocondrial interna • Envolve 4 complexos de proteína...... Ou 5 complexos Cadeia de Transporte de e- METABOLISMO ENERGÉTICO Balanço energético da oxidação da glicose - A oxidação completa da glicose a CO2 produz 38 ATP. - Etapas: 1) Glicose a 2 piruvatos 2) 2 piruvatos a 2 acetil-coA 3) 2 acetil-CoA no CK 4) NADH e FADH2 na cadeia de transporte Etapa 1 2 3 1+2+3 4 ATP Coenzimas 2NADH 2 NADH 6 NADH 2 FADH2 10 NADH 2 FADH2 30 ATP 4ATP 34 ATP 2ATP -- 2 GTP 4 ATP 4 TOTAL 38 1 NADH = 3 ATP ou 2,5ATP 1 FADH2 = 2 ATP ou 1,5 ATP METABOLISMO DE CHO Antigo NOVO 01/08/2018 34 METABOLISMO DE CHO VIA DA PENTOSE FOSFATO OU HEXOSE MONOFOSFATO DESVIO DE VIA É uma via de oxidação anaeróbia da glicose. Não é via principal de oxidação da glicose; OBJETIVOS: - produzir pentoses para a biossíntese de nucleotídeos; - produção de NADPH → agente redutor utilizado para a biossíntese de ácidos graxos e de colesterol. METABOLISMO DE CHO VIA DA PENTOSE FOSFATO ETAPAS: a) produção de pentoses (fase oxidativa) b) interconversão das pentoses em intermediários da via glicolítica (fase não oxidativa). METABOLISMO DE CHO 01/08/2018 35 METABOLISMO DE CHO • VIA DA PENTOSE FOSFATO • Alguns tecidos tem alta necessidade de NADPH: • Glândula mamária, tecido adiposo, fígado • Alguns tecidos tem necessidade de pentoses fosfato: • Fígado, glândula da tireoide, testículos, glândulas mamárias que produzem leite METABOLISMO DE CHO METABOLISMO DE CHO • GLICONEOGÊNESE: • Mecanismos e vias responsáveis pela conversão de não CHOs a glicose, sendo o fígado e o rim os principais órgãos envolvidos; • PORTANTO: Formação da glicose a partir do lactato, dos aminoácidos glicogênicos e do glicerol resultante da degradação de triacilgliceróis e piruvato... • Ocorre quando as reservas de carboidrato diminuem • Regulação recíproca entre glicólise e gliconeogênese para evitar desperdício de energia Músculo e Tecido adiposo METABOLISMO DE CHO • GLICONEOGÊNESE: Lactato Glicerol Aminoácidos Ciclo de Cori Paradoxo glicose 01/08/2018 36 METABOLISMO DE CHO • Resumindo...... METABOLISMO DE CHO • HOMEOSTASE DA GLICOSE • A glicose é um dos substratos circulante mais altamente regulados principalmente por que é a principal fonte de energia do cérebro • O fígado é o principal órgão regulador da glicemia, pois é o primeiro a receber a glicose procedente da absorção intestinal Glicose Níveis no sangue (mg/100 ml) Após 3 horas de jejum 70-110 Após a alimentação (pós-prandial) 140-150 Hiperglicemia: diabetes mellitus. Hipoglicemia : desordens do metabolismo hepático ou produção excessiva de insulina pelo pâncreas. METABOLISMO DE CHO • HOMEOSTASE DA GLICOSE • A homeostaseda glicose é alcançada pela interação entre hormônios pancreáticos e viscerais. Além dos mecanismos enzimáticos METABOLISMO DE CHO • HOMEOSTASE DA GLICOSE • Insulina: • Produzida pelas células beta-pancreáticas • Responsável pelo controle da glicemia • Liberada em resposta ao aumento de glicose sanguínea • Estimula: • Síntese de glicogênio • Glicólise • Síntese de AG • Síntese de Ptn • Inibe: • Glicogenólise, proteólise, lipólise • Gliconeogênese • Efeitos: redução das concentrações de glicose circulante 01/08/2018 37 METABOLISMO DE CHO • HOMEOSTASE DA GLICOSE • Glucagon • Liberado na ausência de glicose sanguínea • Importante para continuar o fornecimento de glicose para o cérebro • Estimula: • Glicogenólise • Gliconeogênese • Epinefrina e Norepinefrina • Hormônios responsáveis por reações de “luta/ fuga” • Liberados em situação de estresse e susto • Estimula a glicogenólise ---- rápida produção de glicose RESPOSTA GLICÊMICA AOS ALIMENTOS • Nem todo carboidrato ingerido é completamente digerido como se acreditava no passado • Cada tipo de carboidrato tem seu perfil de digestão proporcionando diferentes aumentos na resposta glicêmica • O amido resistente à digestão e outros carboidratos que não são digeridos no intestino delgado passam para o intestino grosso onde são fermentados. RESPOSTA GLICÊMICA AOS ALIMENTOS • Tanto a resposta glicêmica como os produtos da fermentação estão relacionados à diminuição do risco de doenças crônicas não transmissíveis • Portanto, muitos dos efeitos fisiológicos dos carboidratos estão relacionados ao seu grau de utilização no intestino delgado e grosso RESPOSTA GLICÊMICA AOS ALIMENTOS • Temos basicamente dois tipos de resposta glicêmica produzida pelos diferentes tipos de carboidratos dos alimentos: • Carboidratos disponíveis -> produzem importante aumento de glicemia após a sua ingestão e posteriormente como consequência da liberação elevada de insulina pode ocorrer hipoglicemia • Carboidratos não disponíveis -> produzem liberação moderada de glicose e de insulina no plasma 01/08/2018 38 RESPOSTA GLICÊMICA AOS ALIMENTOS • O consumo elevado de alimentos com carboidratos disponíveis pode resultar em aumento de glicemia e insulinemia pós-prandiais e grande demanda de células beta o que pode eventualmente promover o desenvolvimento da diabetes tipo 2 RESPOSTA GLICÊMICA AOS ALIMENTOS • Os carboidratos da alimentação são constituintes majoritários que influenciam no controle da glicemia • Porém, o impacto destes compostos no metabolismo da glicose depende das propriedades dos carboidratos ingeridos, como: extensão, Velocidade de absorção e Fermentação RESPOSTA GLICÊMICA AOS ALIMENTOS • A taxa de glicose absorvida no trato intestinal parece ser importante: • Homeostase da glicose sanguínea; • Liberação de insulina • Obesidade • Perda de peso • Glicemia pós-prandial - > quantidade e qualidade do carboidrato • Resposta glicêmica - > Índice glicêmico (IG) e carga glicêmica (CG) Relacionada com Depende de ÍNDICE GLICÊMICO DOS ALIMENTOS • É uma medida do impacto relativo do carboidrato presente nos alimentos sobre a glicose plasmática, tendo um alimento de referencia como controle (pão branco ou glicose); • Calcula a área abaixo da curva produzida até 2 h após a ingestão do alimento 50 g alimento / 25g carboidrato. Desenho 01/08/2018 39 ÍNDICE GLICÊMICO DOS ALIMENTOS • Os alimentos que provocam maior aumento na resposta glicêmica apresentam elevado IG • Resultado expresso em %. • E o resultado irá depender do alimento teste • Ex.: CARGA GLICÊMICA • Tem a finalidade de relacionar a resposta glicêmica da alimentação como um todo (não somente de uma quantidade de carboidrato ingerida) com o risco de doenças não transmissíveis • Envolve tanto a quantidade como a qualidade do CHO consumido, o que torna mais relevante que o IG, quando um alimento é avaliado isoladamente 01/08/2018 40 INDICE GLICÊMICO E CARGA GLICÊMICA • Muitos questionamentos sobre a real eficiência dos métodos: • IG varia dependendo da referência • Se usar pão branco o IG pode ser maior que 100 • IG varia de acordo com a forma de preparo e servir o alimento • Porém alguns autores mostraram evidências de que o uso destes dois marcadores pode ser positivo na redução do risco de doenças não transmissíveis “O IG e a CG devem ser utilizadas como tendências.... Apenas tendências no aumento ou diminuição do risco de doenças.... Não devem ser utilizados como padrões no preparo de dietas...” PREBIÓTICOS PROBIÓTICOS SIMBIÓTICOS INTRODUÇÃO - MICROBIOTA INTESTINAL • Em condições normais, inúmeras espécies de bactérias estão presentes no intestino, a maioria delas anaeróbias estritas • A microbiota saudável é definida como a microbiota normal que conserva e promove o bem-estar e a ausência de doenças, especialmente do trato gastrintestinal • A microbiota intestinal exerce influência considerável sobre série de reações bioquímicas do hospedeiro. 01/08/2018 41 INTRODUÇÃO - MICROBIOTA INTESTINAL • Quando em equilíbrio, impede que microrganismos potencialmente patogênicos nela presentes exerçam seus efeitos patogênicos • O desequilíbrio dessa microbiota pode resultar na proliferação de patógenos, com consequente infecção bacteriana INTRODUÇÃO- MICROBIOTA INTESTINAL Estômag o Escassa população MO Sítio de transição Grande população MO Ausência de secreções intestinais Peristaltismo lento Presença de nutrientes INTRODUÇÃO - MICROBIOTA INTESTINAL INTRODUÇÃO- MICROBIOTA INTESTINAL Disbiose Intestinal Desequilíbrio da flora intestinal 01/08/2018 42 INTRODUÇÃO- MICROBIOTA INTESTINAL DISBIOSE INTESTINAL Resultado: INTRODUÇÃO- MICROBIOTA INTESTINAL INTRODUÇÃO- MICROBIOTA INTESTINAL Alimentação tem papel fundamental no processo..... DEFINIÇÕES • PREBIÓTICO: • Introduzidos por Gibson & Roberfroid, em 1953 • “Prebióticos são componentes alimentares não digeríveis que afetam beneficamente o hospedeiro, por estimularem seletivamente a proliferação ou atividade de populações de bactérias desejáveis no cólon. Adicionalmente, o prebiótico pode inibir a multiplicação de patógenos, garantindo benefícios adicionais à saúde do hospedeiro” (Saad 2006) 01/08/2018 43 PROBIÓTICO • PROBIÓTICO: • “Probiótico” deriva do grego e significa “para a vida”. • O interesse por microrganismos potencialmente benéficos à saúde é de tempos remotos. • O termo Probiótico foi primeiramente utilizado por Lilly e Stillwell, em 1965 • “Suplemento alimentar composto de células microbianas vivas, as quais têm efeitos benéficos para o hospedeiro, por melhorar ou manter o equilíbrio microbiano no intestino” (Fuller, 1989). • “Probióticos são microrganismos vivos, que quando administrados em quantidades adequadas, conferem benefícios à saúde do hospedeiro” (Food and Agriculture Organization of United Nations; World Health Organization, 2001; Sanders, 2003) DEFINIÇÕES • SIMBIÓTICO: • É aquele no qual um probiótico e um prebiótico estão combinados; • “Produto simbiótico é aquele no qual um probiótico e um prebiótico estão combinados. A interação entre o probiótico e o prebiótico in vivo pode ser favorecida por uma adaptação do probiótico ao substrato prebiótico anterior ao consumo.” (Oliveira 2009) PREBIÓTICO + PROBIÓTICO = SIMBIÓTICO Simbióticos AS FIBRAS E OS PREBIÓTICOS • As fibras podem ser classificadas como: • solúveis, insolúveis • podem ser fermentáveis ou não-fermentáveis • A recente definição de fibra da dieta sugere a inclusão de oligossacarídeos e de outros carboidratos não-digeríveis (FOS, inulina, amido resistente) • Como os componentes da fibra da dieta, os prebióticos não são absorvidos e atuam no intestino grosso, onde fornecem substrato para as bactérias intestinais. 01/08/2018 44 PREBIÓTICOS • As fibras solúveis são normalmente fermentadas rapidamente, enquanto as insolúveis são lentamente ou apenasparcialmente fermentadas (Puupponen- Pimiä et al., 2002). • Portanto..... Os prebióticos fornecem às bactérias intestinais carboidratos que as bactérias são capazes de fermentar.... • A fermentação é realizada por bactérias anaeróbicas do cólon, levando à produção de ácido lático, ácidos graxos de cadeia curta e gases • Consequentemente, há redução do pH do lúmen e estimulação da proliferação de células epiteliais do cólon PREBIÓTICOS PROBIÓTICOS • A seleção de bactérias probióticas tem como base os seguintes critérios: • o gênero, • a origem (que deve ser humana), • a estabilidade frente ao ácido estomacal e aos sais biliares, • a capacidade de aderir à mucosa intestinal, • a capacidade de colonizar, ao menos temporariamente, o trato gastrintestinal humano, • a capacidade de produzir compostos antimicrobianos e a atividade metabólica no intestino. PROBIÓTICOS • Bactérias pertencentes aos gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium e, em menor escala, Enterococcus faecium, são mais freqüentemente empregadas como suplementos probióticos para alimentos, uma vez que elas têm sido isoladas de todas as porções do trato gastrintestinal do humano saudável. • O íleo terminal e o cólon parecem ser, respectivamente, o local de preferência para colonização intestinal dos lactobacilos e bifidobactérias 01/08/2018 45 PROBIÓTICOS PROBIÓTICOS EFEITOS PREBIÓTICO E PROBIÓTICOS 01/08/2018 46 EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS 01/08/2018 47 EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS 01/08/2018 48 EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS EFEITOS PROFILÁTICOS E TERAPÊUTICOS 01/08/2018 49 Artigos.... Dividir a sala em grupos, fazer leitura dos artigos, e preparar apresentação de 7 min para explicar o artigo. 01/08/2018 50 01/08/2018 51 01/08/2018 52 01/08/2018 53 01/08/2018 54 METABOLISMO DE LIPÍDEOS Prof. Daniela Miotto Bernardi INRODUÇÃO DEFINIÇÃO Constituem um grupo heterogêneo de moléculas orgânicas insolúveis em água. CLASSIFICAÇÃO INRODUÇÃO • São compostos que por hidrólise total dão origem somente a ácidos graxos e álcoois INRODUÇÃO • São compostos que contêm outros grupos na molécula, além de ácidos graxos e álcoois 01/08/2018 55 INRODUÇÃO • São chamados lipídios derivados as substâncias obtidas na sua maioria por hidrólise dos lipídios simples e compostos INRODUÇÃO • Energéticos; • Participam da construção celular • Alguns são estruturais • Papel na qualidade dos alimentos --> .... FUNÇÃO INRODUÇÃO •Por que os lipídios são usados como forma de armazenamento de energia??? • Oxidação • Hidrofobicidade ÁCIDOS GRAXOS (AG) - Números pares de carbono INRODUÇÃO Grupo carboxílico Grupo metil 01/08/2018 56 Desenhe a cadeia carbônica dos ácidos graxos (AG) a seguir, pesquise seus respectivos nomes e diga que tipo de ω são. Em seguida pesquise na tabela TACO pelo menos 3 alimentos ricos nestes ácidos graxos (coloque a quantidade em g que cada 100g de alimento tem do respectivo AG). • C 18:1 (Δ9) • C 18:2 (Δ9,12) • C 18:3 (Δ9,12,15) • C 20:5 (Δ5,8,11,14,17) • C 20:4 (Δ5,8,11,14) • C 22:6 (Δ4,7,10,13,16,19) INRODUÇÃO ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAS • A maioria dos AG pode ser sintetizada pelo organismo, sofrer processo de elongação de cadeia e dessaturação. • Entretanto, precursores das famílias n-6 e n-3, os ácidos graxos linoléico (ω-6 _ C18:2 (9,12)) e α-linolênico (ω3 _ C18:3 (9,12,15)), são definidos como essenciais por não serem sintetizados endogenamente em humanos e em alguns animais, uma vez que estes possuem deficiência de certas dessaturases capazes de inserir duplas ligações nas posições 12 e 15 • No reino vegetal é muito comum a síntese do ácido linoleico, ocorrendo posteriormente a sua conversão em α-linolênico como apresentamos na figura a seguir ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAS INRODUÇÃO INRODUÇÃO ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAS • Esses ácidos graxos essenciais podem ser modificados pelos mamíferos, por meio do elongamento de cadeia, inserção de insaturações e descarboxilação. • Tem sido identificadas dessaturases capazes de introduzir duplas ligações nas posições 5, 6 e 9. A dessaturase 9 atua predominantemente na síntese de ácidos graxos monoinsaturados, tendo o ácido esteárico como principal precursor, enquanto que as dessaturases 5 e 6 atuam na dessaturação de ácidos graxos poliisaturados. • É importante ressaltar ainda, que essas reações de dessaturação ocorrem principalmente no retículo endoplasmático das células hepáticas. 01/08/2018 57 INTRODUÇÃO ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAS • A atividade das enzimas dessaturases 5 e 6 é diminuída por fatores como tabagismo, consumo de álcool, diabetes, estresse, ingestão elevada de gorduras trans e envelhecimento, além disso, ingestão insuficiente de energia, proteínas, zinco, magnésio, cobre, certas vitaminas do complexo B e vitamina C contribuem para limitar a conversão de ácido linoleico em araquidônico (AA) e docosapentaenóico (DPA) e do α-linolênico em eicosapentaenoico (EPA) e docosahexaenóico (DHA). • Outro fator que contribui para redução da síntese de AA, DPA, EPA e DHA é que eles competem entre si tanto pelas enzimas envolvidas na dessaturação, como pelas enzimas responsáveis pelo elongamento de cadeia e pelas acil transferases, assim, o excesso de ácido linoleico, por exemplo, pode reduzir a síntese de metabólitos do α-linolênico. Um estudo sugeriu que apenas 2 a 10% do ácido α-linolênico ingerido é transformado em EPA e DHA, outro estudo encontrou uma conversão de aproximadamente 7% para EPA e 0,013% para DHA. INTRODUÇÃO ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAS • Funções: -Estrutural: componente das membranas celulares -Transporte de lipídios; -Precursores de eicosanoides (prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos), controle da pressão sanguínea, coagulação sanguínea e resposta imunológica • Recomendações: • DRIs: w-6: 5 a 10% w-3: 0,6 a 1,2% INTRODUÇÃO ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAS • Entre os principais benefícios associados aos ácidos graxos EPA e DHA estão ação antiinflamatória (Vedinl et al., 2008; Furuhjelm et al., 2009), efeito protetor cardiovascular (Kris-Elherton et al., 2002; Marchioli et al. 2002; Dawczynski et al 2003), diminuição do risco de depressão e suicídio (Appleton et al., 2010; Sublete et al, 2006), retardo do início da degeneração neurológica causada pelo envelhecimento (Dangour et al., 2012), redução do risco para certos tipos de câncer (Seo et al., 2005), promoção do adequado desenvolvimento fetal (Dunstan et al., 2007) e melhora da cognição do bebê (Dunstan et al., 2008). 01/08/2018 58 ÁCIDOS GRAXOS INRODUÇÃO • A maioria dos AG trans em alimentos é monoinsaturadas • Em lab a hidrogenação é feita em presença de metal catalizador • Risco de dças crônicas, especialmente cardiovascular • Na natureza podem ser encontrados ligações duplas conjugadas (com cis e trans) separados por 2 C ÁCIDOS GRAXOS (AG) INRODUÇÃO O CLA pode ser encontrado naturalmente em carnes e leites. Possui efeitos anticarcinogênicos, hipotensores, antioxidantes e antilipogênicos ÁCIDOS GRAXOS (AG) INRODUÇÃO O CLnA são os ácidos linolênicos conjugados, isômeros óticos dos C18:3, podem apresentar duplas ligações cis e trans. Mais estudos são necessários, porém há indícios de efeito antitumoral ACILGLICERÓIS - Constituem ~ 95% das gorduras naturais; - São ésteres de glicerol associados a três AG; - Consideradas gorduras neutras devido à ligação com o glicerol 232 INRODUÇÃO 01/08/2018 59 ACILGLICERÓIS + H O C O R1 H O C O R1 H O C O R1 C O CH O C O H H H H H H H H + C O CH O C O H H H H R1 O C R2 O C R3 O C + 3 H OH Glicerol Ácido carboxílico Triacilglicerol (óleo ou gordura) água + + 233 INRODUÇÃO CERAS - Ácidos graxos de cadeia longa ligados à álcoois de cadeia longa INRODUÇÃO FOSFOLIPÍDEOS INRODUÇÃO • Também chamados de fosfoglicerídeos são lipídeos de membrana • Contém fósforo • Dois ácidos graxos ficam ligados nas posições 1 e 2 do glicerol por ligação ester e um terceiro grupo super polar está ligado por ligação fosfodiester. Em geral possuem um AG saturado no C1 e um insaturado no C2 ESFINGOLIPÍDIOS INRODUÇÃO • Esfingosina e AG ligados por ligação amida • Lipídio de membrana 01/08/2018 60 ESTERÓIS INRODUÇÃO • São lipídeos não polares com três anéis de 6 carbonos, e um anel de 5 carbonos e uma cadeia alifática, um grupamento -OH; ESTERÓIS INRODUÇÃO • Colesterol é o principal deles • Papel estrutural nas membranas; • Precursor na síntese de ácidos biliares, vitamina D e hr. esteroides • Adquirido na dieta (0,3 g/dia) ou por biossíntese (1,0 g/dia); • Produzido em todas as células, principalmente o fígado (80%) e intestino; • Altos níveis plasmáticos → doenças cardiovasculares; • Excreção: • sais biliares e esteroides neutros: fezes • hormônios esteroides: urina • Fitosterol • Vegetais • β-sintosterol mais encontrado ESTERÓIS INRODUÇÃO 01/08/2018 61 TERPENOS INRODUÇÃO • Termo genérico para compostos sintetizados a partir de precursores de isopreno • Neste grupo de compostos temos: • Pigmentos (licopeno, carotenoides, clorofila) • Vitaminas lipossolúveis • Coenzima Q LIPOPROTEÍNAS INRODUÇÃO • Complexos solúveis, pois são proteínas + lipídeos •Sintetizadas no fígado e intestino •Catabolizadas nos rins e tecidos periféricos •Transporte de lipídios no sangue • Incluem: quilomicrons, VLDL, IDL, LDL e HDL. (será abordado este tema mais adiante...) • “O processo de metabolismo dos nutrientes se inicia a partir da digestão e absorção de nutrientes” • Processo químico e mecânico • Saliva • Suco gástrico • Suco pancreático • Suco entérico • Bile “Ação química e mecânica decompõem o alimento em seus menores constituintes” DIGESTÃO • Saliva: • pH 6,8 • Enzima: amilase salivar → hidrolisar o amido à maltoses • Inativada em pH 4 • Suco gástrico: • Alta acidez devido à presença de HCL que confere pH 1,0 • Presença de mucinas que protegem a mucosa • Enzimas: pepsinas, gelatinase, tributirase • Pepsina inativa = pepsinogênio → ativado pelo HCL DIGESTÃO 01/08/2018 62 • Suco pancreático: • pH 7,5 à 8 • Água, íons e enzimas (tripsina, quimotripsina, carboxipeptidases, alfa-amilase, lipases) • Bile • pH 7,0 a 7,7 • Emulsiona gorduras • Neutraliza ácidos • Excreção de bilirrubina (decomposição de hemoglobina) • Suco entérico • Contém água e sais inorgânicos, muco, dendritos celulares e Enzimas • Aminopeptidases, dipeptidases, dissacaridases, isomaltases, nucleotidases, lecitinases DIGESTÃO DIGESTÃO DE LIP • A maioria dos lipídeos ingeridos está na forma de TAG e deve ser degradada a AG livres e glicerol para poder ser absorvida • Os lipídeos são compostos hidrofóbicos e as enzimas digestivas possuem maior caráter hidrofílico, portanto para que as enzimas consigam atuar é necessário que ocorra um processo de emulsificação o que facilita a ação enzimática devido ao aumento de superfície de contato DIGESTÃO DE LIP LIP no alimento Boca Lipase LIP quase intacto Estômago Lipases gástrica LIP pouco digerido e emulsificado Intestino Sais biliares Lipase pancreática AG livres/ Glicerol / Monoglicerol Mucosa Formação de micelas Enterócito Reesterificação AG cadeia curta e média Quilomícron Sangue Linfa Ação emulsionante Hidrolisa TAG nas posições sn-1 e sn3 10 a 30% digerido Característica: Estabilidade em pH ácido DIGESTÃO DE LIP • Considerações importantes: • Mastigação e motilidade gástrica são fundamentais no processo inicial de digestão de lipídios pois favorece o processo de emulsificação • Normalmente na digestão de lipídios na região gástrica ocorre hidrólise dos TAG na posição sn-3, além disso, são hidrolisados os AG de cadeia curta • Característica importante para o lactente, pois normalmente os AG presentes na posição sn-3 são de cadeia curta 01/08/2018 63 DIGESTÃO DE LIP • Considerações importantes: • Após a digestão gástrica inicia-se a digestão intestinal na porção superior do duodeno • Ação dos sais biliares e lipase pancreática • A entrada de gordura no intestino estimula a liberação de enterogastrona • Inibe a secreção e motilidade gástrica tornando a liberação de lipídios mais lenta. • A presença de gordura no intestino também estimula a secreção de colecistocinina • estimula a liberação das secreções biliares e pancreáticas DIGESTÃO DE LIP • Após a lipólise são formadas as MICELAS • As micelas são partículas em suspenção aquosa no lúmen intestinal e são transportadas até as bordas dos enterócitos onde serão absorvidas • Os monoacilglicerois e AG formados são rapidamente incorporados à estas micelas • IMPORTANTE: a ação da lipase pancreática é mais rápida que a formação de micelas, desta forma pode acontecer de muitos AG que foram hidrolisados nas posição sn1 e sn3 acabem não sendo incorporados às micelas e portanto podem ligar-se à sais de Ca e ficarem totalmente indisponíveis não sendo absorvidos; • Portanto a posição do AG no TAG tem grande importância DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIP • Próximas aos enterócitos as micelas se dissociam e as moléculas lipídicas são absorvidas por meio de difusão monomolecular. • Dentro do enterócitos os AG livres migram para o retículo endoplasmático liso são reesterificados ao glicerol e aos monoglicerois para formar TAG • Os TAG, colesterol, fosfolipídeos e vit lipossolúveis formam partículas que depois da inserção de apolipoproteínas são chamadas de quilomícrons DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIP • Os quilomicrons são liberados no sistema linfático e atingem a circulação venosa sistêmica por meio do ducto toráxico • AG de cadeia média são absorvidos diretamente Desenhar Figura !!!!!! 01/08/2018 64 DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIP DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIP • DOS FOSFOLIPÍDEOS • Secretados em gnde quantidade pela bile; • Participam da emulsificação de TAG, da solubilização do colesterol e da estabilização da micela; • Os fosfolipídios biliares e alimentares sofrem processo de digestão e absorção análogo aos TAG, com a diferença que são clivados por fosfolipases pancreáticas na posição sn-2 • Processo de absorção semelhante aos TAG DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIP • DOS ESTERÓIS • O colesterol intestinal pode ser de origem biliar ou da alimentação • O colesterol biliar existe na forma livre e é mais absorvido (46%) que o da alimentação (34%) • Para serem absorvidos os esteróis devem ser hidrolisados à esteróis livres por ação de enzima pancreática denominada colesterol esterase • Os esteróis livres são então solubilizados no interior das micelas mistas , na porção superior do intestino delgado e absorvidos em sua borda em escova • O consumo de fitosteróis diminui a absorção de colesterol DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIP .... Resumindo.... Emulsificação e hidrólise do lipídio Absorção dos produtos hidrolisados pelos enterócitos Ressíntese e empacotamento da gordura no enterócitos + associação à Lipoproteínas Secreção de lipoproteínas circulantes 01/08/2018 65 DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIP .... Resumindo.... • Antes de entender o transporte precisamos saber quem são os transportadores...... Resumo: DIGESTÃO, ABSORÇÃO E TRANSPORTE LIPOPROTEÍNAS - Transporte de lipídios no sangue. - Classificadas de acordo com a natureza e quantidades dos lipídeos e proteínas. Destacam-se: CLASSIFICAÇÃO DAS LIPOPROTEÍNAS 01/08/2018 66 LIPOPROTEÍNAS • Apolipoproteínas • São os componentes proteicos das lipoproteínas • Tem função de estabilizar as lipoproteínas enquanto elas circulam • Garantem estabilidade e especificidade aos complexos • Estimulam as reações enzimáticas • São chamadas de APO____ • Existem inúmerasdelas já identificadas LIPOPROTEÍNAS QUILOMICRONS - TAMANHO/DENSIDADE: - ESTRUTURA QUILOMICRONS VLDL LDL HDL APOLIPOPROTEÍNAS FOSFOLIPÍDIOS COLESTEROL TG e EC grandes (80 a 500 nm) e densidade menor 0,95 g/dL. QUILOMICRONS Pico máximo: 4 h após Desaparece: 8 - 10 h após - LIPÍDIOS TRANSPORTADOS TG COLESTEROL - FUNÇÃO: Transporte de TG (90%) da dieta aos tecidos. - CONCENTRAÇÃO: maior após as refeições ricas em gorduras. 263 LIPOPROTEÍNAS alimentação Formação dos quilomicrons 264 SILVA e MURA, 2010. LIPOPROTEÍNAS 01/08/2018 67 VLDL (Very-Low Density Lipoproteins) - ESTRUTURA QUILOMICROS VLDL LDL HDL 0,95 a 1,006 g/dL. - SIGNIFICADO: LIPOPROTEÍNAS DE DENSIDADE MUITO BAIXA - DENSIDADE: LIPOPROTEÍNAS 265 APOLIPOPROTEÍNAS FOSFOLIPÍDIOSCOLESTEROL TG e EC C I CIII CII E - ORIGEM VLDL (Very-Low Density Lipoproteins) CHO AG TG VLDL - FUNÇÃO: Transporte de TG endógenos aos tecidos. - LIPÍDIOS TRANSPORTADOS TG Colesterol Fosfolipídios 60% 18% 10% MEIA VIDA: 1 a 3h 266 LIPOPROTEÍNAS - ORIGEM IDL (Intermediary Density Lipoproteins) Fígado - SIGNIFICADO: LIPOPROTEÍNAS DE DENSIDADE INTERMEDIÁRIA - DENSIDADE: 1,006 a 1,019 g/dL VLDL IDL - FUNÇÃO: Precursora da LDL. - LIPÍDIOS TRANSPORTADOS: TG Colesterol Fosfolipídios 40% 20% 30% APO E B-100 LIPOPROTEÍNAS LDL (Low Density Lipoproteins) - ORIGEM: IDL - SIGNIFICADO: LIPOPROTEÍNAS DE DENSIDADE BAIXA - DENSIDADE: 1,019 a 1,063 g/dL VLDL IDL 10% 15% 50% APO E B-100 - LIPÍDIOS TRANSPORTADOS TG Fosfolipídios Colesterol APO B-100 Receptor LIPOPROTEÍNAS 01/08/2018 68 - ORIGEM: HDL (High Density Lipoproteins) Fígado e ID - SIGNIFICADO: LIPOPROTEÍNAS DE DENSIDADE ALTA - DENSIDADE: 1,063 a 1,210 g/dL VLDL IDL 5% 25% 20% APO E B-100 - LIPÍDIOS TRANSPORTADOS TG Fosfolipídios Colesterol APO A-I APO A-II 50% LIPOPROTEÍNAS HDL LDL FUNÇÃO: maior transportador de colesterol do fígado para os tecidos. FUNÇÃO: Transporte reverso de colesterol. NÍVEIS NÍVEIS x LIPOPROTEÍNAS Resumo: DIGESTÃO, ABSORÇÃO E TRANSPORTE TRANSPORTE • Após a formação dos quilomícrons eles se deslocam do intestino para o sistema linfático e então entram na corrente sanguínea • Na corrente sanguínea os quilomícrons passam pelos tecidos musculares e adiposo onde podem ir “deixando” os TAG • Nos capilares destes tecidos existe uma enzima a lipase lipoproteica (LLP), que é ativada pela presença de ApoCII (presente na parede externa do quilomícron). • A LLP hidrolisa os TAG em AG e glicerol que são absorvidos pelas células nos tecidos alvo 01/08/2018 69 TRANSPORTE • Os remanescentes dos quilomícrons são transportados até o fígado onde serão captados por endocitose • No fígado os remanescentes dos quilomícrons podem: • Ser oxidados para fornecer energia • Ou podem se tornar precursores de corpos cetônicos • Ou...quando em grande quantidade podem ser empacotados para formar as lipoproteínas TRANSPORTE • A VLDL é a primeira lipoproteína formada a partir dos remanescentes de quilomícrons • As VLDLs caem na circulação, ao chegarem no tecido adiposo ou muscular os TAG são removidos (por hidrolise) das VLDL pelas LLP. Os TAG removidos são armazenados nestes tecidos • Ao sofrer a ação das LLP as VLDL perdem parte dos TAG e se transformam em IDL TRANSPORTE • As IDL vão para o fígado onde sofrem a ação das LLP hepática e são transformadas em LDL • As LDL serão eficientes transportadoras de colesterol para os tecidos • O colesterol nos tecidos podem ser usados como: • Agentes estruturadores de membrana • Produção de hormônios esteroides • As LDL interagem com receptores B100 das células o que resulta na sua remoção da circulação. TRANSPORTE • A distribuição das LDL entre os tecidos irá depender da taxa de transporte e da atividade dos receptores • O mal funcionamento destes receptores é um importante causador da hipercolesterolemia, pois se estes receptores não funcionarem o LDL não é retirado da circulação • Este problema pode ser genético ou de origem alimentar 01/08/2018 70 TRANSPORTE • O transporte reverso do colesterol dos tecidos envolve a lipoproteína a HDL • As HDL são produzidas no fígado e ao atingirem a circulação removem o colesterol livre das membranas celulares e tecidos periféricos • A eficiência da HDL na remoção do colesterol está associada à: • Sua capacidade de estimular a enzima colesterol acil transferase que irá esterificar o colesterol a partir do colesterol livre que fica na membrana, isso garante com que o colesterol se ligue a HDL e seja transportado até o fígado • Este transporte reverso do colesterol tem benefício cardiovascular, pois qndo reduz o colesterol no endotélio vascular reduz o risco de placas de gordura e aterosclerose 278 METABOLISMO DE LIPÍDIOS METABOLISMO DE LIPÍDIOS • FUNÇÃO DO FÍGADO • Responsável pela síntese de sais biliares – indispensáveis para digestão • Local de síntese de lipoproteínas • Local capaz de sintetizar lipídeos a partir de precursores não lipídicos • Capaz de reter e catabolizar os lipídeos exógenos que são recebidos por meio dos remanescentes de quilomícrons • Estes LIP exógenos podem ser incorporados às HDL e VLDL METABOLISMO DE LIPÍDIOS • FUNÇÃO DO FÍGADO • Após refeição →↑↑ glicose → pode ser oxidada → ou pode ser utilizada para a síntese de AG • Após refeição →↑↑ aa → também pode ser convertido em Acetil Coa e utilizado para a síntese de AG • Após refeição →↑↑ AG cadeia curta → também pode ser usados como fonte de energia ou podem ser elongados e usados para sintetizar outros lipídeos e os TAG formados podem ser combinados aos fosfolipídeos para formar VLDL e HDL 01/08/2018 71 METABOLISMO DE LIPÍDIOS • FUNÇÃO DO TECIDO ADIPOSO • O tecido adiposo divide com o fígado o importante papel no metabolismo lipoproteico • Responsável por absorver os TAG e o colesterol dos quilomícrons. Os TAG ficam em constante lipólise e reesterificação nos adipócitos • Insulina → função lipogênica • Jejum →↓ insulina ↑ atividade lipolítica METABOLISMO DE LIPÍDIOS • FUNÇÃO DO TECIDO ADIPOSO • Os AG livres e o glicerol liberados pela ação lipolítica são transportados pela albumina até o fígado ou até o tecido muscular onde serão oxidados • No fígado parte do acetil CoA produzido será desviado para produzir corpos cetônicos METABOLISMO DE LIPÍDIOS 283 Há quatro diferentes etapas na oxidação dos lipídeos: 1. Lipólise 2. Ativação do ácido graxo em Acil-CoA 3. Transporte de Acil-CoA para o interior da mitocôndria 4. β-oxidação METABOLISMO DE LIPÍDIOS 284 1. Lipólise O TG deve ser clivado em suas unidades básicas: uma molécula de glicerol e três moléculas de AG livres. Esse processo é denominado de lipólise e é realizado por lipases. 01/08/2018 72 METABOLISMO DE LIPÍDIOS 1. Lipólise METABOLISMO DE LIPÍDIOS 286 1. Lipólise TG: 95% da energia disponível reside nos seus três AGCL e 5% é fornecida pelo glicerol (metabolizado no fígado). O glicerol pode ser convertido a diidroxiacetona fosfato e entrar na via glicolítica. METABOLISMO DE LIPÍDIOS 287 2) Ativação do ácido graxo em Acil-CoA: A ativação do AG pela ação da acil-CoA sintetase em Acil- CoA (não é ACETIL-CoA). Esse processo é irreversível, ocorre no citoplasma e tem o gasto de 2 ATPs. METABOLISMO DE LIPÍDIOS 288 3) Transporte da Acil-CoA para a mitocôndria: Introduzir o AG ativado (acil-CoA) no interior da matriz mitocondrial para sofrer oxidação → utilizado um sistema específico de transporte. 01/08/2018 73 METABOLISMO DE LIPÍDIOS 289 4) β-oxidação: ETAPAS: a) desidrogenação (formação de FADH2); b) hidratação; c) desidrogenação (formação de NADH) e d) formação de uma molécula de ACETIL-COA a cada dois carbonos de AGs. METABOLISMO DE LIPÍDIOS • Desenho De toda via da β-oxidação!!!!!!! METABOLISMO DE LIPÍDIOS BETA OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS 292 METABOLISMO DE LIPÍDIOS file:///D:/FABIANE/INSTITUTO TORRES EDUCACIONAL/MATERIAL/Bioquimica Janesca 2010/Bioquímica- casa/Bioquímica UTF/Apostila Bioquímica UTF 2009/Parte 2- Metabolismo/etapa1.html file:///D:/FABIANE/INSTITUTO TORRES EDUCACIONAL/MATERIAL/Bioquimica Janesca 2010/Bioquímica - casa/Bioquímica UTF/Apostila Bioquímica UTF 2009/Parte 2- Metabolismo/etapa2.html file:///D:/FABIANE/INSTITUTO TORRES EDUCACIONAL/MATERIAL/Bioquimica Janesca 2010/Bioquímica - casa/Bioquímica UTF/Apostila Bioquímica UTF 2009/Parte 2- Metabolismo/etapa3.html 01/08/2018 74 METABOLISMO DE LIPÍDIOS Resultado da conversão de acetil-CoA produzida pelo fígado na oxidação dos AGs e também pela oxidação dos Aas cetogênicos; Utilizados como fonte de energia via CK e cadeia respiratória em outros tecidos: rins, músculo esquelético e cardíaco e cérebro. só usa depois de 2 ou 3 dias de jejum. 294 CORPOS CETÔNICOS METABOLISMO DE LIPÍDIOS METABOLISMO DE LIPÍDIOS • CORPOS CETÔNICOS • Mas como ocorre a produção destes corpos cetônicos?????? • Para que todo o Acetil CoA produzido na b-oxidação possa ser utilizado no CK é necessário que o oxaloacetato estimule a síntese da enzima citrato sintetase Portanto.... É esta enzima que irá permitir que os Acetil CoA entrem no ciclo de Krebs e se não houver oxaloacetato suficiente o acetil CoA não entra no ciclo.... precisa de certa forma de uma via intermediária..... Portanto a enzima acetoacetil tiolase será estimulada... METABOLISMO DE LIPÍDIOS • CORPOS CETÔNICOS • DESENHAR VIA!!!!! 01/08/2018 75 METABOLISMO DE LIPÍDIOS • CORPOS CETÔNICOS • PORTANTO... OS TRÊS CORPOS CETÔNICOS PRODUZIDOS NESTA VIA SÃO: • Acetoacetato • B-hidroxibitirato • acetona • Normalmente a concentração destes compostos é baixa mas pode aumentar em casos de elevada oxidação (diabetes ou fome) • O aumento da concentração dos corpos cetônicos pode causar cetose que representa um perigo para o equilíbrio ácido base... Porém neste caso o fígado atua para enviar estes corpos cetônicos para tecidos periféricos onde serão utilizados como fonte de energia Metabolismo de Lipídios 298 Corpos Cetônicos CORPOS CETÔNICOS 299 Metabolismo de Lipídios METABOLISMO DE LIPÍDIOS CORPOS CETÔNICOS 01/08/2018 76 METABOLISMO DE LIPÍDIOS METABOLISMO DE LIPÍDIOS • SÍNTESE DE COLESTEROL • Pode ser produzido a partir do Acetil CoA da b-oxidação ou a partir do citrato que saiu do CK • O fato é que o acetil CoA por meio da enzima HMG Coa Sintetase é convertido em 3-hidroxi 3-metilglutaril CoA Colesterol OU vitamina D • DESENHAR VIA METABOLISMO DE LIPÍDIOS • CATABOLISMO DO COLESTEROL • Devido a estrutura de anéis do colesterol ele permanece intacto durante o catabolismo lipídico e é eliminado pelo sistema biliar • Ao chegar no fígado (remanescente de quilomícrons, HDL ou LDL) o colesterol será destinado à excreção , para tanto será hidrolisado por esterases até sua forma livre, que será secretado na bile...... METABOLISMO DE LIPÍDIOS 01/08/2018 77 • Ocorre pp no fígado, tecido adiposo e glândula mamária; • Estimulada pelo excesso de acetil-CoA proveniente da oxidação da glicose e AAs. • A regulação da síntese é realizada pela acetil-CoA carboxilase. Glucagon e epinefrina; Ác. Palmítico. Insulina; Citrato. BIOSSÍNTESE DE ÁCIDO GRAXOS 305 METABOLISMO DE LIPÍDIOS METABOLISMO DE LIPÍDIOS • BIOSSÍNTESE DE ÁCIDO GRAXOS • Alta concentração de ATP e NADH inibirão a ação da isocitrato desidrogenase que resulta em aumento de citrato na mitocôndria, assim um carreador vai transportar o citrato para o citosol onde ele terá 3 funções: • O citrato e o ATP irão inibir a fosfofrutoquinase, que vai inibir a glicólise, o que vai redirecionar a glicose para a via das pentoses-P → NADPH • No citosol o citrato será convertido em oxaloacetato e depois em acetil CoA • O citrato também estimulara a enzima acetil CoA carboxilase METABOLISMO DE LIPÍDIOS • BIOSSÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS E DE TAG • DESENHAR VIA!!!!!!! METABOLISMO DE LIPÍDIOS • BIOSSÍNTESE DE ÁCIDO GRAXOS • Outros AG podem ser formados a partir do ácido palmítico • Elongases e dessaturases 01/08/2018 78 ÁCIDOS GRAXOS PRODUZIDOS PELOS HUMANOS... 309 METABOLISMO DE LIPÍDIOS Ácido Araquidônico C 20:4 - 6 Ácido Linoleico C 18:2 - 6 AG - 6 AG - 3 Ácido α-Linolênico C 18:3 - 3 Ácido Eicosapentanoico C 20:5 - 3 Ácido Docosahexanoico C 22:6 - 3 AG essenciais METABOLISMO DE LIPÍDIOS ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAS 01/08/2018 79 METABOLISMO DE LIPÍDIOS “ Distúrbios tanto na lipogênese , na oxidação ou no metabolismo de lipoproteínas podem estar relacionados com a obesidade e as dislipidemias, além de levar ao acúmulo desses lipídios no tecido hepático” EXERCÍCIO... Ler e resumir o artigo: No resumo deve conter: • Resumo de todos os tópicos apresentados no artigo. Ex.: .... Entregar dia: ___________________ 01/08/2018 80 MATERIAIS COMPLEMENTARES MATERIAIS COMPLEMENTARES METABOLISMO DE PROTEÍNAS Prof. Daniela Miotto Bernardi 01/08/2018 81 INTRODUÇÃO • 17% do peso corporal são proteínas • Proteínas são polímeros complexos compostos por aminoácidos (aa) unidos entre si • Os diferentes tipos de moléculas proteicas presentes no organismo, assim como todas as funções que desempenham nas mais variadas e complexas vias metabólicas, foram determinadas pelo processo evolutivo INTRODUÇÃO • A síntese proteica ocorre nos ribossomos, posteriormente as enzimas citoplasmáticas modificam certos constituintes. • As ptn que NÃO são modificadas são chamadas de homoproteínas • As ptn modificadas são as heteroproteínas ou proteínas conjugadas” • A deficiência calórica leva o organismo à desviar as proteínas de suas funções plásticas e recuperadoras normais para a produção de energia INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) COMPOSIÇÃO: - C, H, O, N - S, P, Fe, Zn, Co INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) • Existem mais de 300 aa, porém apenas 20 estão presentes na composição proteica, podendo ocorrer várias vezes na estrutura da ptn.... • Corrigindo 21 aa..... ???? • Além dos 20 aa descritos existe um novo aa recentemente descrito a SELENOCISTEÍNA, portanto a combinação destes 21 aa em diferentes sequencias corresponde a formação das proteínas • O grupamento R é o responsável pela polaridade da molécula 01/08/2018 82 INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) SELENOCISTÍNA Aa de cadeia ramificada INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) • Os aminoácidos incorporados às proteínas de mamíferos são chamados de α-aminoácidos, com exceção da PROLINA que é um α-iminoácido INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) • Os aa são anfólitos porque tem um grupo carboxilico (ácido) e o grupo amino (base); • Em pH neutro tanto o grupo amino como o grupo carboxilico são ionizados, portanto, trata-se de uma molécula dipolar ou switterion. • O pH no qual o íon dipolar é neutro é chamado de ponto isoelétrico PI; Fazer desenho!!!!!! 01/08/2018 83 INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) • Exceto o C central da Glicina, os demais C centrais dos aa são assimétricos, o que garante a propriedade de rotação ótica, formando 2 enantiômeros: • L-aa • D-aa • Endogenamente os aa são sintetizados na forma de L-aa, porém o processamento de alimentos (térmico, principalmente) podem ser encontrados D-aa e isso contribui para a redução na absorção proteica, pois D-aa não são absorvidos, contribuindo portanto para reduzir o valor nutricional de proteínas INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) • Essenciais ou indispensáveis: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano, valina, histidina. HOJE TEM FILLME NA TV Histidina Triptofano Fenilalanina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Treonina Valina • A deficiência na ingestão de aa essenciais provoca redução na taxa de crescimento do organismo e redução nas funções vitais e pode resultar em falência de órgãos vitais como cérebro e coração 331 Essenciais Condicionalmente Essenciais Não Essenciais Isoleucina Glicina Alanina Leucina Prolina Ácido aspártico Valina Arginina Ácido glutâmico Lisina Serina Asparagina Metionina
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