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INTRODUÇÃO Temos muitas formas de ingerir carboidratos (polissacarídeos,oligossacarídeos,dissacarídeos).Nossos enterócitos(célula epitelial da camada superficial do intestino delgado e intestino grosso)são capazes de digerir apenas monossacarídeos,então é necessario mecanismos de quebra de ligações glicosídicas. → Principais polissacarídeos: glicogênio e amido → Principais dissacarídeos: lactose e glicose → Carboidratos não digeríveis: celulose (compõe as fibras alimentares)e é excretada nas fezes. → Carboidratos digeríveis: principal é o amido e glicogênio OBS: Fibras alimentares são osmoticamente ativas, atraem água. Auxiliam a lubrificação do lúmen intestinal para passagem do bolo alimentar. DIGESTÃO E ABSORÇÃO →A digestão do amido tem início na boca pela ação de uma enzima nomeada amilase salivar (pH em torno de 7) →A amilase é uma endoglicosidase : ela rompe ligações do tipo alfa 1,4 de polissacarídeos presentes no interior da cadeia. Ela não quebra ligações do tipo alfa 1,6. →A quebra da amilase pode transformar o carboidrato em trissacarídeos,dissacarídeos,isomaltoses,alfadextrinas... Tri,di= glicoses unidas pela ligação alfa 1,4 Isomaltoses,alfadextrinas= glicoses unidas pela ligação alfa 1,6 Essa quebra depende do quão bem você mastiga o alimento,a mastigação deixa o alimento homogêneo com a amilase e capaz de romper em fragmentos menores. →Ao chegar no estômago(pH ácido em torno de 2)- desnatura a amilase salivar →Ao chegar no intestino o pâncreas lança o suco pancreático que contém várias enzimas. Dentro dessas enzimas que ele vai liberar no bolo alimentar temos a amilase pancreática que também vai quebrar ligações glicosídicas alfa 1,4 de polissacarídeos em fragmentos menores (oligossacarídeos). Ela dá continuidade no que a amilase não conseguiu finalizar,também é uma endoglicosidase. Ambas as amilases não atuam sobre oligossacarídeos e não rompem ligações alfa 1,6. →Nas nossas células intestinais, na membrana dos enterócitos vão ter enzimas chamadas de dissacaridases/oligossacaridases,as quais vão atuar quebrando ligações glicosídicas de oligossacarídeos. Exs: ligações glicosídicas das isomaltoses serão quebradas pela isomaltases, ligações das alfa dextrinas serão quebradas pelas alfadextrinases..... →Finalização nos enterócitos por ação das oligossacaridases quebrando em monossacarídeos. Sacarose ------ glicose + frutose (SACARASE) Lactose ------- glicose + galactose (LACTASE) Intolerância à lactose : deficiência da enzima lactase, não há digestão da lactose de maneira correta. A absorção de monossacarídeos ocorre no intestino delgado, que deveria quebrar as ligações do dissacarídeos. Essa lactose vai chegar no intestino grosso e as bactérias presentes vão iniciar um processo de fermentação dessa lactose (produção de gases e metabólicos,como ácido acético,ácido láctico,CO2,H2)— distenção abdominal,diarreia e desidratação. Alergia ao leite : alergia à proteína do leite, ele ativa o sistema imune. →Humanos são os únicos mamíferos que continuam ingerindo leite na vida adulta.Então a intolerância a lactose aos adultos seria algo normal. M a r i a L u i z a P e i x o t o F M T - L X I I | 33 ABSORÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS A glicose e a galactose são absorvidas pelo enterócito por uma proteína chamada SGLT 1 (sodium glicous transporter) : transportador de sódio e glicose O SGLT 1 faz o transporte ativo secundário ( TA=gasta ATP pra fazer transporte contra o gradiente de concentração). Por que é secundário? O gasto de energia secundário é indireto: Se temos sódio fora da célula e tivermos uma proteína de membrana ele passa da onde está mais concentrado pro menos concentrado. O SGLT se aproveita desse gradiente de concentração, essa diferença gera uma energia potencial que é liberada e utilizada por essa proteína para transportar glicose e galactose pra dentro da célula. Quando o sódio entra na célula essa glicose/galactose entra junto. OBS: Em determinado momento, esse gradiente de concentração vai se reestabelecer, então nos enterócitos vai ter a bomba de sódio e potássio pra garantia dessa diferença de concentração pro transporte de glicose. BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO →ATPase: bombeia o sódio pra fora da célula e entrada de potássio contra o gradiente de concentração=GASTO DE ATP Por isso é um gasto de ATP secundário,a energia que ta sendo utilizada pra entrada de glicose na célula vem da bomba. TRANSPORTADORES GLUT’S : →A frutose é absorvida por outro caminho via GLUT-5: permite a passagem de frutose, faz o transporte passivo desse monossacarídeo para entrada no enterócito. →Todos os GLUTs permitem a passagem do monossacarídeo a favor do gradiente de concentração=transporte passivo(maior concentração pra menor concentração) →Conforme os monossacarídeos vão sendo absorvidos pelos enterócitos,a concentração dentro do enterócito vai ser maior que na corrente sanguínea.Nesse momento eles saem em direção à corrente sanguínea por transporte passivo. Glicose e galactose pode sair via GLUT 2, frutose pode sair via GLUT 5. Esses carboidratos absorvidos vão ser lançados na veia porta que vai para o fígado antes de atingir a circulação sistêmica. IMPORTÂNCIA DOS CARBOIDRATOS →Fonte energética (glicose é a principal) 3 fontes principais: carboidratos, aac´s e lipídios (macronutrientes). →Para que aminoácido e lipídio seja utilizado como fonte de energia é necessário a célula ter mitocôndria e possuir oxigênio disponível (estar em aerobiose). →A glicose é o único substrato universal,ou seja, que pode ser oxidada em anaerobiose e fora da mitocôndria. Mesmo que o rendimento seja menor, ela ainda fornece energia. Ex:A única forma da hemácea obter energia é através da glicose, já que ela não tem mitocôndria(precisa ser leve pro transporte de CO2 e O2) → SNC: o encéfalo é envolvido por uma camada protetora que é uma barreira hematoencefálica(impede a chegada de ácidos graxos/lipídios do sangue com exceção dos ácidos graxos essenciais- ácido linoleico e oleico para produzir a bainha). Como ele não capta esses lipídios dependem de glicose quase exclusivamente para fonte de energia para atender sua alta demanda energética(podem utilizar alguns corpos cetônicos). →Por isso é importante o controle da glicemia : como tem algumas células que quase dependem do fornecimento de glicose, é necessário um controle glicêmico sem faltar no sangue mas também sem estar em excesso(tbm é lesivo). Ex: Músculo pode utilizar energia de lipídios,aac´s,glicogênio então ele pode poupar a glicose. →Principal responsável pelo controle glicêmico: FÍGADO – responsável por retirar ou repor a glicose do sangue(tira o excedente de glicose no sangue e repõe quando falta) →Toda vez que ingerimos carboidratos entramos em hiperglicemia fisiológica:aumento transitório da glicemia após a ingestão desses carboidratos.Para ela ser considerada normal não pode ultrapassar 140 mg/dL e 2h após a refeição a glicemia se ajusta=normoglicemia entre 70 a 100 mg/dL. EQUILÍBRIO E DESEQUILÍBRIOS DA GLICEMIA M a r i a L u i z a P e i x o t o F M T - L X I I | 34 →Excesso da glicose = aumenta a produção dos corpos cetônicos (produtos derivados da quebra dos ácidos graxo), alterando o pH sanguíneo (cetoacidose) causando um desequilíbrio ácido/básico.As células desidratam e pode entrar em coma/morte. →Deficiência da glicose = necessária para o funcionamento metabólico, sem ela a pessoa entra em coma/morte. → Diabético que tem hiperglicemia, começa a produzir corpos cetônicos. Pode alterar o equilibro hidroeletrolitico. REABSORÇÃO RENAL DA GLICOSE →No túbulo proximal temos o SGLT 2 (transporte ativo secundário de sódio e glicose). Quando o sangue passa pelo glomérulo e é filtrado, o SGLT 2 vai reabsorver a glicose filtrada.Porém esse transportador é saturável, ou seja, reabsorve em média 200mg/dL de glicose. Se tiver 300 mg/dL (excesso) os outros 100 vão sair pela urina, causando a glicosúria. SGLT2 é responsavel por reabsorver toda a glicose que foi filtrada. Mais pra frente no tubulo proximal tem a SLGT1 que reabsorve a glicose que escapou do SGLT2. A glicose possui atividade osmótica, atraindo água para os túbulos renais. Então se ela estiver em excesso, essa glicose no ducto coletor(ajuste fino da reabsorção-balanço hídrico) vai atrair e secretar muita água,o que diminui a capacidade de absorção renal e aumenta o volume urinário (poliúria). Essa água perdida em excesso causa desequilíbrio de água e eletrólitos no organismo levando a desidratação. Isso causa polidpsia(sede excessiva). OBS: Glicação proteíca: ligação espontânea da glicose em proteínas. Em hiperglicemia essas ligações são favorecidas/aceleradas(proteínas perdem a estrutura e são degradadas). A degradação gera produtos tóxicos pra célula e com o tempo pode causar insuficiência renal, alterações do sistema imune, problemas neurológicas, ateromas... PRODUÇÃO E LIBERAÇÃO DA INSULINA Quando entramos em hiperglicemia fisiológica as células beta do pâncreas liberam insulina(Ilhotas de Langerhans- células alfa e células beta) Céls alfa=produzem o glucagon Céls beta=produzem a insulina A insulina é um hormônio peptídico. Ela é composta por três cadeias (ABC), possui uma sequencia sinalizadora que é importante pra conduzir ao reticulo endoplasmatico. Insulina sintetizada no ribossomo seja direcionado →Pré-pró-insulina: possui uma sequência sinalizadora da insulina--faz com que a insulina sintetizada no ribossomo seja direcionada pro retículo endoplasmatico. Uma vez que foi direcionada, ela já cumpre sua função e pode ser removida gerando a pró insulina. →Os enxofres da pré-pró-insulina estabilizam sua conformação pelas pontes dissulfeto. →A pró-insulina com as pontes dissulfeto já formadas vai quebrar a região do peptídeo C através de clivagens(Complexo de Golgi libera vesiculas e a pre-insulina vai realizar clivagem dentro dessa vesciula), já que sua função inicialmente é orientar A e B para estabelecer essas pontes. Já cumpriu sua função de posicionar as regiões, então ela pode ser clivada. →A remoção da região C(peptídeo) forma-se a insulina madura(cadeias A e B unidas por ponte dissulfeto). Pra cada molécula de insulina madura teremos uma de peptídio C. →Hiperglicemia fisiológica-estímulo pra célula beta liberar insulina (também libera por estímulos de incretinas e alguns aac´s) M a r i a L u i z a P e i x o t o F M T - L X I I | 35 LIBERAÇÃO DE INSULINA Fatores que fazem as células B perceberem hiperglicemia: GLUT 2(celulas Beta que tem): possui baixa afinidade por glicose, ou seja ele não absorve ela (possui alto Km pra glicose). Como ele não é facilmente saturável e não absorve a glicose ele vai acelerar a entrada/transporte de glicose. Afinidade inversamente proporcional ao transporte. Km: para atingir metade da velocidade de transporte precisa de muita glicose →Conforme a concentração de glicose vai aumentando o GLUT 2 vai deixar a glicose entrar na célula, consegue rapidamente igualar a glicose do meio extra e intra já que ele é não é facilmente saturável. Enzima glicoquinase/exoquinase 4 : ela é uma enzima que fosforila a glicose formando glicose-6-fosfato. Enquanto tiver mais glicose fora do que dentro, a glicose entra. Se por algum motivo tiver mais glicose dentro ela sai. Para evitar que a glicose saia da célula antes mesmo de ser usada, temos a reação da glicoquinase de fosforilação.A fosforilação faz com que a glicose não seja mais reconhecida pelo GLUT 2 como glicose, então ela vai ficar presa dentro da célula beta. Alto Km pra glicose, baixa afinidade pela glicose Quanto mais glicose, mais glicose-6-fosfato será formada e vai ficar presa pra regular a glicemia. A glicose-6-fosfato será utilizada para a produção de ATP. Canais de potássio são controlados por ATP, a ligação do ATP com canal de potássio leva ao fechamento desse canal, ele não vai mais sair da célula e ocorrerá despolarização da membrana. Canal de cálcio é aberto e entra na célula a favor de seu gradiente ativando as vias de sinalização que faz com que grânulos que armazenam insulina se fundam com a membrana e secretem a insulina. Resumindo: Mais glicose entra na céls beta, mais forma a glicose 6 fosfato,produzo ATP,quanto mais eu produzir mais eu fecho canais de potassio,despolarizo a membrana e mais canais de cálcio eu vou abrir para secretar insulina.... Peptideo C pode ser usado pra estimar o quanto a insulina é produzida. Mais preciso do que medir a insulina em si, porque sua meia vida é mais curta. Secretada na veia porta e depois vai pro fígado. →As incretinas são hormônios que estimulam a liberação de insulina, são secretadas pelo intestino quando estamos alimentados(carboidratos).Podem ser utilizadas para tratamento da diabete. →GLP e GIP tem ação no pâncreas estimulando a liberação de insulina pelo intestino. Eles também auxiliam na manutenção e sobrevivência das células beta. GLP também inibe a secreção de glucagon. E auxiliam na manutenção de sobrevivencia das células beta. RECEPTOR TIROSINA-QUINASE →Nas células beta do pâncreas a glicose atravessa a membrana via GLUT 2 →No músculo e tecido adiposo temos o GLUT 4 para captar a glicose. Ele é dependente da insulina, fica armazenado dentro da célula em vesículas. Se eu não tiver o GLUT na membrana a glicose não entra na célula. Então como ele está em vesículas, pela ação da insulina ele sai e vai pra membrana captar a glicose. PKB vai fosforilar as proteínas ancoradas na vesícula e ela vai migrar e se fundir na membrana para captação. M a r i a L u i z a P e i x o t o F M T - L X I I | 36 VIAS DE CONSUMO E DEGRADAÇÃO DE GLICOSE Glicólise: oxidação da glicose pra produzir energia,transforma-o em piruvato. →A glicose também pode ser armazenada em glicogênio numa via chamada de glicogênese (síntese).O oposto é a glicogenólise, onde ocorre a quebra da glicose. →Gliconeogênese: produção de glicose através de outras fontes (por exemplo aac´s). →Podemos armazenar ácidos graxos em triacilglicerol numa via chamada lipogênese.Também pode ser quebrado em ácidos graxos pra produção de ATP numa via chamada B-oxidação. →Insulina vai ativar vias de consumo e armazenamento de glicose: glicogênese/glicólise/lipogênese/SP Tambem vai ativar vias de degradação: glicogenólise/gliconeogênese/B-oxidação/proteólise/lipólise →A insulina sinaliza abundância de glicose, liberada pelas células beta para avisar as células que elas podem armazenar glicose como glicogênio/lipídios, fazer SP. Ou seja, ela ativa as vias de consumo e armazenamento de glicose e inativa as vias de degradação(não tem pq consumir lipídios,aac´s,glicogênios)—só tira quando precisar. →A PI3 quinase vai estimular vias metabólicas(metabolismo energético) : mediada pelo IRS quando é fosforilado em tirosina pelo receptor de insulina. Esse IRS vai ser uma proteína adaptadora para a PI3 quinase que estimula GLUT 4, sinteses de proteina/glicogênio/lipídios,vai inibir vias de lipólise/gliconeogenese/glicogenólise/B oxidação além de ter uma resposta anti apoptose/inflamatoria/stress oxidativo. Portanto a via metabólica estimula as vias dos 3 macronutrientes. →A via mitogênica da insulina envolve a proteína RAS : modula expressão gênica,hipertrofia,crescimento e proliferação celular... Neurônios possuem o GLUT 3 : não depende de insulina pra captar e metabolizar glicose (tem a barreira hematocenfálica). Ele depende de glicose como fonte de energia, precisa ser capaz de ter glicose independente de ter ou não insulina.Hipotálamo controla se voceestá saciado ou com fome: -orexígenos: estimula a fome -anorexígenos: estimula a saciedade Ex: insulina A insulina possui efeito em levar a saciedade e estimular a sobrevivência dos neurônios. Por isso existem alguns tipos de diabetes que causam doenças neodegenerativas. Insulina possui ação hipoglicemiante(liberação do glucagon pelas células alfa, mostra que a glicose está em falta) O fígado precisa repor a glicose no sangue,vai utilizar as vias de degradação e síntese de glicose (glicogenólise/lipólise/gliconeogênese) Glucagon vai dizer para o organismo que não tem glicose sobrando. Ele vai estimular o fígado a repor a glicose no sangue por meio do glicogenio armazenado. O fígado também pode fazer a gliconeogênese. Glucagon age no tecido adiposo estimulando a lipólise. Lipidio como fonte de energia no músculo, o que gera uma economia de glicose. M a r i a L u i z a P e i x o t o F M T - L X I I | 37 Glicemia que estava baixa vai voltar a normoglicemia. Quando o glucagon é liberado, gera o aumento da glicemia. Glucagon, cortisol e adrenalina são contraregulatórios à insulina(Hiperglicemiantes) →Economia de glicose: forneço lipideo para os tecidos que conseguem consumir como fonte de energia, isso economiza glicose no sangue para o SN e pra outras céls que dependem dela como fonte de energia. →O stress é um momento de demanda energética elevada. Então a adrenalina, cortisol, GH e ACTH atuam como hormonios hiperglicemiantes. →Cortisol: estimula córtex das adrenais →Adrenalina: adrenais Pra liberar o cortisol a hipófise precisa estimular a liberação dele pelo ACTH. As vias que a insulina ativa os hiperglicemiantes inibem e vice- versa. →Hormônio do crescimento(GH) potencializa a ação da adrenalina e do glucagon.Se isso não for suficiente pra impedir que a glicose continue caindo o cortisol atua. Se ela permanece caindo começa a ter os sintomas adrenergicos de hipoglicemia Quando fica muito abaixo inicia os sintomas de neuroglicopenia. Portanto,não há nenhum hormônio que substitua a insulina.O glucagon consegue ser substituído pelo GH,cortisol,adrenalina,ACTH= já que a hipoglicemia crônica leva a morte ou graves sequelas neurológicas. OBS: Neurônio sem glicose não tem ATP pra fazer suas funções DIABETES MELLITUS • Tipo 1 →Indivíduo não produz insulina (comuns na infância e na adolescência). →Sem insulina não tenho glut 4 sendo expresso no tecido adiposo e o figado não conseguirá metabolizar (armazenar nem degradar) a glicose. Então a glicose consumida na dieta vai acabar ficando no sangue. Na falta de insulina o figado atua como se o corpo estivesse em jejum(sem insulina quem atua é o glucagon) céls alfa vão ficar liberando glucagon. Autorregulação, sem um atua o outro. Ao fazer isso ele vai ficar jogando glicose no sangue(gliconeogênese) e isso vai aumentar ainda mais a glicose no sangue,contribuindo pra hiperglicemia. Sintomas: doenças dos 4 p´s – poliúria,polidpsia,polifagia,perda de peso. -hiperglicemia: doença autoimune das células beta(sistema imune ataca essas céls) -glicosúria : ultrapassa limiar de glicose absorvida pelo SGLT -poliúria (glicose tem atv osmótica alta) -polifagia: fome em excesso -emagrecimento (pessoa come mais, porém na falta de insulina as vias que são ativadas é de lipólise e proteólise) -acidose metabólica: lipólise acelerada faz com que o fígado produza corpos cetônicos (acidose sanguínea). -desidratação -polidipsia: sede em excesso →Falta de insulina, pâncreas liberando glucagon que ativa as vias de produção e excreção de glicose,vai ficar acumulada no sangue(músculo e tec adiposo não consegue armazenar glicose via GLUT 4 na falta de insulina). Nessa falta de insulina,proteólise e lipólise sempre ativas. Esse excesso de ácido graxo/lipídios no fígado se acúmulam no fígado produzindo corpos cetônicos alterando o pH sanguíneo. M a r i a L u i z a P e i x o t o F M T - L X I I | 38 →A diabetes facilita o risco de infarto, já que deixa mais propício a entrada de agentes obstrutivos no endotélio dos vasos, como por exemplo o colesterol. • Tipo 2 →Indivíduo possui resistência a insulina. Geralmente relacionado a obesidade. →O tecido adiposo produz hormônios, como a diponectina, ela aumenta a sensibilidade a insulina, facilitando o reconhecimento nas céls. O individuo obeso tem uma diminuição da diponectina, favorece a resistencia da insulina + tecido adiposo obeso produz a resistina, leva resistência a insulina →O indivíduo só pode ser caracterizado como diabetico se tiver com uma hiperglicemia persistente. A pessoa começa a ter resistência a insulina,o pancreas tenta compensar produzindo mais insulina,a resistência vai aumentando,pâncreas vai produzindo cada vez mais insulina (hiperinsulinemia).Enquanto ele conseguir compensar a glicemia vai ficar normal e a pessoa fica assintomática,mas em um dado momento o pâncreas não consegue mais vencer essa resistência e desenvolve a hiperglicemia,agora ela é nomeada diabética. →Resistência: a pessoa tem o receptor, tem a insulina mas não tem a resposta celular. →As citocinas produzidas pelo tec adiposo possuem receptores ( IL-6, TNF-alfa). As serinas/treonina quinases(aac´s) fosforilam proteínas intracelulares em serinas ou treoninas,as quais fosforilam o receptor IRS 1 em serina. →O IRS fosforilado em serina não consegue fosforilar em tirosina. Para ter a resposta da insulina esse IRS deveria fosforilar em tirosina. Logo a presença dessas citocinas mudam o substrato receptor da insulina. Mesmo tendo insulina, músculo e tecido adiposo não conseguem captar essa glicose. →Aumento de triacilglicerol no sangue aumenta doenças cardiovasculares(lipólise). →Resistência-secreção de insulina elevada,glicemia dela pode permanecer normal. Quando o pâncreas não consegue compensar ela se torna hiperglicêmica,isso força as céls beta a produzir cada vez menos insulina. Ai ela pode piorar seu caso hiperglicêmico. FISIOPATOLOGIA DO DIABETES: COMPLICAÇÕES Quanto pior o controle glicêmico maior a chance da pessoa ter essas complicações. -Cegueira: via dos poliois →A glicose é reduzida pela aldose redutase em sorbitol e ele pode ser convertido em frutose. Em condições normais essa via ocorre de forma secundária/lentamente. Na falta de insulina(secreção ou M a r i a L u i z a P e i x o t o F M T - L X I I | 39 ação dela) a pessoa tem maior disponibilidade de glicose que favorece essa via. Problema: acumula sorbitol e frutose nas células, facilitando a glicação proteíca(ligação de monossacarídeos em proteínas). Possuem atividade osmótica,ao acumular nas células dos olhos pode causar morte celular levando cataratas e cegueira. →O acúmulo de sorbitol nos neurônios causa neuropatia(pessoa perde sensibilidade de dor) ou pode ter dores crônicas, alterações nos reflexos. →Pé diabético: sapato ortopédico que não machuca o pé,pois muitas vezes ele não sente se está machucando,pode ter uma infecção e ter que amputar o pé. Biguanidas: inibem gliconeogênese Sulfonilureias: estimulam o fechamento do canal de potássio para secreção de insulina Tiazodilidenodionas: aumenta a sensibilidade á insulina Inibidores de DPP-4: aumenta a meia vida das incretinas para secretar a insulina Análogos de GLP1: incretinas-aumenta secreção de insulina Inibidores de SGLT 2: promove maior perda de glicose na urina(tomar cuidado por conta da desidratação) Inibidores de alfa-glicosidade: diminui a digestão e absorção intestinal de carboidratos da diet
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