O METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

MÓDULO III - PROBLEMA I

METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

DIGESTÃO

Glicose - principal combustível do metabolismo

Relativamente rica em energia livre e pode formar vários polímeros (glicogênio e amido) servindo como uma reserva maior de energia, altamente versátil, podendo constituir os esqueletos carbônicos de vários compostos. A glicose é a única porta de entrada de energia a diversos tecidos.

Em uma refeição os carboidratos (principalmente oligossacarídeos e polissacarídeos (origem vegetal, AMIDO – amilose e amilopectina; e de origem animal, GLICOGÊNIO), e poucos monossacarídeos) advindos de uma dieta mista são digeridos principalmente por dois sítios: a boca e o lúmen intestinal. Na boca, durante a mastigação, a alfa-amilase salivar é a principal enzima de digestão, e atua rapidamente e de forma aleatória sobre o amido e o glicogênio hidrolisando algumas de suas ligações alfa (1-4).

Como a alfa-amilase só hidrolisa as reações alfa (1-4) e na amilopectina e no glicogênio existem ramificações com ligações alfa (1-6), os produtos da digestão resultantes contêm uma mistura de polissacarídeos mais curtos e ramificados (dextrinas) e dissacarídeos.

Existem na natureza duas endoglicosidases a alfa (1-4) e B(1-4), mas os humanos não produzem nem secretam esta ultima nos sucos digestivos, por isso não podemos digerir a celulose.

Ao chegar ao estomago a digestão cessa temporariamente, pois a acidez inativa a enzima alfa-amilase salivar.

Quando o conteúdo ácido chega do estomago ao intestino delgado, ele é neutralizado pelo bicarbonato secretado pelo pâncreas, e a alfa-amilase pancreática continua a digestão. Essa digestão geralmente se completa no momento em que o conteúdo chega ao epitélio mucoso do jejuno superior (diminuindo à medida que segue o intestino) e inclui varias enzimas endoglicosidases (polissacaridases, oligossacaridases e dissacaridases) secretadas por células da mucosa intestinal, como por exemplo: isomaltase, maltase, sacarase e lactase.

ABSORÇÃO E TRANSPORTE DOS CARBOIDRATOS DA DIETA

A absorção dos carboidratos resultantes da digestão se da por meio de diferentes mecanismos, que são:

Dependente de Sódio, que se dá por processo ativo (com gasto de energia). Esse processo transporta a glicose contra um gradiente de concentração e é mediado por um carreador (co-transportador de glicose 1 – SGLT-1, dependente de sódio) em que o movimento da glicose esta acoplado ao gradiente de concentração do sódio, que é transportado juntamente à glicose para o interior da célula. Exemplos: plexo coróide, túbulos renais e epitélio intestinal.

Não dependente de sódio, que ocorre por difusão facilitada. Esse sistema é mediado por uma família de pelo menos 14 transportadores de glicose encontrados nas membranas celulares, são chamados de GLUTs 1 à 14. Tal transporte se dá da seguinte forma: a glicose liga-se ao transportador que então altera sua conformação transportando-a para dentro ou para fora da célula através da membrana celular. Tais transportadores apresentam alto padrão de especificidade tecidual, como por exemplo, o GLUT3 (principal transportador da glicose dos neurônios), o GLUT 1 (abundante nos eritrócitos e no encéfalo e pouca expressão nos músculos), o GLUT4 (presentes principalmente nos tecidos adiposos e muscular esquelético), entre outros. Alem do mais, cada um desses transportadores apresenta uma função especializada, por exemplo: os GLUTs 1, 3 e 4 são os principais responsáveis pelo transporte de glicose do sangue para as células, porem o GLUT2 (encontrados em fígado, rins e pâncreas) possui ação contraria, transportando-a dessas células para o sangue (quando os níveis de glicose estiverem baixos) e o GLUT5 que possui mesmo mecanismo no intestino delgado e nos testículos, porem para com a frutose em vez de glicose. O GLUT7 encontrado em tecidos gliconeogênicos, medeia o fluxo de glicose através da membrana do reticulo endoplasmático.

Em indivíduos normais a digestão e absorção de carboidratos são altamente eficientes. Porem, em condições patológicas (deficiência ou inexistência de enzimas digestivas), ocorre uma serie de complicações. Como a absorção é predominantemente de monossacarídeos, qualquer defeito na atividade de determinada endoglicosidase da mucosa intestinal, causa a passagem do carboidrato não digerido para o intestino grosso. Como esse material é osmoticamente ativo a água flui da mucosa para o intestino grosso, causando diarréia osmótica, fator que é agravado pela fermentação desses carboidratos por bactérias da flora intestinal, que produz compostos de 2 ou 3 carbonos (altamente osmóticos), alem de CO2 e H2, intensificando os efeitos da diarréia e causando cólicas abdominais e flatulência. Tais condições patológicas se dão devido a diversos fatores como: doenças intestinais, má nutrição, fármacos que danificam a mucosa do intestino delgado, genética (90% dos descendentes africanos e asiáticos na fase adulta possuem deficiência de lactase e 10% dos esquimós da Groelândia possuem deficiência da isomaltase sacarase), idade, entre outros. A medição de H2 no hálito é um teste bastante eficaz para determinar a quantidade de carboidrato digerido e não absorvido pelo organismo, mas metabolizado por bactérias.

REGULAÇÃO DO METABOLISMO CELULAR

As vias metabólicas devem ser coordenadas, de modo que a produção de energia e síntese de produtos finais esteja de acordo com as necessidades das células. Alem disso, as células não funcionam individualmente, mas são parte de um conjunto de tecidos que interagem, tornando necessário um mecanismo de comunicação entre as células de maneira que se coordene as funções do organismo. Os principais sinais regulatórios desse sistema são: hormônios/neurotransmissores e os sinais gerados dentro da célula por sua influencia e a disponibilidade de nutrientes.

SINAIS DE DENTRO DA CÉLULA (INTRACELULARES)

A velocidade de uma via metabólica pode ser controlada através de sinais de dentro da célula, como: disponibilidade de nutrientes e a concentração de certos compostos inibidores ou ativadores alostéricos. Esses sinais possuem normalmente resposta rápida e são importantes para a regulação do metabolismo a cada momento.

COMUNICAÇÃO ENTRE CÉLULAS (INTERCELULAR)

A sinalização entre as células fornece uma integração mais ampla do metabolismo, porem com uma resposta mais lenta que a intracelular. A capacidade de responder a estímulos exteriores foi essencial para a sobrevivência e desenvolvimento dos organismos, porem tornou necessária a comunicação entre as células para obter-se respostas a esses estímulos. Essa comunicação entre as células pode ser obtida através de: junções comunicantes (onde os citoplasmas celulares encontram-se em comunicação direta), Porem para o metabolismo, o principal meio de comunicação é a sinalização química, por hormônios e neurotransmissores.