Digestão de Carboidratos: Processo e Enzimas

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Bioquímica II
Digestão dos Carboidratos
Unifacisa Centro Universitário
Ano/nível: 2021.1 / 2º período de Nutrição
Prof Msc. Diego Elias
Alunas: Ana Gabriela, Tamara Sousa
1) Boca
Responsável pela trituração mecânica, como também por formar
o bolo alimentar e é na boca também que a saliva inicia o
processo de digestão, a enzima amilase salivar (ptialina), quebra
as grandes moléculas de amido (existentes nos carboidratos), em
moléculas menores de maltose, entretanto por passar pouco
tempo, não tem tanta quebra, temos também os íons que são
liberados para que a enzima atue de forma mais efetiva.
2) Glândula Parótida
Secreta a saliva, que umedece os alimentos, onde também existe
a secreção da ptialina a qual realiza a quebra dos carboidratos.
3) Glândula Submandibular
Responsável por uma fraca atividade de ptialina, como também
pela secreção de lisozima que hidrolisa a parede de algumas
bactérias.
4) Glândula Sublingual
Responsável pela liberação de glicoproteínas , que ajuda na
formação do muco que serve para lubrificar também o bolo
alimentar.
5) Esôfago
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Ocorrem contrações musculares, denominados movimentos peristálticos que
empurram os alimentos para o estômago.
6) Estômago
Ocorre produção de suco gástrico a pepsina, em meio ácido (presença de ácido clorídrico),
inicia a quebra das proteínas, entretanto pelo PH ser baixo devido a presença do ácido
clorídrico, não ocorre digestão de carboidratos.
7) Pâncreas
Responsável pela liberação da enzima amilase pancreática, liberado pelas glândulas
exócrinas a nível pancreático. Libera também uma secreção pancreática no colo, havendo
alcalinização do bolo alimentar.
8) Intestino Delgado
Aqui o bolo alimentar será banhado por sucos digestivos, os monossacarídeos e os
dissacarídeos, ingeridos são de baixo peso, sendo liberado enzimas que fazem a quebra
desses dissacarídeos, como a lactase em lactose, sacarose em sacarose, maltose em
maltose.
9) Intestino Grosso
Nessa parte os restos alimentares não digeridos, os tipos beta, após o processo de
fermentação, será expelido em forma de bolo fecal.
10) Ânus
O alimento que sai do intestino grosso, forma-se em fezes pastosas que saem do corpo
através do ânus.
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Enzimas Liberadas pelo intestino Delgado:
Lactase: Hidrolisa Lactose gerando Galactose + Glicose
Maltase: Hidrolisa Maltose gerando Glicose + Glicose
Isomaltase: Hidrolisa Isomaltose gerando Dextrinas + Glicose
Sacarase: Hidrolisa Sacarose gerando Frutose + Glicose
Restando somente:
Frutose, Galactose e Glicose que serão absorvidas no lúmen intestinal.
Enzimas e Substratos que participam no processo:
Amilase salivar
A digestão do amido inicia durante a mastigação pela ação da ptialina que hidrolisa as ligações
glicosídicas α (1-4), com a liberação de maltose e oligossacarídeos. Contudo a amilase não contribui
significativamente para a hidrólise dos polissacarídeos, devido seu breve contato com a enzima e o
substrato. Ao atingir o estômago, a enzima é inativada pelo baixo Ph gástrico.
Amilase pancreática
O amido e o glicogênio são hidrolisados no duodeno em presença da amilase pancreática que
produz maltose como produto principal e oligossacarídeos chamados dextrinas. Contendo em
média oito unidades de glicose com uma ou mais ligações glicosídicas α (1-6). Certa quantidade de
isomaltose (dissacarídeo) também é formada.
Enzimas Intestinais
A hidrólise final da maltose e dextrina é realizada pela maltase e a dextrina presente na superfície
das células epiteliais do intestino delgado. Outras enzimas também atuam na superfície das
células intestinais: a isomaltase, que hidrolisa as ligações α (1-6) da isomaltase, a sacarase, que
hidrolisa as ligações β (1-2) da sacarose em frutose e glicose, a lactase que fornece glicose e
galactose pela hidrólise das ligações β (1-4) da lactose.
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Exercícios de fixação
Digestão dos Carboidratos
1. Qual a função da cavidade oral na digestão dos alimentos?
A boca também referida como cavidade oral ou bucal é onde o alimento é ingerido e preparado
para a digestão no estômago e intestino delgado. O alimento é mastigado, e a saliva, proveniente
das glândulas salivares, facilita a formação do bolo alimentar controlável. A deglutição é iniciada
voluntariamente na cavidade da boca. A fase voluntária do processo empurra o bolo alimentar da
cavidade da boca para a faringe, a parte expandida do trato digestivo, onde ocorre a fase
automática da deglutição.
2. Qual a função da saliva e da amilase salivar?
A saliva inicia a digestão, umedece os alimentos e a quebra das moléculas. A amilase salivar quebra
as moléculas de amido e as transforma em açúcar.
3. Quais os tipos de ligação a amilase é capaz de quebrar?
As amilases catalisam a hidrólise de Ligações glicosídicas de polissacarídeos, como glicogênio,
amido.
4. Quais as glândulas responsáveis por esta secreção?
Três glândulas são responsáveis pela saliva, glândula parótida, glândula sublingual, e glândula
submandibular.
5. Descreva movimentos peristálticos.
Fazem o alimento se mover adiante ao longo do TGI.
6. Ao chegar no estômago o que ocorre com a amilase salivar?
É inativada ao chegar no estômago com pH ácido.
7. Neste compartimento existe digestão dos carboidratos? Explique.
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Não existe digestão dos carboidratos, por conta do pH ácido.
8. Descreva o intestino delgado, o epitélio que o recobre e como as moléculas de
carboidrato conseguem ultrapassar o lúmen intestinal para a corrente sanguínea.
O intestino delgado é o principal local da digestão de alimentos e nutrientes. O intestino delgado é
dividido em duodeno, jejuno e íleo. O principal órgão para absorção de nutrientes e água é o
intestino delgado, que tem uma ampla área de absorção. Essa área de superfície deve-se ao seu
extenso comprimento, bem como à organização do revestimento da mucosa. O intestino delgado
tem dobras características em sua superfície chamadas de válvulas coniventes. Essas convoluções
são cobertas de projeções prolongadas chamadas de vilosidades, que por sua vez são cobertas por
enterócitos que contêm microvilosidades, ou membranas borda em escova. A combinação de
dobras, projeções vilosas e bordas com microvilosidades cria uma superfície de absorção enorme.
As vilosidades ficam sobre uma estrutura de suporte chamada de lâmina própria. Dentro da lâmina
própria, que é composta de tecidos conjuntivos, o sangue e os vasos linfáticos recebem os
produtos da digestão.
9. Alguns dissacarídeos que alcançam o lúmen intestinal precisam ser transformados em
monossacarídeos para serem absorvidos. Com base nesta informação, comente sobre as
enzimas presentes no lúmen especificando a sua função e o produto que elas formam.
No Intestino Delgado possuem enzimas responsáveis pela quebra de dissacarídeos que chegam ao
lúmen intestinal, para que consigam passar para a corrente sanguínea, sacarose quebra as
moléculas de sacarose, as de lactase e a maltase que as de maltose.
10. Explique a função das GLUTs e aponte onde elas são encontradas?
Os GLUTs são carreadores protéicos responsáveis por transportar a glicose para o interior das
células. Para que ocorra o trânsito dos metabólitos de um tecido para o outro, são necessários
mecanismos para que seja feito o transporte dessas substâncias tanto para dentro quanto para
fora das células. Para que a glicose seja transportada para dentro das células, ela precisa dos
carregadores protéicos, chamados de GLUT (transportadores de glicose).
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Há 12 tipos de GLUTs:
GLUT1: Tecidos fetais e células em cultura, em adultos, altas concentrações em células sanguíneas,
barreira hematoencefálica e rins, responsável pelo transporte basal de glicose na maioria das
células.
GLUT2: Hepatócitos, células B pancreáticas, membrana basolateral de células epiteliais de
intestino delgado e túbulo renal, astrócitos de núcleos cerebrais tais como em hipotálamo
paraventricular, transportador de alta capacidade confere capacidade glico-sensora as células em
que se expressa.
GLUT3: Principaltransportador em neurônios, também presente em placenta e testículos.
GLUT4: Músculo esquelético e cardíaco, tecido adiposo branco e marrom, meio de transporte de
glicose estimulado pela insulina.
GLUT5: Transportador de frutose, altas concentrações no intestino delgado e testículos.
GLUT6: Identificados em humanos, pseudo-gen que não se expressa funcionalmente.
GLUT7: Fração microssomal de células hepáticas, está associado ao complexo enzimático da
glicose-6-fosfatase e modela a liberação de glicose do retículo endoplasmático.
SGLT1: Borda em escova das células epiteliais do duodeno, jejuno e segmento S3 do túbulo
proximal do néfron.
SGLT2: Borda em escova das células epiteliais do duodeno, jejuno e segmento S3 do túbulo
proximal do néfron.
11. As fibras são um tipo de polissacarídeo que o nosso corpo não digere. Baseado nisso,
explique sua importância para o trato gastrointestinal.
As fibras são importantes para o trato gastrointestinal pois elas são fundamentais para a correta
absorção de nutrientes, além disso, aumentam o volume da formação do bolo fecal, o que produz
impacto sobre a velocidade do trânsito intestinal. O aumento na ingestão de fibras reduz os níveis
séricos de colesterol, melhora a glicemia em pacientes com diabetes, reduz o peso corporal e foi
associado com menores níveis séricos de proteína C reativa ultrassensível.
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Via Glicolítica
1. Além de explicar detalhadamente a fase com suas palavras, comente o porquê ela é
irreversível e cite a função e localização das enzimas hexoquinase e fosfofrutoquinase.
A quebra da molécula de glicose acontece em duas etapas.
Etapa I: Fase de investimento.
Etapa II: Boa parte do processo aconteceu na formação de moléculas energéticas, ao comermos
uma alimentação rica em carboidrato, esta vai ser quebrada durante a digestão, e no final irá
restar apenas monossacarídeos, uma parte vai ser guardada no fígado e outra na musculatura. A
glicose ao entrar na célula através de um transportador, acontece assim 10 reações, as 5 primeiras
fases são chamadas de fase I (fase de investimento ou preparatória), onde duas moléculas de ATP
já existentes nas células, são disponibilizadas para a reação acontecer, na fase II (fase produtora ),
elas formam 04 produtos de ATP, 01 de molécula de piruvato, 01 molécula de NADH , não depende
de oxigênio para que aconteça.
Na fosforilação inicial a glicose sai da corrente sanguínea pelo canal da membrana plasmática e
chega ao citoplasma, a célula do fosfato para a glicose no carbono 6, glicose-6-fosfato, não
podendo mais sair de dentro da célula, ela será fosforilada, ou seja, uma molécula de ATP vai ser
degradada pela ação de uma enzima, se for no músculo hexoquinase, a qual sempre irá atuar
presente de cofator que no caso é o magnésio, se for no fígado glicoquinase, e assim ela vai ser
adicionado no carbono 6 da molécula de glicose, após o processo de fosforilação a glicose não
poderá deixar o citoplasma da célula, a glicose 6 fosfato transformada por isomerização em
frutose-6-fosfato.
2. Nesta etapa ocorre uma reação de isomerização, cite qual enzima é responsável por esse
processo e quais os principais acontecimentos na estrutura química da molécula.
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A isomerização é retirada do grupo de aldeído e é colocado no lugar um grupamento cetona,
transformando ela de glicose 6-fosfato em fosfoglicose isomerase em fosfofrutocinase, depois vai
ter a transformação em glicose 1 , 6 bifosfato, na sequência a enzima aldolase, enzima quebra ao
meio gerando gerando hidroxiacetona fosfato derivado dos carbonos da glicose, 1, 2 e 3, e
gliceraldeído 3-fosfato, derivados da glicose 4, 5 e 6.
3. Na fase três ocorre um gasto de energia, explique como isso acontece, qual enzima está
envolvida e o porquê essa reação também é considerada irreversível.
No passo final que é a terceira reação irreversível da glicólise, produz duas moléculas adicionais de
ATP para cada hexose que entra na rota, a enzima gliceraldeído-3-fosfato a desidrogenase age
sobre o GAP, e assim produz 1,3-bisfosfoglicerato, tendo o NAD como coenzima, a produção de ATP
através do metabolismo aeróbio, pela quebra da glicose, existe em três etapas: 1 Glicólise, 2 Ciclo
de Krebs, 3 Cadeia Respiratória.
4. Nesta fase a frutose 1,6-bisfosfato é quebrada em dois fragmentos de 3 carbonos.
Comente como isso acontece, a enzima envolvida e quais os produtos formados.
A enzima isomerase da hexose fosfato catalisa a isomerização reversível de uma aldose, glicose
6-fosfato, em cetose, frutose 6-fosfato.
Como previsto pela variação relativamente pequena da energia livre-padrão, essa reação
processa-se facilmente em qualquer das duas direções. Esta isomerização tem um papel crítico na
química global da via glicolítica, uma vez que o rearranjo dos grupos carbonila e hidroxila nos C-1 e
C-2 é uma condição necessária para os dois passos seguintes.
5. Na quinta etapa apenas o gliceraldeído-3-fosfato pode ser diretamente degradado nos
passos subsequentes da glicólise. Entretanto, a diidroxiacetona-fosfato não. Apesar de ainda não
termos visto em sala de aula esse processo, tente investigar e entender como isso ocorre.
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A enzima adolase catalisa a condensação reversível do grupo aldol. A frutose 1,6-bifosfato é
quebrada para liberar duas trioses fosfato diferentes, o gliceraldeído-3-fosfato, uma aldose, e a
diidroxiacetona fosfato, uma cetose. Apenas uma das trioses fosfato formada pela aldolase, o
gliceraldeído-3-fosfato, pode ser diretamente degradada nos passos subsequentes da glicólise.
Entretanto, o outro produto, a diidroxiacetona fosfato, é rápida e reversivelmente convertido em
gliceraldeído-3-fosfato pela quinta enzima da sequência glicolítica, a isomerase da triose fosfato.
Depois da reação da isomerase da triose fosfato, os átomos do C-1, C-2 e C-3 da glicose inicial
tornam-se indistinguíveis de C-6, C-5 e C-4, respectivamente, o que torna possível o metabolismo
completo dos seis átomos de carbono da molécula da glicose. Esta reação completa a fase
preparatória da glicólise.
Resumo: Sistema Creatina Fosfato
Os músculos são capazes de gerar energia química em energia mecânica, por um processo
denominado contração muscular. A contração muscular acontece quando ocorre a interação da
actina e da miosina. Essa interação só ocorre na presença de Ca+ intracelular de ATP.
A quantidade de ATP presente nas fibras musculares é suficiente para suprir apenas alguns
segundos de atividade muscular intensa, por isso quando o trabalho muscular esgota a quantidade
de ATP disponível, as células musculares repõem os estoques de ATP e de fosfocreatina pela
intensificação da respiração celular, através do sistema creatina-fosfato.
A sua função é fosforilar de forma reversível a creatina a custa do ATP, com a formação de creatina
fosfato. Em períodos de repouso a reação desloca para a direita, enquanto em que períodos de
atividade muscular a reação desloca para a esquerda, para gerar ATP e creatina.
Esse sistema disponibiliza grupamentos fosfato de rápida acessibilidade, que irão sustentar a
contração por até 8 segundos.
Quando o músculo precisa continuar em processo de contração, vai dar início ao metabolismo
glicolítico. Esse processo ocorre para que ocorra a quebra de moléculas de glicose, que estavam
armazenadas em forma de glicogênio, para a geração de ATP. O sistema glicolítico sustenta a
contração em até 2 minutos.
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Efeitos do ácido lático:
➔ Diminuição do PH
➔ Menor atividade do PFK
➔ Invasão da fenda sináptica (fadiga)
Metabolismo oxidativo:
➔ Maior produção de ATP
➔ Envolve mais substrato
➔ Sustenta uma atividade física por até 4 horas
➔ Os lipídeos geram mais energia que o piruvato
Exemplos de uso das reservas energéticas
➔ Em repouso: oxidação de ácidos graxos e corpos cetônicos.
➔ Arrancada rápida: reservas de ATP, creatina-Pi, glicólise anaeróbica do glicogênio muscular
Corrida de média distância: glicogênio muscular, metabolizado aerobicamente.
➔ Maratona: glicogênio hepáticoe muscular, ácidos graxos, todos metabolizados
aerobicamente.
Músculo Liso: A motilidade é realizada através da musculatura lisa.
Contração do músculo liso: Mediado pelo sistema nervoso autônomo (involuntário).
➔ Lenta
➔ Prolongada
➔ Menor uso de energia
➔ Não depende apenas do potencial de ação para realizar a contração
➔ Pode realizar contração através de sinalização hormonal, sinalização para estimular a
entrada de Ca+ na célula, independente do retículo sarcoplasmático
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