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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 MetioninaCisteína Fenilalanina Tirosina Treonina Glutamina Triptofano Histidina INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) ⚫ ESSENCIAIS: são aqueles que o organismo não pode produzir → oferecidos pela dieta. Ausência ou ingestão inadequada: BN negativo → perda de peso, crescimento prejudicado. ⚫ Cisteína e a Tirosina são produzidos a partir dos AA essenciais Met e Phe, respectivamente. ⚫ NÃO ESSENCIAIS: são produzidos pelo organismo humano em qde suficiente p/ atender demanda orgânica. CONDICIONALMENTE ESSENCIAIS: em algumas situações clínicas, ocorre o aumento dos seus requerimentos, como sua qde não é suficiente p/ atender a demanda, tornam- se condicionalmente essenciais. INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) 01/08/2018 84 • P/ a síntese proteica adequada é necessário tanto os AA essenciais como os não- essenciais. • NÃO há reserva de AA livres no organismo, qualquer quantidade acima das necessidades p/ a síntese proteica celular será metabolizada. • No entanto, na célula, existe um “pool” metabólico de AA que pode ser utilizado quando for necessário. • O contínuo estado de síntese e degradação de ptns (“TURNOVER”) é necessário p/ manter esse pool de AA. 333 INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) 334 INTRODUÇÃO - AMINOÁCIDOS (AA) Além da síntese proteica, quase todos AA têm certas funções específicas no organismo. TRIPTOFANO – precursor da niacina (B3) e do neurotransmissor serotonina. METIONINA – síntese de carnitina, precursor da cisteína. FENILALANINA – Precursor da tirosina (tiroxina e epinefrina) e da melanina. ARGININA – Síntese de ureia no fígado. HISTIDINA – Histamina. ARGININA+GLICINA+METIONINA = CREATININA – Fosfato de creatina (reservatório de energia muscular). GLUTAMINA – Nutrição de enterócitos e células do SI, integridade da mucosa intestinal. INTRODUÇÃO - PEPTÍDEOS • Formados por resíduos de aminoácidos ligados entre si por meio das chamadas LIGAÇÕES PEPTÍDICAS; INTRODUÇÃO - PROTEÍNAS • CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ESTRUTURA: • Estrutura primária; • Estrutura secundária; • Estrutura terciária; • Estrutura quaternária; 01/08/2018 85 INTRODUÇÃO - PROTEÍNAS • CLASSIFICAÇÃO: • PROTEÍNAS SIMPLES: Produzem somente aminoácidos. Ex: albumina, globulina ... • PROTEÍNAS CONJUGADAS: Possui grupo prostético que corresponde a parte não proteica. Nucleoproteínas: proteína + DNA e proteína+RNA; Glicoproteínas: ptn + polissacarídeos mucina (secreções gástricas) Lipoproteínas: ptn + lipídios Fosfoproteína: ptn + ácido fosfórico (caseína) Metaloproteínas: ptn + metais INTRODUÇÃO - PROTEÍNAS • As proteínas podem ser categorizadas de acordo com a FUNÇÃO em: catalisadores enzimáticos, proteínas estruturais, proteínas contráteis, hormônios, proteínas transportadoras, anticorpos, proteínas de armazenamento e proteínas protetoras CATALISADORAS TRANSPORTE CONTRAÇÃO PROTEÇÃO HORMONAL ESTRUTURAL Enzimas Transferrina, Hb, Mb, albumina Actina e miosina Imunoglobulinas, anticorpos Insulina, glucagon... Colágeno, elastina FONTE DE ENERGIA? INTRODUÇÃO - PROTEÍNAS • COMPLEMENTARIEDADE DAS PROTEÍNAS • Assegura que as proteínas com diferentes limitações de AAs complementem-se para fornecer proteínas completas. • Ex: Arroz com feijão. • Se os perfis de Aas forem semelhantes elas não se complementarão. • DE ACORDO COM O SEU PERFIL DE AAS A PROTEÍNA PODE SER CLASSIFICADA EM: • Completa • Incompleta • Totalmente incompleta Arroz carente em lisina Feijão carente em metionina INTRODUÇÃO - PROTEÍNAS • COMPLEMENTARIEDADE DAS PROTEÍNAS COMPLETA: contém todos os Aas essenciais em quantidade suficiente para manter o equilíbrio de N (síntese). Ex: PTNs animais (carne, peixes, aves, leite e derivados e ovos). INCOMPLETA: não fornecem todos os Aas essenciais em quantidades apropriadas para manter o equilíbrio de N e o crescimento. Ex: PTNs vegetais (cereais, leguminosas). TOTALMENTE INCOMPLETA: ausência de um ou mais Aas essenciais, não mantém a vida. Ex: gelatina NECESSIDADE DE MISTURA 01/08/2018 86 DESNATURAÇÃO: ⚫ Consiste na alteração da estrutura tridimensional da molécula. ⚫ Processo através do qual a proteína perde sua função. ⚫ Pode ser irreversível ou não. ⚫ Agentes: calor, pH, detergentes, ureia e solventes como etanol e acetona. ⚫ ⚫Aumenta a digestibilidade e diminui os fatores antinutricionais como: ⚫ avidina ⚫ inibidor de tripsina. 341 INTRODUÇÃO - PROTEÍNAS INTRODUÇÃO - PROTEÍNAS • Avaliação na Qualidade Nutricional de Proteínas: • A qualidade nutricional de uma ptn está relacionada à sua capacidade de satisfazer as necessidades do ser humano: promover crescimento em crianças e manutenção em adultos. • Para avaliação utiliza-se métodos: A) QUÍMICOS B) BIOLÓGICOS C) MICROBIOLÓGICOS MÉTODOS QUÍMICOS: 1) ESCORE QUÍMICO mg de aminoácidos / g proteína teste mg de aminoácidos / g proteína padrão ou referência E.Q. = 2) DIGESTIBILIDADE (in vitro) AVALIAÇÃO NA QUALIDADE NUTRICIONAL DE PROTEÍNAS 343 MÉTODOS BIOLÓGICOS: 1) BALANÇO DE NITROGÊNIO BN = NI – (NF + NU) 2) QUOCIENTE DE EFICIÊNCIA PROTEICA (PER) ganho de peso(g) proteína consumida (g) Onde: BN = Balanço de Nitrogênio NI = Nitrogênio ingerido NF = Nitrogênio fecal total NU = Nitrogênio urinário total PER = AVALIAÇÃO NA QUALIDADE NUTRICIONAL DE PROTEÍNAS 344 01/08/2018 87 AVALIAÇÃO NA QUALIDADE NUTRICIONAL DE PROTEÍNAS 3) Digestibilidade Aparente (Da) e Verdadeira (DV) Da = NI – NF x 100 NI Onde: Da = Digestibilidade aparente NI = Nitrogênio ingerido NF = Nitrogênio fecal Onde: Dv = Digestibilidade verdadeira NI = N ingerido NFa = NF – NFe NF = N fecal de origem alimentar NFe = N fecal de origem endógena Dv = NI – NFa x 100 NI Como???? MÉTODOS BIOLÓGICOS: DIGESTIBILIDADE: É a medida da porcentagem das proteínas que são hidrolisadas pelas enzimas digestivas e absorvidas na forma de AA ou qq outro composto nitrogenado. Ptn de origem animal: 90 a 95% Ptn de origem vegetal: valores inferiores. Feijão: 50-75% Milho: 67% AVALIAÇÃO NA QUALIDADE NUTRICIONAL DE PROTEÍNAS 346 • Portanto.... O VALOR NUTRICIONAL DAS PROTEÍNAS DEPENDE.... · Da composição em aminoácidos; · Da disponibilidade dos aminoácidos; · Da digestibilidade de proteínas e absorção dos aminoácidos; ·Da ausência de toxicidade e fatores antinutricionais. AVALIAÇÃO NA QUALIDADE NUTRICIONAL DE PROTEÍNAS •BIODISPONIBILIDADE: • “A proporção do nutriente que realmente é utilizada pelo organismo.” • “Refere-se à fração de qualquer nutriente ingerido que tem o potencial para suprir demandas fisiológicas em tecidos alvos.” AVALIAÇÃO NA QUALIDADE NUTRICIONAL DE PROTEÍNAS 01/08/2018 88 DETERMINAÇÃO DA BIODISPONIBILIDADE: MÉTODOS: - Técnicas in vitro; - Técnicas de depleção seguidas de repleção do nutriente; - Avaliação do nutriente no plasma ou da atividade de enzimas após a suplementação do nutriente; - Técnicas com uso de isótopos radioativos e estáveis. O VALOR NUTRITIVO DAS PROTEÍNAS DEPENDE ... 349 1) Estrutura conformacional Quanto MENOR a complexidade estrutural, mais fácil a ação das enzimas proteolíticas na clivagem das lig. peptídicas para liberação de peptídeos e Aas para absorção. 2) Fatores antinutricionais São compostos naturalmente presentes em alimentos, que interferem negativamente na atividade de certas enzimas digestivas: ↓ digestibilidade e biodisponibilidade. Ex: PTN vegetais: inibidores de tripsina, taninos, fitatos. FATORES QUE AFETAM A DIGESTIBILIDADE PROTEICA E A BIODISPONIBILIDADE DE AA 3) Processamento e complexação com outros nutrientes - Reação de Maillard ou reação de escurecimento não enzimático → perdas de lisina e oxidação de Met, Tir, His e Trip; - Ligações cruzadas com radicais livres produzidos pela oxidação de lipídios insaturados dos alimentos; - Interação com compostos fenólicos (taninos) → lisina e cisteína; - Reações de nitritos com aminas → nitrosaminas FATORES QUE AFETAM A DIGESTIBILIDADE PROTEICA E A BIODISPONIBILIDADE DE AA As ptns podem perder parte de seu VB pela deterioração ou transformação dos AA dos alimentos.alterações físicas, químicas e enzimáticas Armazenamento e condições a que são submetidos no processamento industrial e no preparo doméstico. EFEITOS DO PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS PROTEICOS 01/08/2018 89 Exercício • 1) Faça a leitura dos artigos : • “Caracterização químico nutricional de um isolado proteico do soro de leite, um hidrolisado de colágeno bovino e mistura dos dois produtos”. • “Eficiência proteica da lentilha (Lens culinaris) no desenvolvimento de ratos Wistar” • 2) Faça o resumo dos artigos (manuscrito) de no máximo 2 páginas (cada resumo) para entregar no dia_______ • “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 90 DIGESTÃO DE PTN PTN no alimento Boca PTN quase intacta Estômago (suco gástrico) HCL e pepsina Peptídeos Intestino Tripsina, quimiotripsina (Suco pancreático e entérico) Carboxipeptidase, Aminopeptidase Aminoácidos Di e tripeptídeos Sangue Enterócitos Metabolismo intestinal Peptídeos maiores nas bordas do enterócitos peptidases DIGESTÃO DE PTN • A proteína ingerida + as proteínas intestinais + células descamadas e mucinas são digeridas e absorvidas na forma quase completa; • Processo é muito eficiente e garante o fornecimento contínuo de aminoácidos para o pool de aa corporal • Menos de 10% da proteína que passa pelo intestino vai para as fezes DIGESTÃO DE PTN • Apenas no período neonatal é que o intestino consegue absorver proteínas na forma integral (imunoglobulinas) • ... Após este período é necessário que as proteínas sejam hidrolisadas à aa, di e tripeptídeos. • As enzimas que atuam no processo são endo e exopeptidases e em geral primeiro as endopeptidases atuam depois as exopeptidases 360 ESÔFAGO BOCA FÍGADO DUODENO VESÍCULA BILIAR INTESTINO GROSSO INTESTINO DELGADO ESTÔMAGO PÂNCREAS RETO ÂNUS ESTÔMAGO: GASTRINA → suco gástrico → pepsinogênio → PEPSINA → cliva pp lig. peptídicas → OLIGOPEPTÍDEOS INTESTINO DELGADO: COLECISTOCININA E SECRETINA → suco pancreático e bicarbonato de Na - BICARBONATO: neutraliza o quimo ácido - Pró enzimas do pâncreas: são ativadas no intestino delgado e atuam digerindo os polipeptídeos em aa, di e tripeptídeos DIGESTÃO DE PTN 01/08/2018 91 361 - Pâncreas → Proenzimas pancreáticas → tripsinogênio em tripsina, que ativa as demais. Tripsinogênio tripsina Tripsinogênio tripsina Quimotripsinogênio quimotripsina Prócarcoxipeptidases carboxipeptidases TRIPSINA: lig. peptídicas de Aas básicos QUIMIOTRIPSINA: lig. peptídicas de Aas aromáticos CARBOXIPEPTIDASES: Aa C-terminal DIGESTÃO DE PTN tripsina enteropeptidase tripsina tripsina ESÔFAGO BOCA FÍGADO DUODENO VESÍCULA BILIAR INTESTINO GROSSO INTESTINO DELGADO ESTÔMAGO PÂNCREAS RETO ÂNUS 362 JEJUNO: Borda em escova: peptidases transformam peptídeos em AA, di e tripeptídeos. DIGESTÃO DE PTN ESÔFAGO BOCA FÍGADO DUODENO VESÍCULA BILIAR INTESTINO GROSSO INTESTINO DELGADO ESTÔMAGO PÂNCREAS RETO ÂNUS DIGESTÃO DE PTN PTN no alimento Boca PTN quase intacta Estômago (suco gástrico) HCL e pepsina Peptídeos Intestino Tripsina, quimiotripsina (Suco pancreático e entérico) Carboxipeptidase, Aminopeptidase Aminoácidos Di e tripeptídeos Sangue Enterócitos Metabolismo intestinal Peptídeos maiores nas bordas do enterócitos peptidases 364 • A absorção ocorre por toda a mucosa intestinal, porém a maior parte ocorre na porção superior do intestino delgado • É quase total até o final do jejuno • Após a entrada no enterócitos parte é metabolizada no próprio enterócitos e parte vai para o fígado pela veia porta. ABSORÇÃO DE PTN 01/08/2018 92 365 Aminoácidos: • O transporte dos aa livres da luz intestinal para dentro do enterócito ocorre por meio de transportadores que podem ser dependentes ou independentes de sódio, porém acredita-se que a maior parte seja dependente; • A presença de Na aumenta a afinidade do aa pelo transportador • Pode haver efeito competitivo na absorção, portanto, a maior concentração de um determinado aa pode resultar na redução da absorção de outro ABSORÇÃO DE PTN ABSORÇÃO DE PTN • Peptídeos: • O transporte para dentro do enterócitos é diferente do aa livre • O sistema conhecido como PEP1 parece ser o maior responsável pelo transporte de peptídeos • O PEP1 está associado à um movimento de prótons e despolarização de membrana, portanto este transporte resulta em entrada de H+ no enterócitos juntamente com o peptídeo ABSORÇÃO DE PTN • Peptídeos: • A afinidade com este transportador tem relação direta com o tamanho do peptídeo.... .... Peptídeos maiores de 3 aa tem menor afinidade • Acredita-se que o transporte de peptídeos seja mais rápido que o de aa e que representa a principal forma de transporte de aa para dentro do enterócitos • Cerca de 60% é absorvido na forma peptídica ABSORÇÃO DE PTN • Peptídeos: • A maioria dos peptídeos absorvidos intactos sofre hidrolise por proteases presentes no citoplasma dos enterócitos, porém alguns peptídeos podem ser encontrados na circulação portal... • Acredita-se que eles alcancem a circulação após passarem pelas junções da células ... Ou mesmo por endocitose.... 01/08/2018 93 ABSORÇÃO DE PTN • Transporte de aa pela membrana basolateral para o sangue • Os transportadores parecem ser os mesmos que são responsáveis pelo transporte da luz intestinal para o enterócitos.... • A entrada de aa no enterócitos é importante para suprir a demanda de aa do próprio enterócitos • Existem condições que estes transportadores não funcionam: • Intolerância lisonúrica protéica: falha de absorção de lisina, arginina, ornitina • Dça de Hartnup: falha na absorção de triptofano e outros aa METABOLISMO DE PTN • Introdução • Os aminoácidos livres intracelulares originam-se das proteínas da alimentação e das proteínas endógenas • A quantidade de aa livres no sangue é relativamente pequena em relação à presente nos tecidos METABOLISMO DE PTN • Introdução • Após a absorção os aa que não foram utilizados pelos enterócitos são transportados para o fígado por meio do sistema porta • Cerca de • ...20% dos aa captados pelo fígado são liberados para a circulação sistêmica; • ...50% dos aa captados pelo fígado oxidados e transformados em uréia • ...6% dos aa captados pelo fígado são transformados em ptn plasmática • Aa de cadeia ramificada são metabolizados no músculo esquelético METABOLISMO DE PTN • Introdução • O destino dos aa em cada tecido varia de acordo com as necessidades de cada um deles, que por sua vez estará relacionado com o estado fisiológico em que o indivíduo se encontra • Existe um processo contínuo e dinâmico de síntese e catabolismo proteico, específico de cada tecido, que é denominado tunover proteico • A velocidade do turnover proteico depende da função da proteína e do tipo de tecido ou órgão. • Em geral em um adulto cerca de 3% do total proteico do organismo é renovado diariamente 01/08/2018 94 METABOLISMODE PTN • Introdução • As principais variáveis que afetam o turnover proteico são: • A alimentação • As alterações na disponibilidade de aa na circulação • Concentrações de hr catabólicos e anabólicos METABOLISMO DE PTN • USO DE AA PELO ENTERÓCITO • Nem todos os aa são transportados para fora das células intestinais, muitos são absorvidos e usados no próprio intestino, ou como fonte de energia, ou para a síntese de proteínas e outros compostos • Além disso os aa podem ser metabolizados em outros aa ou em compostos que podem ser levados pelo sangue METABOLISMO DE PTN • USO DE AA PELAS CÉLULAS INTESTINAIS.... • Será discutido mais adiante. Primeiro estudaremos o metabolismo proteico geral e depois nos enterócitos, embora biologicamente a ordem seja diferente METABOLISMO DE PTN • Os aa que não foram metabolizados no intestino seguem principalmente para o fígado..... onde ... Serão como fonte energética ... Ou usados na síntese proteica 01/08/2018 95 METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTEICA: • Esquema visão geral da síntese proteica!!! • Desenhar!!! METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTEICA: • “O processo por meio do qual as proteínas são sintetizadas fornece a base para a compreensão das diferenças genéticas. As propriedades de cada tipo celular são mantidas, uma vez que as características que diferenciam as células são em geral conferidas pelas proteínas celulares”. • A sequencia de aa de uma proteína é controlado geneticamente e este controle é exercido por meio do DNA METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTEICA: • DNA: • polinucleotídeo • composto por 4 bases nitrogenadas: adenina, guanina, timina e citosina • As bases são condensadas para formar a cadeia de DNA • A sequência de bases no DNA é diferente para cada proteína que é sintetizada no organismo • Portanto, a sequência de aa de cada proteína é determinada a partir de uma região da molécula de DNA, denominada GENE, que consiste em milhares de bases METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTEICA: • RNA: • As moléculas de RNA apresentam diferentes funções na transferência de informação celular • RNA mensageiro (mRNA) serve como um molde para a síntese de proteínas e transmite a informação a partir do DNA para o ribossomo • RNA de transferência (tRNA) transporta aa específicos para os ribossomos a partir do pool de aa intracelular “A síntese proteica é dependente da presença de todos os aa necessários para a síntese de uma determinada proteína, bem como do fornecimento de energia” “se houver insuficiência de qualquer um destes fatores, não ocorre a síntese proteica” 01/08/2018 96 METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTÉICA: • TRANSCRIÇÃO: • Transcrição é a síntese de mRNA a partir do DNA no núcleo celular; • O mRNA é utilizado para carrear a informação a partir do DNA dos cromossomos para a superfície dos ribossomos que estão no citosol METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTEICA: • TRADUÇÃO: • Síntese da proteína que ocorre no citosol, necessita de ribossomos, mRNA, tRNA e vários outros fatores proteicos • O mRNA e o tRNA se ligam ao ribossomo durante a síntese proteica e são responsáveis pela ordenação correta de aa na proteína nascente • Após a tradução algumas proteínas saem prontas dos ribossomos, enquanto outras podem sofrer modificações pós transducionais METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTEICA: • RESUMINDO: TRANSCRIÇÃO: produção de uma molécula de RNA baseado em um molde de DNA. TRADUÇÃO: é a montagem da molécula proteica, com atividade conjunta dos ribossomos, do m-RNA e do t-RNA que transporta os AAs. METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTÉICA: 01/08/2018 97 METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTÉICA: METABOLISMO DE PTN • SÍNTESE PROTÉICA: • “A síntese proteica é um processo contínuo realizado nas células do organismo” • “A ingestão inadequada de proteínas, tanto em dietas hipoprotéicas como em dietas com ausência ou baixa concentração de um ou mais aa indispensáveis, tem como principal consequência alterações no balanço proteico” • “A alterações no balanço proteico ocorre porque a taxa de síntese de algumas proteínas corporais diminui, enquanto que a degradação proteica continua” METABOLISMO DE PTN • REGULAÇÃO HORMONAL DA SÍNTESE PROTÉICA: • Hormônio do crescimento: • Estimula a síntese proteica • Na fase de crescimento em crianças o hr do crescimento é regulado por um fator de crescimento semelhante a insulina (IGF-1) • Insulina: • Também estimula a síntese proteica • Testosterona: • Também estimula a síntese proteica • Glicocortióides: • Estimulam degradação proteica e muscular • Portanto.... Estimulam a gliconeogênese e cetogênese METABOLISMO DE PTN • AA X SÍNTESE PROTEICA: • RELEMBRANDO: • Os AA ESSENCIAIS são obtidos exclusivamente a partir da alimentação • Os AA NÃO ESSENCIAIS não produzidos no organismo • Os AA CONDICIONALMENTE ESSENCIAIS podem ser produzidos em algumas situações 01/08/2018 98 METABOLISMO DE PTN • BIOSSÍNTESE DE AA NÃO ESSENCIAIS: • Os mamíferos sintetizam apenas 10 dos 20 (21...) aa, sendo estes considerados não essenciais • Para síntese destes aa são necessários os precursores da cadeia carbônica que são obtidos a partir da glicólise, do ciclo de Krebs • As vias de biossíntese estão sujeitas à inibição alostéricas. METABOLISMO DE PTN • BIOSSÍNTESE DE AA NÃO ESSENCIAIS: Tir Asp Asn Ala Ser Gli Cis Glu Gln Pro Arg METABOLISMO DE PTN • BIOSSÍNTESE DE AA NÃO ESSENCIAIS: Desenhar esquema geral de onde saem os esqueletos carbônicos para a biossíntese de aa!!! METABOLISMO DE PTN • BIOSSÍNTESE DE AA NÃO ESSENCIAIS: • RESUMINDO: • O GLUTAMATO é produzido por aminação do α-CETOGLUTARATO e serve como precursor da GLUTAMINA, PROLINA E ARGININA • A ALANINA é formada a partir do PIRUVATO por transaminação • O ASPARTATO E ASPARAGINA são formados a partir do OXALOACETATO por transaminação O QUE SÃO REAÇÕES DE TRANSAMINAÇÃO? E COMO OCORRE ESTA AMINAÇÃO A PARTIR DO α-CETOGLUTARATO? 01/08/2018 99 METABOLISMO DE PTN • BIOSSÍNTESE DE AA NÃO ESSENCIAIS: • RESUMINDO: • A cadeia carbonada da SERINA é derivada do 3-fosfoglicerato. E a SERINA é precursora da GLICINA e CISTEÍNA. Importante: para formar cisteína a serina se liga à homocisteína. • A TIROSINA pode ser produzida por hidroxilação da FENILALANINA METABOLISMO DE PTN • BIOSSÍNTESE DE AA NÃO ESSENCIAIS: • FAZER VIA DE BIOSSÍNTESE DE PROLINA, ARGININA, SERINA, GLICINA E CISTEÍNA 395 EXCESSO DE PROTEÍNA/AA GLICOSE GLICOGÊNIO ÁCIDOS GRAXOS ATP METABOLISMO DE PTN METABOLISMO DE PTN • REGULAÇÃO DO CATABOLISMO PROTEICO • Quando ocorre ingestão proteica ACIMA da necessidades aumenta a taxa de catabolismo de aa, pois não existe no organismo um mecanismo de armazenamento de excesso de ptn ingerida • Todo aa acima da necessidade é oxidado e o nitrogênio é excretado • Este é o principal mecanismo regulatório do metabolismo proteico em dietas hiperproteicas 01/08/2018 100 METABOLISMO DE PTN • REGULAÇÃO DO CATABOLISMO PROTEICO • A regulação do metabolismo de proteínas também permite o catabolismo seletivo de proteínas “não vitais” durante o JEJUM – disponibilizando aa para a gliconeogênese • Este mecanismo garante a preservação de ptns importantes durante o jejum. Ex.: ptn sist. Nervoso • Jejum de curta duração ↓ ptn hepática, mas não ptn muscular contrátil • Jejum prolongado tbém ↓ ptn muscular contrátil METABOLISMO DE PTN Além disso...... Também serão catabolizadas as proteínas de ...... • As células morrem sob uma base programada (APOPTOSE) e seus componentes são metabolizados • Proteínas individuais que sofrem tunover a cada poucos dias “Ambos são processos seletivos” METABOLISMO DE PTN Além disso...... Também serão catabolizadas as proteínas de ...... • Ptns também são degradadas intracelularmente por vários mecanismos: • Via dependente de ubiquitina • Macrofagia • Microfagia Envolvem pequenas vesículas ou vacúolos e ocorrem no citoplasma Estas vesículas ofertam seus conteúdos aos lisossomos METABOLISMO DE PTN Além disso......Também serão catabolizadas as proteínas de ...... • Via dependente de ubiquitina: • Quando uma proteína sofre algum tipo de lesão ela é marcada pela proteína ubiquitina • A ubiquitina é uma “marcador” que direciona a proteína alterada para o proteossoma (presente no interior da célula), onde será hidrolisada. Se a proteína marcada for ptn de membrana a lise protéica ocorrerá nos lisossomos. • Após a hidrolise serão formados pequenos peptídeos • “Durante o jejum a via dependente de ubiquitina é ativada, estimulando a degradação de proteínas, e portanto auxiliando na gliconeogênese” 01/08/2018 101 O esqueleto de carbonos dos AAs origina 7 intermediários metabólicos: 1. Piruvato 2. Acetil-CoA 3. Acetoacetil-CoA 4. α-cetoglutarato 5. Succinil-CoA 6. Fumarato 7. Oxaloacetato Dependendo do estado de energia da célula, podem ser oxidados para gerar energia ou usados para sintetizar glicogênio ou gordura. JEJUM OU EXERCÍCIO PROLONGADO As proteínas desempenham importante papel na homeostasia da glicose. METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA • Envolve a remoção do grupo amino pelos mecanismos de transaminação e desaminação oxidativa, catabolismo da cadeia carbônica e transformação do grupo amínico, sendo parte reciclada e parte tranformada em composto nitrogenado que possa ser excretado pelos rins METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA • Os aa glutamato, glutamina são pontos chaves, assim como a alanina METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA Transaminação: -Primeira etapa no catabolismo de L-aa -resulta na reação de transferência do grupo amino de um aminoácido para um cetoácido. 1) Remoção de N A transaminação de qualquer aminoácido com o α-cetoglutarato produz GLUTAMATO. Aminotransferase – pode variar de acordo com o aa doador 01/08/2018 102 METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA Transaminação: • Todos os aa sobrem transaminação em algum ponto do metabolismo. Exceto: lisina e treonina • As aminotransferases usam o grupo prostético piridoxal-5'-fosfato → vitamina B6 • As duas reações mais importantes de aminotransferases são catalisadas pelas: • ALT: alanina aminotransferase • AST: aspartato aminotransferase 1) Remoção de N METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA Transaminação: • Os produtos da reação são: α-cetoácido e o glutamato • O glutamato é um produto comum às reações de transaminação. É um “reservatório temporário de grupo amino” • O glutamato pode: • Ser desaminado oxidativamente • Ser usado na síntese de aa dispensáveis 1) Remoção de N METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA Transaminação: • A maioria das reações de transaminação pode funcionar tanto: • Na degradação de aa • Na biossíntese de aa 1) Remoção de N METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA Desaminação: - Ocorre a retirada do grupo amino da cadeia do aminoácido em forma de NH4+ (amônia). - Esta reação ocorre principalmente no fígado e rim - Esta reação fornece alfacetoácido para o metabolismo energético e NH4+ para síntese de uréia 1) Remoção de N 01/08/2018 103 METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA Desaminação: - Devido à grande atividade e presença da enzima glutamato desidrogenase em muitos tecidos, a desaminação do glutamato é a mais frequente. - Esta enzima é capaz de usar tanto o NADH como o NADPH - A amônia produzida é tóxica e para ser transportada se combina ao glutamato para formar glutamina 1) Remoção de N Fazer desenho da reação de formação glutamina!! METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA Desaminação: - A glutamina produzida pode ser transportada para o intestino, fígado e rins, onde o grupo aminico é liberado como íon amônio (NH4+) na mitocôndria, sendo esta reação conduzida pela glutaminase, produzindo glutamato e NH4+, sendo este último transportado ao fígado onde será metabolizado - A alanina também é outro aminoácido capaz de transportar grupos amino para o fígado, sendo este chamado de ciclo glicose-alanina.... 1) Remoção de N METABOLISMO DE PTN Músculo: Aminotransferases usam piruvato como aceitador de amina. A alanina formada é lançada para a corrente sanguínea e absorvido pelo fígado, onde é transaminada a piruvato, que será usado na GLICONEOGÊNESE → CICLO DA ALANINA. METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA Desaminação de D-aminoácidos: - A enzima D-aminoácido oxidase, dependente de FAD, catalisa a desaminação oxidativa dos D-aa, a partir da desaminação os alfa- cetoácidos resultantes dos D-aa podem servir como fonte energética ou serem novamente transaminados para isômero L-aa 01/08/2018 104 METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA • RESUMINDO: • No fígado o grupo amino dos aminoácidos é transferido para o α-cetoglutarato formando o glutamato, o qual é transportado para a mitocôndria hepática onde a glutamato desidrogenase libera o íon NH4+ • O NH4+ produzido nos outros tecidos é transportado ao fígado, como N amínico da glutamina • O N muscular é transportado ao fígado pela alanina, sendo que quando esta chega no fígado sofre transaminação, produzindo glutamato que também é desaminado METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 2) Destino das cadeias carbônicas As cadeias carbônicas dos aa podem resultar portanto: • Síntese de glicose • Síntese de AG • Produção de energia METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 2) Destino das cadeias carbônicas Pode ser convertidas em intermediários metabólicos: - entrando no metabolismo dos CHOs → síntese de glicose ou de glicogênio → AMINOÁCIDOS GLICOGÊNICOS; - convertidos em acetil-CoA → CK ou para a síntese de AG, colesterol ou corpos cetônicos → AMINOÁCIDOS CETOGÊNICOS. METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA GLICOGÊNICOS: São metabolizados em piruvato, α-cetoglutarato, oxaloacetato, fumarato ou succinil-CoA. alanina, asparagina, aspartato, cisteína, glutamato, glutamina, glicina, prolina, serina, arginina, histidina, metionina, treonina e valina. CETOGÊNICOS: Produzem acetil-CoA ou acetoacetil-CoA. leucina e lisina. GLICOGÊNICOS E CETOGÊNICOS: tirosina, isoleucina, fenilalanina e triptofano. 01/08/2018 105 METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA • No caso dos aa cetogênicos cabe ressaltar que: • “Em mamíferos há ausência de uma via metabólica que sintetize glicose a partir de acetil-CoA ou de acetoacetil-CoA, portanto, a partir dos aa cetogênicos não tem como ser formado glicose” METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA • Desenhar esquema da entrada de aa no metabolismo intermediário!!! METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 01/08/2018 106 METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 3) Ciclo da Ureia ou Ciclo da Ornitina • A remoção do grupo amino → libera AMÔNIA → tóxica → convertida em um composto não tóxico → UREIA • A uréia é a principal forma de eliminação dos grupos aminos derivados dos aa, e é mais de 90% dos compostos nitrogenados da urina • Além da uréia o N pode ser excretado como: • Amônia → proveniente da oxidação parcial de aa • Ácido úrico → diretamente derivados de aa • Creatinina → diretamente derivados de aa METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 3) Ciclo da Ureia ou Ciclo da Ornitina • O N que entra no ciclo da uréia é a amônia, na forma de íon amônio (NH4+) sendo que o precursor imediato é o glutamato → que pode ter sido originado de diversas reações de transaminação. • As reações ocorrem no fígado: 2 na mitocôndria e 3 citosólicas. • Neste ciclo de formação de ureia 1,5 ATPs são consumidos para cada molécula formada. • A ureia é formada a partir de dois compostos: CO2 e NH4+. METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 3) Ciclo da Ureia ou Ciclo da Ornitina • Desenhar reação!!!! METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 01/08/2018 107 METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 3) Ciclo da Ureia ou Ciclo da Ornitina • A UREIA produzida excretada pela urina OU EM MENOR QUANTIDADE, DIFUNDE-SE DO SANGUE AO INTESTINO onde é incorporada à glutamina, ou é perdida de forma parcial nas fezes METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA 3) Ciclo da Ureia ou Ciclo da Ornitina:REGULAÇÃO • A regulação desta via deve ser muito precisa, considerando a TOXICIDADE da AMÔNIA; • O principal passo regulatório é a síntese inicial do carbamoil-fosfato • Outro mecanismo é a indução das enzimas envolvidas na via, e esta indução ocorre quando há aumento na oferta de amônia ou aa no fígado – Jejum ou alimentação hiperproteica METABOLISMO DE PTN • USO DE AA PELAS CÉLULAS INTESTINAIS: • No intestino além se se tornarem fonte energética os aa podem ser utilizados para: • Proteínas estruturais para novas células intestinais • Nucleotídeos • Apoproteínas • Enzimas digestivas • Hr • Compostos nitrogenados METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO INTESTINAL DA GLUTAMINA: • Desenho!!! 01/08/2018 108 METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO INTESTINAL DA GLUTAMINA: • Extensamente degradada pelas células intestinais como fonte de energia • Possui importante efeito trófico (de crescimento) nas células do local; • Auxilia na prevenção da atrofia da mucosa e na prevenção da translocação bacteriana; • Juntamente com a treonina, a glutamina atua na síntese de mucinas • Estima-se que o trato intestinal utiliza 10g de glutamina/dia METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO INTESTINAL DA GLUTAMINA: • No intestino a glutamina que não foi usada como fonte energética pode ser catabolizada para gerar amônia e glutamato • A amônia pode ir para o fígado ou ser usada no próprio intestino para a síntese de carbamoil-fosfato QUE SERÁ USADO NO METABOLISMO INTESTINAL DA ARGININA • O glutamato pode sofrer transaminação e formar α-cetoglutarato - CK • O grupo amina residual é transferido para o piruvato (que está no intestino devido ao metabolismo ma glicose) e forma alanina – que entra na circulação METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO INTESTINAL DO GLUTAMATO: • Desenho!!! METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO INTESTINAL DO GLUTAMATO: • O glutamato obtido pela dieta ou gerado a partir da glutamina no próprio enterócito • Geralmente é transaminado com o piruvato para formar α-cetoglutarato e alanina • O glutamato também pode ser usado na síntese de prolina e se for transaminado com o aspartato forma oxaloacetato e ornitina • O GLUTAMATO Também pode ser usado juntamente com a GLICINA e CISTEÍNA na síntese GLUTATIONA 01/08/2018 109 METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO INTESTINAL DO ASPARTATO: • Aspartato pode sofrer transminação com o α-cetoglutarato ou piruvato para gerar oxaloacetato • Desenho!!!! METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO INTESTINAL DA ARGININA: • 40 % da arginina da alimentação é oxidada nas células intestinais, sendo produzido citrulina e uréia • A citrulina no intestino também pode ser gerada a partir do carbamoil fosfato e ornitina • Esta citrulina é lançada no sangue e recolhida pelos rins, onde é utilizada para síntese de arginina • Desenho!!!! METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO INTESTINAL DA METIONINA E CISTEÍNA: • Também podem ser metabolizados pelas células intestinais • Cerca de 52% da metionina ingerida é metabolizada no lúmen • A cisteína pode ser usada na síntese de glutationa METABOLISMO DE PTN • CATABOLISMO DE AA: REGULAÇÃO • No fígado o excesso de aa pode ser oxidado ou pode gerar intermediários da lipogênese. Os aa que escapam do fígado são usados como substrato energético em outros tecidos. • Esta regulação é feita pelas enzimas envolvidas no catabolismo de aa e é uma regulação muito específica de forma à prevenir o desperdício de aa indispensáveis por meio do catabolismo • A glicose inibe fortemente o catabolismo proteico, talvez em virtude da estimulação da liberação de insulina. Enquanto o glucagon é um potente estimulador da indução de diversas enzimas que catabolizam os aa 01/08/2018 110 METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO NO CICLO JEJUM-ALIMENTADO • Importante... Parte dos aminoácidos presentes na alimentação é transportado ao fígado e outra parte destes aa é metabolizado nas próprias células intestinais • As células intestinais são células de rápida multiplicação e portanto necessitam de N para a síntese de ácidos nucleicos • O fígado é o segundo tecido importante no controle da concentração plasmática de aa METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO NO CICLO JEJUM-ALIMENTADO • Fígado é ineficiente em metabolizar aa de cadeia ramificada (leucina, isoleucina e valina)... Portanto, a metabolização destes aa é feita principalmente no músculo, pois ele tem maior atividade da enzima aminotransferase de aa de cadeia ramificada METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO NO CICLO JEJUM-ALIMENTADO • Em resposta ao JEJUM: • Degradação proteica no organismo; • Aa liberados na circulação; • Aa utilizados para gliconeogênese (60g glicose /dia) • Aa utilizados para oxidação • IMPORTANTE: Se a privação alimentar perdurar por além de alguns dias a taxa de degradação proteica diminuirá rapidamente e a gliconeogênese não fornecerá mais que 15 a 20 g de glicose/dia METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO NO CICLO JEJUM-ALIMENTADO • No início do jejum a gliconeogênese hepática possui grande importância para a manutenção da glicemia e neste caso a gliconeogênese pode ocorrer a partir de glicerol, lactato e aminoácidos.... Onde o ciclo alanina-glicose aparece como importante 01/08/2018 111 METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO NO CICLO JEJUM-ALIMENTADO • Com a continuidade do jejum proteínas podem ser hidrolisadas dentro da própria célula muscular, • Alanina e glutamina são aa que em geral são liberados na circulação para metabolização no fígado e a maioria dos outros aa são metabolizados nas próprias células intestinais, produzindo ou intermediários da gliconeogênese ou mesmo alanina e glutamina • Enquanto isso no intestino as células da mucosa intestinal continuarão precisar aa para síntese de nucleotídeos e removerão em geral cerca de 2/3 dos aa circulantes para este fim • Importante.... Concomitante à gliconeogênese a partir de aa ocorre o ciclo da uréia METABOLISMO DE PTN • METABOLISMO NO CICLO JEJUM-ALIMENTADO • Após o início da realimentação.... Por algum tempo ainda o fígado continuará fazendo gliconeogênese... Até iniciar a glicólise a partir da alimentação.... E posteriormente é que ocorre a novamente a síntese de glicogênio muscular e síntese proteica a partir dos aa ingeridos METABOLISMO DOS MICRONUTRIENTES MICRONUTRIENTES • Desempenham papel vital no metabolismo humano, porque estão envolvidos em quase todas as vias de reações bioquímicas. 01/08/2018 112 METABOLISMO DAS VITAMINAS Prof. Daniela Miotto Bernardi VITAMINAS • Classificação: LIPOSSOLÚVEIS HIDROSSOLÚVEIS Vitamina A (retinol) Complexo B Vitamina D Complexo C Vitamina E Vitamina K Trabalho..... • Em grupo elaborar um panfleto sobre as vitaminas: • Recomendações; • Deficiência • Toxicidade • Informações complementares • Alguns grupos... • Será fornecido o que abordar na divisão • Modelo ao lado... • 1 página • Letra Times New Roman • Margens página: • Superior e inferior 2,5cm • Direita e esquerda 3 cm Nome vitamina (letra tam 40) Recomendações (tamanho letra (20) Deficiência (tamanho letra (20) Toxicidade (tamanho letra (20) Informações complementares (tamanho letra 20) Letra tamanho 12 Montar tabela Letra tamanho 12 Tópicos Letra tamanho 12 Tópicos Letra tamanho 12 Tópicos ou texto Referências - letra 12 Integrantes do grupo (tamanho de letra 12) 01/08/2018 113 VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS “É importante salientar que indivíduos com obstrução biliar, doença hepática, pancreatite, fibrose cística, e dças afins... tem dificuldade na absorção de vitaminas lipossolúveis” - Não é produzida endogenamente, portanto é deve estar presente na alimentação - Termo genérico que refere-se a todos os carotenoides com atividade biológica de vitamina A. - Os retinóides incluem um grupo de compostos naturais e sintéticos, que contém uma estrutura de 20 carbonos com um anel cicloexenil substituído (betaionona) e uma cadeia lateral tetraênica com um grupo hidroxila (retinol) ou um aldeído (retinal) ou um ácido carboxílico (ácidoretinoico) ou um éster (éster de retinila). - Fórmula empírica do retinol C20H30O Vitamina A Vitamina A FUNÇÕES ➢Visão – mais conhecida (grupo prostético das opsinas – ptns retina sensíveis à luz ➢Função moduladora da resposta Imune ➢Função moduladora do crescimento, diferenciação e proliferação celular, ➢Função moduladora na regulação gênica, na reprodução e no desenvolvimento embrionário; ➢Crescimento e desenvolvimento ósseo ➢Conservação e integridade estrutural e funcional dos epitélios ➢Antioxidante Vitamina A 01/08/2018 114 VISÃO - RETINA: Dois tipos de células receptoras: cones e bastonetes. Bastonetes: Visão na luz escassa e ao escuro (visão noturna). Rodopsina: Proteína (opsina) ligada à vitamina A (11cis-retinal), que constitui o grupo prostético da rodopsina. Vitamina A FUNÇÕES FONTES: - Animal: fígado, rim, manteiga, gema de ovo, leite integral, queijo. - Vegetal: folhas verde-escuras, vegetais amarelos, frutas amarelas. - Nos alimentos de origem vegetal a vit. A aparece na forma de seus precursores: carotenoides (alfa, beta e gama-carotenos). - Licopeno e luteína não são precursores. - Estáveis: Calor e a luz. Vitamina A Fontes: Vitamina A IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA Vitamina A ➢O ácido retinóico é inativo na manutenção da reprodução e no ciclo visual, mas promove crescimento e diferenciação celular, ➢O retinol é essencial para a fertilidade dos animais ➢O 11-cis-retinal é essencial para formação de rodopsina (visão) 01/08/2018 115 IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA Vitamina A ➢β-carotenos • Os carotenoides são sempre de origem vegetal; • Sendo lipossolúveis, são absorvidos pelo ID juntamente com outros lipídeos; • Armazenado sobretudo no tecido adiposo, e em menor escala, no fígado. Fonte de carotenoides: a conversão de caroteno em retinol raramente atinge 100% Vitamina A • BIODISPONIBILIDADE DA VITAMINA A: DADOS: Em países desenvolvidos a ingestão de carotenoides representa cerca de 30% da ingestão diária desta vitamina Em países em desenvolvimento a ingestão de carotenoides representa 70% da ingestão diária desta vitamina • “Existe diferença com relação à biodisponibilidade da vitamina A proveniente de alimentos de origem animal, daquela fornecida na forma pró-vitamínica” Vitamina A • BIODISPONIBILIDADE DA VITAMINA A: • A vitamina A proveniente de alimentos de origem animal pode ser facilmente absorvida e estocada no organismo • A biodisponibilidade e a bioconversão da pro-vitamina A (presente nos carotenoides) em vitamina A dependerá de vários fatores tais como: • tipo de preparação, • conteúdo de gordura • matriz alimentar • genética • Em geral a eficiência da conversão de betacaroteno em vitamina A pode variar de 10 a até 28:1 Vitamina A • DIGESTÃO ABSORÇÃO, TRANSPORTE, METABOLISMO E EXCREÇÃO • A vitamina A pré-formada, bem como os retinóides, são substâncias lipossolúveis e portanto dependem da ingestão concomitante de lipídeos para que sejam absorvidos • Primeiro ocorre ruptura mecânica e enzimática da matriz alimentar, liberando as moléculas de ésteres de retinila ou os carotenoides que são incorporados às gotículas de lipídeos em emulsão. • Após a ação das lipases (gástrica, pancreática, fosfolipases) e dos sais biliares, ocorre a formação das micelas com posterior entrada no enterócito. 01/08/2018 116 Vitamina A • DIGESTÃO ABSORÇÃO, TRANSPORTE, METABOLISMO E EXCREÇÃO • O retinol livre em condições fisiológicas é absorvido por difusão facilitada, enquanto que o retinol em concentrações farmacológicas é absorvido por difusão simples. • No enterócito o retinol é reesterificado pela ação da lecitina-retinol acil transferase e é secretado como um componente dos QUILOMÍCRONS • Os quilomícrons entram na circulação, onde exercem sua função de carreadores de TAG e de retinol para os tecidos periféricos, até se tornarem remanescentes de quilomícrons que vão para o fígado Vitamina A • DIGESTÃO ABSORÇÃO, TRANSPORTE, METABOLISMO E EXCREÇÃO • No fígado dois tipos celulares tem importância no metabolismo da vitamina A: • Hepatócitos – também chamadas de células do parêncquima • Células estreladas – também chamadas de células de Ito • Os hepatócitos tem papel central na captação e processamento do retinol, porém quando as reservas hepáticas destas vitaminas estão adequadas ela é armazenada como ester de retinila nas células estreladas • O fígado contém a maior concentração de vitamina A corporal (50 a 80%). O ester predominante de armazenamento é palmitato de retinila. Vitamina A • DIGESTÃO ABSORÇÃO, TRANSPORTE, METABOLISMO E EXCREÇÃO • A mobilização de vitamina A dos estoques hepáticos ocorre por meio da hidrólise do éster de retinila, seguida da associação do retinol com duas proteínas: a RBP4 e TTR, formando assim um complexo chamado retinol- RBP4-TTR. • Na circulação, o retinol-RBP4-TTR é reconhecido pelos receptores celulares, que captam o retinol por endocitose. • O ácido retinoico também pode ser liberado pelo fígado para a circulação ligado a albumina Vitamina A • DIGESTÃO ABSORÇÃO, TRANSPORTE, METABOLISMO E EXCREÇÃO • Após a captação do retinol do complexo retinol-RBP4-TTR a apo-RBP é filtrada nos glomérulos , parte é excretada na urina, porém a maior parte é reabsorvida e catabolizada por hidrolases nos lisossomos • O retinol captado pelos receptores se liga à uma RBP celular, e com exceção da retina, é oxidado à retinaldeído e depois à ácido retinóico EXERCE FUNÇÃO 01/08/2018 117 Vitamina A • DIGESTÃO ABSORÇÃO, TRANSPORTE, METABOLISMO E EXCREÇÃO • β-CAROTENO • O betacaroteno e outros retinoides com atividade pró-vitamina A são absorvidos por difusão simples e por transporte via transportador SR-BI, e hidrolisado no interior da célula da mucosa intestinal, sendo posteriormente complexado à uma proteína chamada CRBP-II, formando o complexo retinol-CRBP-II que é esterificado pela LRAT. • Estes esteres de retinila são secretados pelos enterócitos juntamente com os outros ésteres de retinol da alimentação • A hidrolise do betacaroteno em duas moléculas de retinaldeído, porém a atividade biológica em base molar do betacaroteno é bem menor que do retinol • A maior ou menor absorção do betacaroteno dependerá da integridade da matriz alimentar, do conteúdo de gordura na alimentação, da ingestão de carotenos e da adequação das reservas de vitamina A Vitamina A • DIGESTÃO ABSORÇÃO, TRANSPORTE, METABOLISMO E EXCREÇÃO • β-CAROTENO Ésteres de Retinil (origem animal) ß- caroteno (origem vegetal) Retinol (reprodução) Retinal (visão) Alimento Organismo Armazenamento: fígado (90% das reservas – ésteres de retilila Mucosa intestinal Ácido retinóico (crescimento e diferenciação celular) Vitamina A RESUMINDO: 01/08/2018 118 Anotações da apresentação - A vitamina D é o hormônio mais antigo que se tem conhecimento, os primeiros registros de sua presença datam de mais de 750 milhões de anos em Fitoplânctons do mar Sargaço; - A importância evolutiva está relacionada à extinção dos dinossauros após a queda de um meteoro – nuvem de poeira – ausência de exposição solar – deficiência de vitamina D - Em humanos passou à ter grande importância após a revolução industrial – redução da exposição solar, especialmente das crianças – resultado foi raquitismo em cerca de 80 a 90% das crianças da época. Vitamina D - No início século XX foi comprovada a eficácia da exposição ao sol no combate à deficiência à vitamina D - Atualmente a deficiência de vitamina D é bastante prevalente na população; - Além do raquitismo a deficiência de Vitamina D é fator de risco para distúrbios ósseos, doenças auto imunes, síndrome metabólica e câncer Vitamina D - Esteroides com atividades biológica de colecalciferol: D2 - Ergocalciferol D3 – Colecalciferol - Precursor da síntese de colecalciferol é o 7-dehidrocolesterol - O colecalciferol é convertido em 25-hidroxicolicalciferol (calcidiol) no fígado - Sua forma fisiologicamente ativa é o 1,25 dihidroxicolicalciferol(hormônio calcitriol) que é produzido nos rins Vitamina D 01/08/2018 119 - FUNÇÕES ❖Essencial papel no metabolismo ósseo: ❖Reabsorção de Ca e P nos rins. ❖Transporte ativo Ca no intestino. ❖Formação dos dentes; ❖Regula o metabolismo do fósforo. ❖“Homeostase do cálcio e fósforo” Vitamina D Vitamina D FONTES • Gema de ovo, fígado, manteiga, óleo de peixes (bacalhau e atum), sardinha, atum, salmão • Alimentos fortificados. • Exposição da pele aos raios ultravioleta. Vitamina D BIODISPONIBILIDADE VitD ALIMENTAR • De forma geral a Vitamina D alimentar é biodisponível durante as diferentes fases da vida, entretanto, devido à sua lipossolubilidade, pode ter sua absorção reduzida quando a ingestão de lipídeos é insuficiente, bem como em condições patológicas que prejudicam a sua absorção (ex. pancreatite) Vitamina D SÍNTESE CUTÂNEA DE VitD • A síntese cutânea de Vitamina D é menor quando há o impedimento da exposição da pele à radiação solar, principalmente pelo uso de roupas e protetores solares. • Com o avançar da idade diminui a síntese do precursor cutâneo de vitamina D na pele. A concentração sérica é em idosos é 30% a de indivíduos jovens. 01/08/2018 120 METABOLISMO Raios solares Na pele: 7- deidrocolesterol Nos alimentos Pré vitamina D3 25-hidroxi-D3 (25-hidroxicolecalciferol) Vitamina D3 (forma inativa) RINS 2ª Hidroxilação FÍGADO 1ª Hidroxilação 1,25 –dihidroxi-D3 (1,25-dihidroxicolecalciferol) Vitamina D FORMA ATIVA Raios solares METABOLISMO Vitamina D METABOLISMO Vitamina D • CONSIDERAÇÕES SOBRE O METABOLISMO DA VIT D: • Após a ingestão de alimentos fontes ou fortificados com vitamina D, de suplementos ou até mesmo após a exposição ao sol, a vitamina D3 se liga à uma ptn transportadora e é transportada até o fígado onde ocorre a primeira hidroxilação da molécula sua conversão à 25- hidroxicolecalciferol. • O 25-hidroxicolecalciferol é inativo biologicamente. Serve apenas como marcador da ingestão alimentar ou da biossíntese após exposição solar • Após a primeira etapa de metabolização hepática, ocorre a segunda hidroxilação (principalmente nos rins) e então a formação 1-25-dihidroxicolecalciferol que é a forma ATIVA da Vitamina D METABOLISMO Vitamina D • CONSIDERAÇÕES SOBRE O METABOLISMO DA VIT D: • A formação de 1-25-dihidroxicolecalciferol é muito bem regulada pelas concentrações séricas de cálcio e fósforo, assim como, pela concentração do paratormônio (PTH- produzido na glândula da paratireóide) . • Importante: a hidroxilação também pode acontecer na posição 24 e acredita-se que este metabólito seja formado para degradar o excesso de 25-hidroxicolecalciferol, prevenindo assim um estado de toxicidade 01/08/2018 121 FUNÇÕES [1-25-dihidroxicolecalciferol ou 1,25 (OH)2 D3]: • Manutenção da [ ] plasmática de Ca e P → Vit. D + PTH: • ↑ Reabsorção de Ca e P nos rins • ↑ Absorção intestinal Ca e P ( 20 a 30 % a + de 80%) • ↑ Reabsorção óssea Vitamina D Anotações da apresentação Vitamina E • A vitamina E foi descoberta em 1922 por Evans e Bishop, após observarem que ratas gravidas apresentavam falhas reprodutivas quando alimentadas com certos fatores nutricionais conhecidos até então. As falhas reprodutivas eram corrigidas a partir da suplementação com dieta contendo gérmen de trigo ou alfafa. • O primeiro nome foi “fator X antiesterilidade” • Depois foi chamada de vitamina E, porque foi descoberta depois da Vit D. 01/08/2018 122 Vitamina E • Em 1936 a substância lipossolúvel foi isolada a partir do gérmen e recebeu o nome de tocoferol Do grego “tokos = parto pherein = produzir sulfixo ol = álcool” • Em 1937 foram isolados os beta e gama tocoferol. Em 1947 foi isolado o delta tocoferol. Em seguida foram identificados 4 tocotrienóis de ocorrência natural (alfa, beta, gama e delta tocotrienóis) • O termo Vitamina E é usado para os grupos derivados de tocoferóis e tocotrienóis que tem atividade desta vitamina, sendo o alfa-tocoferol o mais bioativo. Vitamina E • Para que um composto tenha atividade de Vitamina E ele deve conter um anel duplo (núcleo cromanol), com o C6 ligado á um hidroxil e C2 um grupo metil, além de uma cadeia lateral de 16C. • Os tocoferóis possuem cadeia lateral saturada. Os tocotrienóis possuem cadeia lateral insaturada. Vitamina E ✓FUNÇÕES: ✓Função antioxidante ✓ Impede a oxidação da vitamina A ✓Ajuda a prevenir a oxidação de PUFAS, especialmente dos fosfolipídeos das membranas celulares ✓Componente de estabilização de membranas – atividade antioxidante ✓Proteção da saúde em condições que envolvem o stress oxidativo: envelhecimento, câncer, DC, catarata DM, exercício, infecção, dça inflamatória, tabagismo etc ✓Inibe atividade da ptn quinase C que está envolvida em processos inflamatórios ✓Diminuição da proliferação de células do músculo liso e potencializa a síntese de prostaciclinas que são vasodilatadoras e inibidoras da agregação plaquetária, podendo inibir proliferação de citocinas inflamatórias Vitamina E ✓FONTES: • BIODISPONIBILIDADE: • A eficiência da absorção diminui com o aumento do consumo • A ingestão de lipídios (especialmente de AG de cadeia média) auxilia na absorção • A ingestão de PUFA diminui a absorção 01/08/2018 123 Vitamina E • DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO: • São necessários mais estudos; • Sabe-se que os mesmos processos necessários para a digestão e absorção de gorduras também se aplicam para a Vitamina E. • Acredita-se que todas as formas de vitamina E possam ser absorvidas nos enterócitos, porém pesquisas têm mostrado que existe uma seletividade. • Apenas 20 a 40% dos alfa-tocoferol ingerido é absorvido • A eficiência da absorção depende da quantidade de gordura ingerida e da quantidade no lúmen intestinal • A ausência/redução de secreções biliares ou pancreáticas resulta na redução da absorção de vitamina E Vitamina E • DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO: • Dentro do enterócito a vitamina E combina-se com outros lipídeos e com as apolipoproteínas para formar os quilomícrons. • Ao chegar na circulação os quilomícrons sobrem ação da lipase lipoproteica, liberando portanto, parte dos TAG e também da Vitamina E nos tecidos. • A vitamina E é levada ao fígado como remanescente de qulomicron. Parte da vitamina remanescente é incorporada em outras lipoproteínas HDL e também VLDL, sendo este um processo seletivo que depende do grau de afinidade das moléculas • “Acredita-se que o transporte da vitamina E nos enterócitos seja menos eficiente que o de lipídios” Vitamina E • DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO: • O fígado é o responsável pelo controle da liberação de vitamina E no plasma, e diferentemente de outras vitaminas lipossolúveis, o excesso de vitamina E não é acumulada neste órgão, mas sim metabolizado e excretado pela bile. • A maior via de excreção de vitamina É pelas fezes. Urina, pele e glândulas sebáceas também fazem a excreção desta vitamina. • Alguns autores sugerem que a maior concentração de vitamina E no organismo humano encontra-se no tecido adiposo. Porém também pode estar presente no músculo. 01/08/2018 124 Anotações da apresentação Vitamina K • É uma vitamina lipossolúvel que ocorre em duas formas naturais biologicamente ativas: • K1- filoquinona • K2 - menaquinona (bactéria) • Existe também um forma sintética: • K3 - menadiona (sintética 2x mais ativo) Vitamina K • IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA E FUNÇÕES • O papel bioquímico mais conhecido desta vitamina é o de atuar como cofator para a carboxilação e dela dependentes que catalisam a conversão do ácido glutâmico (Glu) em em ácido carboxiglutâmico (Gla) • A reação de carboxilação capacita as proteínas de coagulação à se ligarem ao cálcio, permitindo a interação entre fosfolipídeos da membrana de plaquetas e de células endoteliais, possibilitando uma coagulação sanguínea normal • Na coagulação ocorre transformação do fibrinogênio em fibrina insolúvel, e isso tem interferência deuma enzima proteolítica (trombina) que é originada a partir da protrombina, por meio de fatores dependentes de vitamina K • ... Portanto, efeito na síntese e ativação de protrombina e de várias outras proteínas relacionadas à coagulação. Vitamina K • IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA E FUNÇÕES • Importância no metabolismo de proteínas dos ossos (osteocalcina) • A síntese de osteocalcina é regulada pela 1,25-di-hidroxivitamina D, porém a capacidade de ligação de minerais nesta proteína é dependente da gama- carboxilação que é dependente de vitamina K. • A osteocalcina carboxilada está associada à saúde do esqueleto • O baixo consumo de vitamina K está associado à maior risco de fratura de ossos em idosos e aumento do metabolismo ósseo em meninas • Estudos recentes mostram efeito da vitamina K sobre: doenças cardiovasculares, saúde óssea, distúrbios metabólicos e câncer. 01/08/2018 125 Vitamina K FONTES: • Vegetais folhosos verde escuro, repolho, tomate, leguminosas, óleo vegetais, leite de vaca, queijo, gema e fígado. • A concentração nos alimentos é dependente de condições solo, clima, área geográfica...etc • Absorção é menos eficiente em fontes de folhas verdes que em alimentos processados • Síntese pelas bactérias intestinais. ABSORÇÃO, TRANSPORTE E METABOLISMO Excreção: Via biliar → fezes Urina Intestino (filoquinona) Sistema Linfático Fígado (remanescente de QM) Lipoproteínas (VLDL) Vitamina K Absorvida ativamente no ID, durante a digestão de LIPs. Taxa de absorção: 20 a 70%. Transportada ao fígado em quilomícron e em todas as frações de outras lipoproteínas (em particular VLDL). ABSORÇÃO, TRANSPORTE E METABOLISMO Vitamina K • Fatores não alimentares como idade, gênero, menopausa podem afetar o metabolismo da vitamina K • Estudos sugerem que o transporte de vit K nos tecidos não é uniforme • A menadiona (sintética) é principalmente absorvida pelo sistema porta, podendo uma pequena parte ser absorvida e transportada pelos quilomícrons • Existe uma ampla discussão em relação à absorção da vitamina K produzida pelas bactérias intestinais – a maioria dos trabalhos não confirmou esta absorção Anotações da apresentação 01/08/2018 126 VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS • Compreendem 8 vitaminas do complexo B + o Ácido ascórbico • Atuam juntas no metabolismo de energia • São solúveis em água, portanto a maioria não pode ser armazenada no organismo em quantidades significativas. VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) • A história : • Relatos antigos mostram que em 1515a.C os egípcios já tinham relato desta doença • Os gregos e romanos tiveram suas forças militares dizimadas por esta doença • Na idade média o escorbuto tornou-se epidêmico • No sec XVIII as longas viagens marítimas provocaram aumento significativo da doença • James Lind, médico escocês, foi o primeiro a concluir que o consumo de frutas poderia prevenir o escorbuto e em 1783 estes resultados foram publicados O escorbuto é uma doença que tem como primeiros sintomas hemorragias nas gengivas, dores nas articulações, feridas que não cicatrizam, além de desestabilização dos dentes. É provocada pela carência grave de vitamina C na dieta. VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) • A historia : • 1928 Albert von Szent-Gyorgyi isolou o composto • 1933 Hist e Haworth descreveram a estrutura química. E Reichstein et al. publicaram a forma de sintetizar quimicamente estes compostos – base da produção industrial de Vitamina C até hoje • Linus Pauling 1970, ganhador do prêmio Nobel, popularizou o ácido ascórbico – altas doses para o combate a gripes, resfriados e outras viroses VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) • A maioria das plantas e dos animais é capaz de sintetizar vitamina C a partir da D-glicose e da D-galactose • Muitos mamíferos são capazes de sintetizar vitamina C no fígado a partir da glicose... porém.... Os seres humanos e os primata tem ausência na enzimaL-gulonolactona oxidase e portanto não são capazes de sintetizar vitamina C.... processo evolutivo.... https://pt.wikipedia.org/wiki/Doen%C3%A7a https://pt.wikipedia.org/wiki/Hemorragia https://pt.wikipedia.org/wiki/Gengiva https://pt.wikipedia.org/wiki/Articula%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Cicatriza%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Dente https://pt.wikipedia.org/wiki/Hipovitaminose 01/08/2018 127 ➢ A vitamina C é encontrada na natureza sob duas formas, sendo ambas... ➢Forma reduzida: ácido ascórbico ➢ Forma oxidada: ácido deidroascórbico FISIOLOGICAMENTE ATIVAS... VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) Menos difundida em compostos naturais VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) FONTES: ESTABILIDADE Sensível: calor, oxidação, luz, pH alcalino e armazenamento. ABSORÇÃO ➢80 – 90% da ingestão oral ➢ID (Transporte Ativo) sangue tecidos. ➢Doses de 30 a 60 mg 80 a 90 % da absorção ➢Saturação absorção (2 a 3 g/dia) ~15% de absorção ➢Importante: ainda são necessários mais estudos sobre a absorção desta vitamina ➢A absorção começa na mucosa bucal, mas é mais intensa no ID. ➢Após entrar nas células intestinais o ácido ascórbico vai em direção à veias mesentéricas e às células tubulares renais onde é reabsorvida pela circulação VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) TRANSPORTE: ¾ na forma livre e ¼ ligado à proteínas. ARMAZENAMENTO: fígado, baço, cérebro, pâncreas, rim supra-renal e pituitária. TAXA DE UTILIZAÇÃO: pode ser afetada pela concentração, variação na atividade dos transportadores, taxa de reciclagem, eficiência enzimática, presença ou ausência de condições que possam acelerar sua utilização, tais como o stress oxidativo. Ex. Tabagismo ESTOQUES CORPORAIS: - 3000 mg (ingestão > 200 mg/dia) - 1500 mg (ingestão 60 a 100 mg/dia) EXCREÇÃO: Rim é o principal órgão excretor → urina (oxalato, ác. deidroascórbico). VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) 01/08/2018 128 FUNÇÕES “em muitas reações de biossíntese atua na hidroxilação. Na maioria destas reações o ascorbato fonece elétrons às enzimas para estas desempenharem suas funções” ➢Formação de colágeno (prolina formando hidroxiprolina e lisina formando hidroxilisina). ➢facilita a absorção Fe não heme (Fe+++ Fe++) ➢25-75 mg vit. C/dia = absorção de Fe aumenta 2 a 4X ➢pode participar em reações de desaminação de proteínas. ➢Hidroxilação de dopamina noroepinefrina. ➢Previne redução do nitrito nitrosamina ➢ Associada a resposta imune ➢Envolvida na síntese da carnitina; VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) cicatrização influencia o humor, ansiedade, sono e alimentação junto com a Serotonina, Dopamina e Adrenalina. FUNÇÕES - estudos recentes ➢Efeito antioxidante – no sangue e em lipídios plasmáticos ➢Estudos revelam efeito pró-oxidante – in vitro ➢Efeito no controle de células cancerosas: ➢Regulação na produção de IL-8 ➢Efeito antitumoral exercido pelo colágeno ➢Efeito pro-oxidante no tumor - ↓crescimento ➢Acelera o metabolismo oxidativo – não deixa glicose disponível para o tumor VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) FUNÇÕES - estudos recentes ➢Aumenta vasodilatação do endotélio – efeito positivo no controle da aterosclerose, hipercolesterolemia, HAS ➢Mitocôndrias de humanos tem alta concentração de Vit C ➢Efeito protetor de dano oxidativo ➢Proteção do genoma mitocondrial ➢Efeitos na DM tipo 2 DCV permanece controverso .... Estudos prospectivos não comprovaram o efeito protetor VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) Anotações da apresentação https://pt.wikipedia.org/wiki/Serotonina https://pt.wikipedia.org/wiki/Dopamina https://pt.wikipedia.org/wiki/Adrenalina 01/08/2018 129 TIAMINA (VITAMINA B1) • Tiamina foi descoberta no início do sec XX. Em 1934 do químico Williams determinou a estrutura química • Os primeiros relatos de deficiência de tiamina foram feitos por médicos chineses em 2700a.C - Beribéri • Achavam que estava relacionado ao consumo do arroz • Mais tarde foi feita a associação de que após o polimento era perdida a tiamina Anel pirimídico com grupamento aminaAnel tiazol Ponte metileno Beriberi resulta em fraqueza muscular, problemas gastrointestinais,problemas respiratórios e problemas cardiovasculares. FONTES: ➢ Carnes (suína), vísceras (fígado, rins e coração), gema de ovo, grãos integrais → cereais não refinados, amendoim e leguminosas e farinhas enriquecidas. ESTABILIDADE: ➢ Instável: calor, álcali, O2, sulfito TIAMINA (VITAMINA B1) ❖ Absorção no duodeno. ❖Absorção principalmente por transporte ativo, porém em caso de saturação (concentrações superiores à 2µM) a absorção ocorre por transporte passivo ❖Após a absorção é transportada até o fígado pelo sangue portal ❖ Reservas orgânicas: músculo esquelético (50%), coração, fígado, rins e sistema nervoso. ❖ Excreção: Urinária, quando em excesso ❖Maior ingestão de CHOs: > requerimento de tiamina. ABSORÇÃO, ARMAZENAMENTO E EXCREÇÃO TIAMINA (VITAMINA B1) • Tiamina + fósforo = Tiamina pirofosfato (TPP) = COENZIMA • Transmissão de impulsos nervosos. • Coenzima de sistemas enzimáticos: • Piruvato Acetil-CoA • Alfa-cetoglutarato Succinil-CoA • Descarboxilação oxidativa de alfa-cetoácidos. FUNÇÕES TIAMINA (VITAMINA B1) 01/08/2018 130 Anotações da apresentação RIBOFLAVINA (VITAMINA B2) • No século XIX foi descoberta, como um composto fluorescente do soro de leite e não havia nenhuma associação com sua propriedade vitamínica • Em 1938 foi demonstrado a sua ação como coenzima 01/08/2018 131 RIBOFLAVINA (VITAMINA B2) • ESTRUTURA QUÍMICA FONTES Leite e derivados, carnes, vísceras, ovos, vegetais verdes folhosos e cereais fortificados. ESTABILIDADE: Instável: Luz ultravioleta e álcali. RIBOFLAVINA (VITAMINA B2) RIBOFLAVINA (VITAMINA B2) ABSORÇÃO E TRANSPORTE • É absorvida no ID, principalmente no jejuno. • O receptor de riboflavina é saturável em concentrações superiores à 25mg • Aparentemente os sais biliares facilitam a absorção • O intestino grosso também colabora com a captação desta vitamina, sendo que a maior parte do que é absorvido no cólon foi produzido no local pela microflora, sendo que o consumo de vegetais estimula a produção • No sangue, a riboflavina liga-se à albumina para ser transportada. • No citosol das células a riboflavina é convertida em FMN e depois em FAD 01/08/2018 132 RIBOFLAVINA (VITAMINA B2) ARMAZENAMENTO Assim como as demais vitaminas hidro a riboflavina é pouco armazenada pelo organismo, sendo o principal estoque o fígado EXCREÇÃO Urina IMPORTANCIA BIOQUÍMICA E FISIOLÓGICA • Síntese de coenzimas que atuam no processo de oxi-redução: metabolismo de CHOs, PTNs e LIPs. • Flavoproteínas → coenzimas (FMN, FAD). RIBOFLAVINA (VITAMINA B2) Anotações da apresentação NIACINA (VITAMINA B3) • Termo usado para denominar o ácido nicotínico (AN) e a nicotinamida (NE). • o ÁCIDO NICOTÍNICO foi descoberto em 1867 como produto da oxidação da nicotina – nenhuma relação com nutrição naquele momento • Em 1935 a niacina foi descoberta como componente da nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADP) 01/08/2018 133 NIACINA (VITAMINA B3) • FUNÇÃO: Síntese de coenzimas que atuam no processo de oxi- redução: metabolismo de CHOs, PTNs e LIPs. • NAD/NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo) → reações catabólicas. • NADP/NADPH (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato) → reações biossintéticas. • Pode ser produzida a partir do triptofano: 60 mg de triptofano = 1 mg niacina FONTES: • Carnes, peixe, aves, fígado, leguminosas, cereais integrais, amendoim, levedura de cerveja e alguns cereais enriquecidos. • Sintetizadas por bactérias do TGI. ESTABILIDADE: • Estáveis em solução com temperaturas 120oC, luz, ar, ácidos e álcalis. NIACINA (VITAMINA B3) ABSORÇÃO: A niacina e nicotinamida são absorvidas por difusão simples na mucosa intestinal Os MO da mucosa são de grande importância para a absorção da niacina A captação da niacina nos tecidos ocorre por mecanismo diferente da absorção O metabolismo do NAD e NADP ocorre no fígado e os metabolitos excretados na urina EXCREÇÃO: N'metil-nicotinamida na urina. NIACINA (VITAMINA B3) NA: Ac Nicotínico NMN: Nicotinamida mononucleotídeo NE: nicotinamida 01/08/2018 134 Anotações da apresentação ÁCIDO PANTOTÊNICO (VITAMINA B5) • O ácido pantotênico tem seu nome derivado do grego patothen que significa “por toda parte” • 1933 foi identificado como um nutriente essencial para leveduras • 1946 descobriu-se que esta vitamina fazia parte da estrutura da coenzima A (CoA) • 1953 publicou-se a estrutura química e no ano seguinte a essencialidade desta vitamina para humanos foi confirmada • Mamíferos não são capazes de sintetizar esta vitamina. Plantas bactérias sintetizam – importância da flora intestinal ÁCIDO PANTOTÊNICO (VITAMINA B5) ÁCIDO PANTOTÊNICO (VITAMINA B5) ✓FUNÇÕES: ✓Componente da coenzima A (CoA) ✓Desempenha papel no metabolismo de carboidratos, proteínas e lipídios: ✓Glicólise ✓Ciclo de Krebs ✓Biossíntese de AG ✓Participa da estrutura da proteína careadora de acila (ACP) – AG acil ACP ✓Beta-oxidação ✓Degradação de aa – 7 são convertidos em Acetil-Coa e 4 em succinil-Coa ✓Biossíntese de esteróis - colesterol ✓Envolvido na síntese do neurotransmissor acetilcolina. 01/08/2018 135 ÁCIDO PANTOTÊNICO (VITAMINA B5) ✓FONTES: As fontes alimentares estão na forma de fosfopanteína e de acetil-CoA ÁCIDO PANTOTÊNICO (VITAMINA B5) • DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO • No lúmen intestinal, tanto a fosfopanteína como o acetil-CoA, são hidrolisados à ácido pantotênico, por meio da ação de fosfatases e panteinases secretadas pela mucosa; • O ácido pantotênico atravessa a membrana do enterócitos por meio de um transportador específico e dependente de sódio, sendo a expressão deste transportador principalmente no jejuno. Em altas quantidades também pode ser absorvido no intestino delgado por difusão simples. • Após passar o enterócito o ácido pantotênico entra na corrente sanguínea e é distribuído para os tecidos na forma livre • A entrada de ácido pantotênico nos tecidos ocorre pelo mesmo transportador expresso nas células intestinais ÁCIDO PANTOTÊNICO (VITAMINA B5) • DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO • A maior concentração de CoA é encontrada no fígado, nas glândulas adrenais, nos rins, cérebro, coração e testículos – principalmente nas MITOCÔNDRIAS • IMPORTANTE: A concentração de CoA nos tecidos parece não ser afetada pela deficiência da vitamina e isso se deve à mecanismos de conservação • IMPORTANTE: A síntese de CoA a partir de ácido pantotênico ocorre no lado citosólico da membrana mitocondrial ÁCIDO PANTOTÊNICO (VITAMINA B5) • DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO 01/08/2018 136 ÁCIDO PANTOTÊNICO (VITAMINA B5) • DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO • Quando há altas concentrações de ácido pantotênico no plasma ocorre secreção desta vitamina nos túbulos renais. E quando necessário ocorre reabsorção tubular para manter as concentrações plasmáticas desta vitamina • A excreção de CoA ocorre pela via urinária. E o ácido pantotênico é excretado de forma intacta Mecanismo regulatório Anotações da apresentação BIOTINA (VITAMINA H) • 1901 foi identificado como um fator essencial para algumas leveduras • 1927 Boas relatou sua importância para mamíferos – animais alimentados com clara de ovo crua desenvolviam dermatite, perda de pelo e disfunção neuromuscular • Isso acontece porque na clara de ovo crua tem a ptn avidina que complexa a biotina tornando-a imbiodisponível. A desnaturação térmica desta proteína resolve este problema • 1936 foi isolado e caracterizada esta vitamina • 1942 foi proposta a estrutura química da biotina 01/08/2018 137 BIOTINA (VITAMINA H) Ureído – derivado da ureia Anel cíclico Anel tetratiofeno Ácido valérico BIOTINA (VITAMINA H) ✓FONTES: Carnes vermelhas ✓Nos alimentos, ocorre na forma livre, mas também ligada a proteínas, em especial nos produtos de origem animal; ✓A microflora bacteriana sintetiza e libera uma quantidade importante de biotina livre no lúmen intestinal, porém a contribuição desta biotina para as reservas corporais não estáclara BIOTINA (VITAMINA H) ✓FUNÇÕES: ✓Os efeitos bioquímicos da biotina baseiam-se na sua função como coenzima de carboxilases ▪ Gliconeogênese ▪ Metabolismo de AG ▪ Catabolismo de aa Piruvato → Oxalacetato Acetil CoA → Metilmalonil CoA Acetil CoA → Malonil-CoALeucina Acetil-CoA Propionil CoA Metilmalonil-CoA Succinil- CoA Catabolismo de isoleucina, metionina, treonina, valina Catabolismo do Colesterol, AG de cadeia ímpar Enzima MCC Enzima PCC IMPORTANTE: - Pode haver deficiência genética na produção das enzimas MCC e PCC Biotina Biotina Biotina Biotina Biotina B12 01/08/2018 138 BIOTINA (VITAMINA H) ✓FUNÇÕES: ▪ Sinalização celular ▪ Expressão gênica ▪ Feto: ▪ essencial para a formação fetal, sua alta concentração a partir do 3 trimestre confirma transporte placentário existente BIOTINA (VITAMINA H) DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO ✓Na maioria dos alimentos ela fica na forma ligada com polipeptídeos. Para ser absorvida ela precisa der digerida à biotina livre por certas proteases ✓A BTD é uma enzima envolvida nesta digestão e pode ser deficiente devido à um problema genético. Isso provocará comprometimento a absorção intestinal da biotina ✓Em baixas concentrações a absorção da biotina para o enterócitos ocorre por um transportador sódio-dependente (mesmo utilizado pelo ácido pantotênico. Em presença de altas concentrações há predomínio da absorção por difusão passiva ✓O maior local de absorção parece ser no jejuno, seguido do íleo BIOTINA (VITAMINA H) DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABOLISMO E EXCREÇÃO ✓A saída da biotina do enterócito para a circulação. Ocorre por um transportador que pode ter seu efeito reduzido pela ingestão de álcool e também por consumo de medicamentos anticonvulsivantes ✓A entrada da biotina nos tecidos ocorre pelo mesmo tipo de transportador que faz a entrada dela no enterócitos ✓O fígado é o principal órgão de metabolização da biotina e o rim desempenha papel fundamental em sua homeostase ✓No tecido a conversão de biotina para coenzima ativa depende da disponibilidade de magnésio e de ATP ✓A excreção é feita via renal e em menor quantidade via biliar Anotações da apresentação 01/08/2018 139 PIRIDOXINA (VITAMINA B6) • Identificada em 1932, por Ohdake. O pesquisador tentava isolar a B1 do arroz polido e acabou isolando a B6 • 1933 foi feita a descrição da fórmula química desta vitamina, que pela semelhança com a pirimidina foi chamada de PIRIDOXINA PIRIDOXINA (VITAMINA B6) Termo coletivo para todas formas com efeito de vitamina: piridoxol ou piridoxina (PN), aldeído piridoxal (PL) e a amina piridoxamina (PM). Anel de pirimidina Forma BIOATIVA Todas são convertidas enzimaticamente à este composto PIRIDOXINA (VITAMINA B6) ESTABILIDADE ➢Sensível a álcali, a luz e radiação ultravioleta. FONTES Carnes vermelhas, peixe, frango, cereais fortificados, fígado, ovo, leite de vaca, germe de trigo, frutas e sucos não cítricos. Bactérias podem sintetizar B6. PIRIDOXINA (VITAMINA B6) ✓FUNÇÕES ✓Atua como cofator de mais de 60 enzimas em processos como: • Metabolismo de aminoácidos atua nas reações de: • Desaminação • Transaminação • Transulfuração – especificamente cisteína • Metabolismo de carboidratos: • Necessária à glicogenólise – enzima glicogênio fosforilase • Metabolismo de lipídios: • Ainda não está bem elucidado.....a deficiência desta vitamina em animais se correlacionou com alteração da conversão de alfa-linolênico em EPA e DHA • Atua como cofator de enzimas responsáveis pela síntese de fosfolipídeos 01/08/2018 140 PIRIDOXINA (VITAMINA B6) ✓FUNÇÕES ✓Atua como cofator de mais de 60 enzimas em processos como: • Conversão de triptofano em niacina • Reações de descarboxilação de enzimas necessárias para síntese de serotonina, noradrenalina e histamina • Formação do heme de ptn transportadoras de ferro: hemoglobina e mioglobina • Função imunológica – relacionada à síntese de aa e por sua vez de anticorpos e citocinas • Atividade antioxidante semelhante aos tocoferóis e carotenoides PIRIDOXINA (VITAMINA B6) • ABSORÇÃO METABOLISMO E EXCREÇÃO • Consumo de medicamentos para aumentar o pH intestinal, pode prejudicar a biodisponibilidade desta vitamina • A absorção ocorre principalmente no jejuno, com a hidrolise das formas fosforiladas e entram por difusão passiva no enterócitos. • Ao passarem para circulação são transportados ligados a albumina (principalmente) e também à hemoglobina. • As formas fosforiladas da vitamina ficam dentro das células PIRIDOXINA (VITAMINA B6) • ABSORÇÃO METABOLISMO E EXCREÇÃO • O fígado é o principal órgão de destino da B6 pós absorção, embora outros tecidos também possam captar. • O tecido muscular é a maior fonte de armazenamento (80%), sempre ligada glicogênio fosforilase • O piridoxal-fosfato remanescente das células é convertido em ácido 4- piridóxico e é liberado na circulação e excretado pela urina (pincipalmente) e em alguns casos nas fezes. Anotações da apresentação 01/08/2018 141 COBALAMINA (VITAMINA B12) ✓Em 1948 foi isolada por Smith ✓Em 1956 Hodgkin descreveu sua estrutura química ✓Micronutriente essencial sintetizado apenas por MO ✓Termoestável, porém fotossensível COBALAMINA (VITAMINA B12) • Vitamina de estrutura química mais complexa, possui • 1 átomo central de Cobalto, circundados por um anel tretrapirólico • 1 grupo nucleotídico com 1 Ribose fosforilada Grupo cobalamina COBALAMINA (VITAMINA B12) FONTES: COBALAMINA (VITAMINA B12) FUNÇÕES: ✓Envolvida no metabolismo de ácidos nucleicos e com transferência de grupo metil, pois é Cofator de duas enzimas: ✓Metionina sintetase ✓ Enzima chave no metabolismo do folato ✓ Deficiência de B12, resulta em deficiência de folato ✓ Deficiência de B12 resulta em redução de SAM ✓L-metil malonil coA mutase Propionil CoA Metilmalonil-CoA Succinil-CoA Catabolismo de isoleucina, metionina, treonina, valina Catabolismo do Colesterol, AG de cadeia ímpar Enzima PCC Biotina B12 L-metil malonil coA mutaseÁcido metilmalônico Ácido propiônico A ausência de B12 resulta na produção de.... ↑ acidose metabólica (S-adenosil-metionina) SAM: essencial na síntese de poliaminas e reações de transmielação 01/08/2018 142 COBALAMINA (VITAMINA B12) FUNÇÕES: ✓Importante na formação da bainha de mielina que envolve as fibras nervosas: ✓Porque????? “Pq a B12 está envolvida na síntese de SAM, e o SAM é que está envolvido nas reações de transmielação necessários no processo de síntese e manutenção da bainha de mielina” • “o resultado da deficiência de B12 está relacionado à problemas de mielinização e de neurotransmissão, podendo resultar em encefalopatia e mielopatia COBALAMINA (VITAMINA B12) FUNÇÕES: ✓Envolvida no metabolismo de ácidos nucleicos e com transferência de grupo metil, pois é Cofator de duas enzimas: ✓Metionina sintetase ✓ Enzima chave no metabolismo do folato ✓ Deficiência de B12, resulta em deficiência de folato ✓ Deficiência de B12 resulta em redução de SAM ✓L-metil malonil coA mutase Propionil CoA Metilmalonil-CoA Succinil-CoA Catabolismo de isoleucina, metionina, treonina, valina Catabolismo do Colesterol, AG de cadeia ímpar Enzima PCC Biotina B12 L-metil malonil coA mutaseÁcido metilmalônico Ácido propiônico A ausência de B12 resulta na produção de.... ↑ acidose metabólica (S-adenosil-metionina) SAM: essencial na síntese de poliaminas e reações de transmielação ABSORÇÃO E TRANSPORTE • ~ 50% é absorvida • Esta vitamina de origem alimentar está associada à ptns, • No estomago sua liberação é dependente da secreção ácida e da pepsina • A B12 livre se liga à glicoproteínas salivar e do estômago – protegem a B12 da desnaturação química. No duodeno o complexo se desfaz e a B12 de liga então ao Fator intrínseco (FI). O complexo B12+FI é reconhecido por receptores específicos do ÍLEO e então é absorvida por endocitose • Depois de ser absorvida, ela se separa do FI e se liga à transportadores que distribuirão B12 nos tecidos,sendo que a entrada nas células ocorrerá por endocitose COBALAMINA (VITAMINA B12) ABSORÇÃO E TRANSPORTE • Dentro das células ela atuará sobre as enzimas citadas anteriormente • Armazenada: fígado (50 a 90%) • Será excretado tanto o que não foi absorvido como a B12 produzida pelas bactérias intestinais EXCREÇÃO: bile vesícula biliar intestino urina COBALAMINA (VITAMINA B12) 01/08/2018 143 Anotações da apresentação ➢O Ácido Fólico ou vitamina B-9 foi descoberto em 1918 pelo químico Benjamim Linus ➢Sua importância foi em humanos foi relatada quando verificou-se que a anemia gestacional podia ser tratada com extrato de levedura. ➢Abundante nas folhas verdes (daí o nome fólico). ➢Folato é um termo genérico para os compostos que têm atividade vitamínica similar a do ácido pteroilglutâmico e é a forma da vitamina naturalmente encontrada nos alimentos. ➢Ácido fólico é a forma sintética do folato, encontrada em suplementos vitamínicos e alimentos fortificados. FOLATO/ÁCIDO FÓLICO (B9) ➢Conhecido por ácido pteroilglutâmico. ➢Encontra-se na forma de poliglutamato e N-5-metil THF FOLATO/ÁCIDO FÓLICO (B9) Pteridina Ácido p-aminobenzoico Ácido glutâmico 01/08/2018 144 ESTABILIDADE ➢Instável ao calor e oxigênio FONTES ➢Folhas verdes, fígado, carnes, peixes, cereais fortificados, leguminosas, frutas cítricas e cereais fortificados. FOLATO/ÁCIDO FÓLICO (B9) FOLATO/ÁCIDO FÓLICO (B9) FUNÇÕES: ✓Componente da coenzima de formação de DNA ✓Funciona como coenzima no metabolismo dos aminoácidos ✓Envolvido na síntese de acetilcolina, liberada pelo neuromotor que dá início a contração muscular FOLATO/ÁCIDO FÓLICO (B9) DIGESTÃO, ABSORÇÃO, METABLISMO ✓O ÁCIDO FÓLICO E O FOLATO são absorvidos no intestino delgado proximal ✓A absorção pode ocorrer por transporte ativo (folato natural) ou por difusão passiva (folato sintético) ✓Nos enterócitos o Acido fólico é reduzido à di-hidrofolato (DHF) e depois tetra- hidrofolato (THF) e então metabolizado à L-5-metil THF – principal forma circulante ✓Transportado ao fígado, onde será metabolizado e armazenado, bem como LIBERADO NA BILE OU NA CIRCULAÇÃO 01/08/2018 145 Anotações da apresentação METABOLISMO DOS MINERAIS Prof. Daniela Miotto Bernardi MINERAIS • São elementos com funções orgânicas essenciais que atuam tanto na forma iônica quanto como constituintes de compostos (enzimas, hormônios e proteínas do tecido orgânico). 01/08/2018 146 Trabalho..... • Em grupo elaborar um panfleto sobre minerais: • Recomendações; • Biodisponibilidade • Modelo ao lado... • 1 página • Letra Times New Roman • Margens página: • Superior e inferior 2,5cm • Direita e esquerda 3 cm Nome mineral (letra tam 40) Recomendações (tamanho letra (20) Biodisponibilidade (tamanho letra (20) Letra tamanho 12 Montar tabela Letra tamanho 12 Tópicos Referências - letra 12 Integrantes do grupo (tamanho de letra 12) BIODISPONIBILIDADE Praticamente todos os minerais são absorvidos no estado iônico. Qualquer mineral que permaneça ligado a moléculas orgânicas ou outros complexos após a digestão podem não ser absorvidos → não ficando biodisponíveis, sendo eliminados nas fezes. - Baixa biodisponibilidade: Fe, Cr, Mn - Média biodisponibilidade: Ca, Mg - Alta biodisponibilidade: Na, K, Cl, I, F MINERAIS CÁLCIO ✓ Mineral mais abundante no organismo. ✓ 99% no esqueleto e 1% no líquido extracelular e intracelular; Reserva metabolicamente ativa FONTES: hortaliças de folhas verde-escuras (couve, folhas de nabo e mostarda) brócolis, leite e derivados, sardinhas, mexilhões, mariscos, ostras, salmão, soja. FUNÇÕES: - Construção e manutenção de ossos e dentes; - Liberação de neurotransmissores nas junções sinápticas; - Transmissão nervosa e regulação da função muscular cardíaca e esquelética; - Os íons de Ca servem tb como cofatores necessários em várias reações enzimáticas. CÁLCIO 01/08/2018 147 ABSORÇÃO: - Absorção + rápida no duodeno → meio ácido prevalece - Absorção + lenta no restante do ID → pH alcalino - A quantidade de Ca absorvido é maior nos segmentos inferiores do ID, inclusive no íleo. ~ 30% do Ca ingerido é absorvido por adultos. CÁLCIO FATORES QUE AFETAM SUA ABSORÇÃO: Meio alcalino; Ácido oxálico; Ácido fítico; Fibra dietética; Medicações; Envelhecimento; Indivíduos c/ má absorção de gorduras; Qde excessiva de fosfato na dieta. CÁLCIO TRANSPORTE: É absorvido por: - Transporte ativo: baixas [Ca], dependente de vit. D, ocorre no duodeno e jejuno proximal. - Transporte passivo: altas [Ca], independente de vit. D, ocorre em todo o ID. -Qto maior a necessidade e menor o fornecimento dietético, + eficiente será a absorção. CÁLCIO EXCREÇÃO: urina, fezes, pele (transpiração e esfoliação). REGULAÇÃO DO METABOLISMO: - O Ca nos ossos está em equilíbrio c/ o Ca no sangue. - Baixa [Ca] plasmática: PTH estimula a transferência de Ca dos ossos (↑ osteoclastos) p/ o sangue, promove reabsorção renal de Ca e estimula a absorção intestinal indireta/ através do estímulo na ativação da vit. D 1,25 (OH)2D3 nos rins. CÁLCIO 01/08/2018 148 Anotações da apresentação FÓSFORO É o 2° mineral + abundante nos tecidos humanos; ~ 80%: esqueleto e dentes na forma de cristais de fosfato de Ca; ~ 20%: “pool” metabolicamente ativo nas células e no fluido extracelular. FONTES: Carne, aves, peixes, ovos, leite e derivados, nozes, leguminosas, cereais e grãos. 01/08/2018 149 FUNÇÕES: - Faz parte da estrutura do DNA e RNA; - Faz parte do ATP → ligações de fosfato de alta energia; - Presente nas membranas celulares: fosfolipídios; - Participa das reações de fosforilação e defosforilação: controlam ativação ou desativação de várias enzimas; - Sistema tampão fosfato atuando no fluido intracelular e nos túbulos renais através da excreção do íon H. - Associa-se com Ca p/ formar HIDROXIAPATITA (ossos e dentes). FÓSFORO ABSORÇÃO: - A maioria é absorvida no estado inorgânico. - O fosfato organicamente ligado é hidrolisado no intestino e liberado como fosfato inorgânico pela ação da fosfatase alcalina; -~ 60% é absorvido por adultos, sendo + rápida a sua absorção quando comparada com a do Ca. EXCREÇÃO: Urina e quando [ ] muito altas pelas fezes. FÓSFORO ABSORÇÃO: - A maioria é absorvida no estado inorgânico. - O fosfato organicamente ligado é hidrolisado no intestino e liberado como fosfato inorgânico pela ação da fosfatase alcalina; -~ 60% é absorvido por adultos, sendo + rápida a sua absorção quando comparada com a do Ca. EXCREÇÃO: Urina e quando [ ] muito altas pelas fezes. FÓSFORO 01/08/2018 150 Anotações da apresentação Está na forma de cátion intracelular; ~ 53% nos ossos, 27% nos músculos e o restante nos tecidos moles e fluidos corpóreos. FONTES: sementes, nozes, leguminosas, cereais integrais, hortaliças de folhas escuras (clorofila), leite É perdido durante o refinamento de cereais e o processamento de alimentos. MAGNÉSIO MAGNÉSIO ✓ Presente em cerca de 300 enzimas que são necessárias p/ os processos biossintéticos e o metabolismo energético. FUNÇÕES: - Estabilizar a estrutura do ATP nas reações enzimáticas; - Cofator de várias enzimas que participam do metabolismo de LIP, PTN e CHO; - Transmissão e atividade neuromuscular. ABSORÇÃO E TRANSPORTE: - Eficácia de absorção: 35 a 45%; - Absorvido ao longo do ID, mas a maior parte ocorre no jejuno e íleo; - Maior parte ocorre por um mecanismo facilitado por carreador - passiva - Em baixas concentrações na dieta – transporte ativo . EXCREÇÃO: - Urina MAGNÉSIO 01/08/2018 151 Anotações da apresentação SÓDIO, POTÁSSIO E CLORO - Eletrólitos: substâncias ou compostos que, quando dissolvidos em água, dissociam-se em íons carregados positiva e negativamente. - O Na constitui 2%, o K 5% e o Cl 3% do conteúdo mineral total corpóreo. - Estão distribuídos em todos os fluidos corporais (INTRA e EXTRAcelulares). • Na+: principal cátion do fluido EXTRAcelular. • K+: principal cátion do fluido INTRAcelular. • Cl-: principalânion do fluido EXTRAcelular. FUNÇÕES: Estão envolvidos na manutenção de 4 importantes funções fisiológicas: ❖ Controle hídrico; ❖ Equilíbrio osmótico; ❖ Equilíbrio ácido-base; ❖ Controle do gradiente de [ ] (potencial elétrico) das membranas celulares Sistema da “bomba” Na/K/Ca/ATPase: regulação do volume, manutenção do potencial de membrana e transporte, através da membrana de CHO, Aa, etc. SÓDIO, POTÁSSIO E CLORO FONTES: Na e Cl: principal fonte é o sal de cozinha (40% de Na e 60% de Cl). Alimentos proteicos geral/ contêm + Na do que as hortaliças e os grãos. K: frutas, carnes, leite, cereais, vegetais e leguminosas. SÓDIO, POTÁSSIO E CLORO ABSORÇÃO E EXCREÇÃO: São prontamente absorvidos no ID e excretados pela urina, mas pode haver eliminação através das fezes e do suor. As concentrações de Na no plasma são controladas com rigor... 01/08/2018 152 Anotações da apresentação - O corpo contém Fe em dois “pools”: 1. Fe funcional na Hb, mioglobina e enzimas; 2. Fe armazenado na ferritina, hemossiderina e transferrina. FONTES: - Fígado, ostras, frutos do mar, rim, coração, carne magra, aves e peixes. - Os feijões e hortaliças são as melhores fontes vegetais. FERRO ABSORÇÃO: - O Fe na dieta existe em duas formas: Fe heme (origem animal) e Fe não-heme (origem vegetal). - O Fe heme representa apenas 5 a 10% do Fe da dieta mista de indivíduos, porém sua absorção pode chegar a 25% comparada a apenas 5% para o Fe não-heme. - O Fe não-heme p/ ser absorvido pela mucosa intestinal deve estar na forma de Fe 2+ (ferroso): o HCl do suco gástrico ↑ a solubilidade e a mudança do estado férrico (Fe3+) p/ ferroso. - A vit. C ↑ a absorção de Fe não-heme. FERRO 01/08/2018 153 ARMAZENAMENTO: ~ 70% na hemoglobina, ~ 25% no fígado, baço e ossos. EXCREÇÃO: Através de sangramento e maiores qdes pelas fezes, suor e esfoliação da pele. Quase nada é excretado pela urina. FUNÇÕES: Devido suas propriedades de oxi redução possui um papel no transporte respiratório de O2 e CO2 e é um componente ativo dos citocromos (respiração celular). Está envolvido na função imune e no desempenho cognitivo. FERRO Anotações da apresentação FUNÇÕES: Constituinte de muitas enzimas; Constituinte da insulina; Participa do metabolismo de LIP, CHO, PTN e ácidos nucleicos; Envolvido na função imune e expressão da informação genética. FONTES: ZINCO 01/08/2018 154 ABSORÇÃO E TRANSPORTE: - Através de dois mecanismos: um utilizando um carreador saturável (altas qdes de Zn) e por processo passivo (baixas qdes de Zn). - Após absorção intestinal ocorre a ligação dos íons de Zn à metaloproteínas, a qual leva o Zn p/ o sangue → albumina. - Fatores que ↓ sua absorção: presença de fitatos na dieta, ingestão ↑ de Fe e Ca, medicamentos. EXCREÇÃO: - Fezes e pela urina em casos de DM, cirrose hepática, alcoolismo. ZINCO Anotações da apresentação SELÊNIO - As concentrações mais altas ocorrem em tecidos como o fígado, os rins e o baço. - Sua [ ] nos alimentos depende de seu teor no solo e água onde o alimento foi cultivado. FONTES: Alimentos de origem vegetal: Castanha do Brasil; Alho; Cebola; Cruscíferas; Alimentos de origem animal: Carnes vermelhas; Peixes; 01/08/2018 155 SELÊNIO FUNÇÕES: • Antioxidante celular; • Agente anticarcinogênico; • Melhora o sistema imune; • Controle da progressão do ciclo celular: diferenciação, crescimento e desenvolvimento • Funcionamento da tiróide; • Melhora metabolismo de macronutrientes • Fertilidade do sexo masculino • Selenoproteínas: • Glutationa peroxidase; • Tiroxina redutase; • Iodothyronine deiodinase; • Selenoproteína P; Se X tireóide Conversão de T4 para T3; Degradação intracelular de H2O2; Proteção contra danos oxidativos; Grande importância no tratamento de hipertireodismo SELÊNIO • Armazenamento (ser humano): • Sangue (75%); • Tecidos e órgãos: • rim> fígado> baço> testículos> músculo cardíaco> pulmão> cérebro; • Excreção (ser humano): • Urina • Fezes • Respiração; Anotações da apresentação 01/08/2018 156 IODO ✓ Ocorre no solo, nas plantas e na água do mar na forma de iodeto; ✓Cerca de 100% da ingestão diária é absorvida; ✓Em muitas partes do mundo, o solo e a colheita, tornaram-se deficientes em iodo. ✓FUNÇÕES: - Usado na síntese de T4 (tireoxina) e T3 (triiodotironina); o T4 funciona no controle de reações que envolvem a energia celular. IODO ✓ O Cretinismo é uma deficiência mental provocada por hipotireoidismo congênito. Durante o desenvolvimento do recém-nascido a ausência da tiroxina, um dos hormônios da tireoide, impede o amadurecimento cerebral normal. IODO ✓FONTES: ✓Depende das concentrações no solo. Algas marinhas, peixes são fontes. Sal iodado ✓É perdido durante o preparo dos alimentos. A perda pode chegar à 58% ✓METABOLISMO ✓É absorvido rapidamente no estômago e também no duodeno ✓Cerca de 90% do ingerido pode ser absorvido ✓Nos enterócitos é liberado para a corrente sanguínea por mecanismos ainda não bem esclarecidos. ✓Excreção: principalmente via renal Anotações da apresentação 01/08/2018 157 Anotações da apresentação