Digestão e metabolismo de carboidratos - Bioquímica Metabólica

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2 Camila Medeiros | Biomedicina | Bioquímica Metabólica 
Digestão e metabolismo de carboidratos 
INTRODUÇÃO 
Os carboidratos são as biomoléculas mais 
abundantes na Terra e também os principais 
elementos da dieta em muitas partes do 
mundo, sua oxidação é a principal via de 
produção de energia na maioria das células 
não fotossintéticas. 
Possuem a fórmula empírica (CH2O)n; alguns 
também contém nitrogênio, fósforo ou 
enxofre. 
 
 Existem três classes principais de 
carboidratos: 
MONOSACARÍDEOS 
Ou açúcares simples, são constituídos por 
uma única unidade poli-hidroxicetona ou 
poli-hidroxialdeído. O monossacarídeo mais 
abundante na natureza é o açúcar de 6 
carbonos D-glicose, algumas vezes 
chamado de dextrose. 
OLIGOSSACARÍDEOS 
Consistem em cadeias curtas de unidades 
de monossacarídeos. Os mais abundantes 
são os dissacarídeos, com duas unidades de 
monossacarídeos. 
 glicose + glicose: maltose 
 glicose + galactose: lactose 
 glicose + frutose: sacarose 
POLISSACARÍDEOS 
São polímeros de açúcar que contêm mais 
de 20 unidades de monossacarídeos. Alguns 
polissacarídeos como a celulose, têm 
cadeias lineares; outros, como o glicogênio, 
são ramificados. Ambos, celulose e 
glicogênio, são formados por unidades 
repetidas de D-glicose, mas diferem no tipo 
de ligação glicosídica. 
MONOSSACARÍDEOS 
Os monossacarídeos são aldeídos ou 
cetonas com dois ou mais grupos hidroxila; 
glicose e frutose têm seis carbonos e cinco 
grupo hidroxila. Muitos dos átomos de 
carbono aos quais os grupos hidroxila estão 
ligados são centros quirais, o que origina 
estereoisômeros de açucares. 
 isso é importante porque as 
enzimas que agem sobre os 
açúcares são absolutamente 
estereoespecíficas. 
Os monossacarídeos, na forma de cadeia 
aberta, um dos átomos de carbono está 
ligado duplamente a um átomo de 
oxigênio formando um grupo carbonila; 
os outros átomos estão ligados, cada um, 
a um grupo hidroxila. 
 
OBS: Todos os monossacarídeos, com 
exceção da di-hidroxiacetona, contêm 
um ou mais átomos de carbono 
assimétrico (quirais) e, portanto, 
ocorrem em formas isoméricas 
opticamente ativa. 
Carbono quiral: possui quatro ligantes 
diferentes. 
OBS: Quando o grupo carbonila está na 
extremidade da cadeia de carbono (em 
um grupo aldeído), o monossacarídeo é 
uma aldose. Se a carbonila estiver em 
qualquer outra posição (grupo cetona), 
o monossacarídeo é uma cetose. 
 
 
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FORMAÇÃO DAS DUAS FORMAS 
CÍCLICAS DA D-GLICOSE 
 
O grupo hidroxila livre do C-5 reagiu com o 
C-1 do aldeído, tornando o carbono 1 
assimétrico e produzindo dois possíveis 
estereoisômeros, designados α e β. 
As formas isoméricas de monossacarídeos 
que diferem apenas na configuração do 
átomo de carbono hemiacetal ou hemicetal 
são chamadas de anômeros, e o átomo de 
carbono da carbonila é chamado de carbono 
anomérico. 
Os anômeros α e β da D-glicose se 
interconvertem em solução aquosa por um 
processo chamado de mutarrotação, no 
qual uma forma em anel (ex., anômeros α) se 
abre brevemente na forma linear, e então, se 
fecha novamente produzindo anômeros β. 
DISSACARÍDEOS 
Os Dissacarídeos mais abundantes no nosso 
organismo são: 
A maltose, formada por glicose-glicose, de 
ligação α1→4. 
A sacarose, formada por glicose-frutose, de 
ligação α1→2. Sintetizada por plantas, mas 
não por animais. 
A lactose, formada por galactose-glicose, de 
ligação β1→4. 
O dissacarídeo lactose, que produz d-
galactose e d-glicose quando hidrolisado, 
ocorre naturalmente no leite. A enzima 
lactase – ausente em indivíduos com 
intolerância a lactose – inicia o processo 
digestivo no intestino delgado pela hidrólise 
da ligação β1→4 da lactose, resultando em 
monossacarídeos que podem ser absorvidos 
a partir do intestino delgado. 
Em intolerantes a lactose, a lactose não é 
digerida no intestino delgado, assim, a 
lactose não digerida passa para o intestino 
grosso. Ali, o aumento na osmolaridade 
devido à lactose dissolvida se contrapõe à 
absorção de água a partir do intestino para 
a corrente sanguínea, levando a fezes 
diarreicas. Além disso, a fermentação da 
lactose por bactérias intestinais produz 
grandes volumes de CO2, levando ao 
inchaço, cólicas e gases, sintomas 
associados à intolerância à lactose. 
 
 
OBS: Se um grupo hidroxila estiver à 
direita, ele é colocado apontando para 
baixo. E se estiver à esquerda, é 
colocado apontando para cima. 
 
 
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POLISSACARÍDEO 
Também chamados de glicanos. Os 
polissacarídeos de armazenamento mais 
importante são o amido, em células 
vegetais, e o glicogênio, em células animais. 
O glicogênio é um polímero de resíduos de 
glicose ligados por ligações (α1→4), com 
ligações (α1→6) nas ramificações. O 
glicogênio é especialmente abundante no 
fígado, onde pode constituir até 7% do peso 
líquido e também está presente no músculo 
esquelético. 
 ponta redutora por causa 
ponta não redutora do carbono anomérico 
DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS 
O sistema digestório é um sistema de órgãos 
tubulares interligados desde a boca até o 
ânus, onde ocorre o processo de 
degradação de macromoléculas e absorção 
de micronutrientes. 
Podemos destacar os órgãos acessórios que 
são importantes: fígado e vesícula biliar, 
estes digerem lipídios. O pâncreas, 
responsável por liberar o suco pancreático, 
um fluido que apresenta enzimas digestivas 
de todos os tipos de macromoléculas. 
Na boca, as glândulas salivares, iram 
secretar um fluído para a hidratação do 
alimento mastigado e a liberação da enzima 
amilase salivar (ou ptialina). Essa enzima 
tem como função a quebra das ligações 
α1→4 dos polímeros, seja glicogênio ou 
amido. A ptialina só consegue funcionar 
corretamente em pH base, logo, só tem 
atividade na boca. 
Os polissacarídeos, amido e glicogênio, 
sofrem ação da enzima amilase salivar na 
boca e amilase pancreática no duodeno. 
Ambas têm função de quebra das ligações 
α1→4, e como produto final: maltotriose (3 
moléculas de glicose), maltose (2 glicoses), 
glicose e dextrin α-limite. 
 
DIGESTÃO 
Lactose Lactase Galactose 
Maltose Maltase Glicose 
Sacarose Sacarase Frutose 
 
 
 
OBS: Se a hidroxila (OH) tiver para cima 
será ligação β. 
Para a formação da ligação (α1→4) será 
liberado uma molécula de H2O. 
A cada 8 ou 12 moléculas de glicose, 
teremos um ponto de ramificação 
(α1→6). 
OBS: No estômago não ocorre a 
digestão de carboidratos. 
A amilase pancreática (secretada pela 
porção exócrina do pâncreas) irá clivar 
as ligações α1→4 remanescentes. No 
entanto, antes de 4 unidades de glicose 
dá ligação α1→6, a enzima para de clivar. 
 
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 Amido 
Glicogênio 
LÚMEN INTESTINAL ENTERÓCITO CAPILAR 
 
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ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS 
A frutose entra no enterócito por transporte 
passivo (GLUT5). 
SGLT1 é um transportador de glicose 
acoplado a sódio, este transporta sódio e 
por co-transporte glicose ou galactose 
 para que este funcione, é 
necessária uma diferença de 
gradiente (menos Na+ intercelular). 
A bomba NaK cria a diferença de 
gradiente de concentração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: A glicose não é capaz de se difundir 
para dentro das células, logo, para 
adentrar a células, faz uso de receptores 
transmembranares (GLUT1-4). 
A Insulina e Glucagon avisam aos 
hepatócitos qual será sua atividade. 
O glucagon (hormônio secretado pelo 
pâncreas) ativa enzimas que atuam no 
processo de síntese de glicogênio. 
Insulina, no estado alimentado, irá 
armazenar glucagon. 
 
INSULINA (Anabólico) 
 GLICOSE GLICOGÊNIO 
ÁCIDO GRAXOTRIAGLICEROL 
 AMINOÁCIDO PROTEÍNAS FV 
ANTI - INSULINA (Catabólico) 
GLICOGÊNIO GLICOSE IJO 
TRIAGLICEROL ÁCIDO GRAXO 
PROTEÍNAS AMINOÁCIDO 
FV 
 
 
SORO CASEIRO EM QUADROS 
DIARREICOS: Quando o paciente está 
em um quadro diarreico, ocorre uma 
perda de fluidos e consequentemente 
uma desidratação. O paciente não irá 
conseguir absorver os carboidratos. 
Logo, por via oral, estaremos fazendo a 
reposição dos elementos perdidos: 
água, sais minerais e glicose. 
 
 
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Destino da glicose absorvida nos 
enterócitos: Os capilares hepáticos que 
revestem o trato digestório veia 
mesentérica veia porta hepática 
v tecido hepático vários destinos. 
A glicose absorvida no fígado, pode ser 
utilizada para formar piruvato e deste ATP. 
Também pode ser armazenada na forma de 
glicogênio. E o excesso de glicose irá ser 
convertido em Acetil-CoA, e deste a 
formação de triaglicerol para a produção de 
VLDL. Esse acetil também poderá ser 
utilizando para a produção de ATP e CO2. 
A glicose hepática também pode ser 
distribuída para os outros tecidos: o 
cérebro, para o tecido adiposo e músculo 
(glicogênio muscular). 
MODELO DE TRANSPORTE DE 
GLICOSE PARA DENTRO DA CÉLULA 
 
O GLUT se liga a molécula de glicose que 
está no meio extracelular e coloca ela para 
dentro da célula. 
INSULINA 
O processo de transporte da glicose para 
entrada ou saída da célula depende do 
aporte endócrino do organismo. Essas 
condições endócrinas são mediadas pela 
disponibilização de energia que o organismo 
detém como também os fatores de estresse 
disponiveis no meio ambiente. 
O transporte de glicose será regulado, 
principalmente, por insulina e os hormônios 
anti-insulinares, dentre eles o glucagon. 
 
O hormônio insulina irá atuar no receptor 
da família tirosina-quinase, este é um 
receptor formado por subunidades: Duas 
subunidades alfa transmembranares e duas 
subunidades betas intracelulares. 
Estas subunidades são ligados entre si, e 
qualquer modificação na subunidade alfa, é 
transmitida para a subnunidade beta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GLUCAGON: o glucagon mobiliza a 
saída de glicose armazenada na forma 
de glicogênio no fígado 
INSULINA: a insulina irá induzir a 
entrada de moléculas de glicose na 
célula.