Digestão de Carboidratos — Felipe Barros
ENTENDENDO O PROCESSO DA DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS
Antes de entender como esse processo de digestão de carboidratos acontece, é importante saber quais carboidratos estão envolvidos nessa atividade. Os principais carboidratos são, por exemplo:
-> Amido/glicogênio Lactose
-> Sacarose
-> Maltose/maltotriose
-> Trealose
A digestão dos carboidratos acontece em diversas etapas e em regiões/órgãos diferentes, ou seja, as enzimas responsáveis pelo processo de digestão de carboidratos no trato gastrointestinal estão espalhadas por suas diversas porções, iniciando já com a digestão do amido na cavidade oral, como veremos a seguir.
Digestão de carboidratos na cavidade oral:
A enzima responsável pela digestão na cavidade oral é a ptialina, que junto com a mucina, estão presentes na saliva. Portanto, trata-se de uma amilase salivar, que realiza a hidrólise das ligações glicose-glicose do amido ou do glicogênio ( 1,4-glicosídica).
Na boca não há hidrólise de monossacarídeos. Posteriormente, é importante ressaltar que a ligação glicose-glicose só irá ocorrer em casos de molécula com ramificação. Ainda, há os produtos dessa catálise, sendo eles: moléculas de maltose (soma de duas glicoses) e maltotriose.
Digestão no duodeno:
A enzima responsável pela digestão é a amilase pancreática que é secretada pelo pâncreas através de sua função exócrina na secreção do suco pancreático, que chega através do ducto pancreático na porção descendente do duodeno através da ampola ou papila de Vater. Em suma, possui como produto moléculas de maltose e maltotriose.
Digestão no intestino delgado (jejuno e íleo):
O intestino delgado conta com microvilosidades que auxiliam a digestão, aumentando a superfície de absorção do órgão. No intestino delgado, somente os monossacarídeos são absorvidos, como a glicose, galactose e a frutose.
Assim, a enzima responsável é a lactase, sendo ela capaz de realizar hidrólise da lactose. Além dessa enzima, há a sacarase, que realiza hidrólise da sacarose, a maltose, que realiza a hidrólise da maltose e maltotriose, e a 1,6 – glicosidase, que realiza a hidrólise das ligações 1,6 do amido e do glicogênio.
Especificando os produtos da hidrólise:
-> Lactose: 1 glicose + 1 galactose (monossacarídeo). Enzima: lactase;
-> Sacarose: 1 glicose + 1 frutose (monossacarídeo). Enzima: sacarase;
-> Maltose: 1 glicose + 1 glicose. Enzima: maltase;
-> Trealose: 1 glicose + 1 glicose. Enzima: trealase.
VOCÊ É CAPAZ DE DESCREVER AS ETAPAS DA DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS?
Em primeiro lugar ocorre a secreção, por meio de movimentos de materiais das células para o lúmen celular ou para o líquido extracelular. Em seguida, há a digestão com a quebra mecânica ou química do alimento em unidades menores, com intuito de facilitar a digestão com o aumento da superfície de contato. Posteriormente, há a absorção que consiste no movimento do lúmen gastrointestinal para o líquido extracelular.
Em contrapartida, a última etapa consiste em movimentar o material através do trato gastrointestinal, conhecido como motilidade, sendo esse transporte resultado da contração muscular que resulta em um movimentos denominados movimentos peristálticos ou, simplesmente, peristalse.
Transporte dos carboidratos:
Transporte de carboidratos
O transporte dos carboidratos é realizado por proteínas. Assim, os GLUTs são proteínas de
membrana responsáveis pela passagem da glicose. Em contrapartida, os SGLTs são as proteínas transportadoras da glicose. Desta forma, podemos elencar, por exemplo:
-> Primeiramente, o GLUT-1: localizado na expressão ubíqua e tem função basal;
-> Em segundo lugar, o GLUT-2: localizado no fígado, pâncreas, intestino delgado e nos rins. Sua função é absorver glicose pelo fígado depois das refeições. Além disso, funciona como uma sensor de glicose;
-> Em terceiro lugar, o GLUT-3: está localizado no cérebro, nos rins e na placenta. Possui como função a absorção basal;
-> Posteriormente, o GLUT-4: está localizado nos músculos esqueléticos, nos tecidos adiposos e no coração. A função está relacionada diretamente com a insulina, ou seja, é insulino dependente;
-> Na sequência, o GLUT-5: é localizado no intestino delgado.
Além dos GLUTs, que como já vimos são proteínas transportadoras de membrana da glicose, podemos observar também e elencar os SGLTs, que vão ser os responsáveis pelo transporte da glicose. Por exemplo:
-> Em primeiro lugar, o SGLT-1: está localizada no intestino, na traquéia, nos rins, no coração, no cérebro, nos testículos e na próstata. Seus substratos são: glicose e galactose;
-> Em segundo lugar, o SGLT-2: localizado nos rins, fígado, tireóide, cérebro, coração e músculos. Seu substrato: glicose;
-> Em terceiro lugar, o SGLT-3: está localizado no intestino, nos testículos, nos pulmões, na tireóide, no útero e no cérebro. Seu substrato também é a glicose;
-> Posteriormente, o SGLT-4: está localizado no intestino, nos rins, no fígado, no cérebro, nos pulmões, na traquéia, no pâncreas e no útero. Seus substratos são: glicose e manose;
-> Ainda o SGLT-5: localizado nos rins. Seus substratos são: glicose e galactose.
DESMISTIFICANDO A ABSORÇÃO
A absorção dos carboidratos inicia-se com as hidrólises. Logo após as quebras, a glicose e a galactose entram nas células, através de SGLT, e irão para a circulação, por meio do GLUT-2. A frutose, diferente da glicose, entra na célula por meio do GLUT-5 e irá atingir a circulação através do GLUT-2. Os GLUTs realizam a difusão facilitada, um tipo de transporte passivo, através do gradiente de concentração.
Por ser um transportador passivo ele não faz uso de ATP. Os SGLTs utilizam o gradiente de concentração do sódio para transportar glicose e galactose, por isso é considerado um co-transportador. Além disso, ele realiza o transporte ativo secundário, a favor do gradiente de concentração de sódio no meio extracelular. Por ser um transportador ativo, ele faz uso de ATP, através da bomba de sódio e potássio que auxilia na manutenção da concentração.
COMO FUNCIONA O METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS?
Primeiro, a glicose sintetizada pelo fígado, por meio do glucagon,e é lançada na circulação para ser metabolizada por tecidos extra-hepáticos.Assim, com a produção de glicose ocorre a sua absorção no intestino, através do sistema porta-hepático.
Em seguida, ela é enviada para o fígado. As primeiras moléculas de glicose que chegam no fígado serão direcionadas para a formação/síntese do glicogênio, com intuito de fazer a reserva nutricional e suprir a demanda gasta no período de jejum. Logo, com o aumento da glicemia (glicose sérica) há o aumento da secreção de insulina pelas células beta pancreáticas.
É comum observar que pacientes diabéticos apresentam hiperglicemia. Isso acontece devido a glicose ser capaz de entrar na célula sem que haja insulina circulante. Na ausência da sinalização realizada pela insulina, o glucagon exerce seu papel regulatório, sendo ele: ativação da neoglicogênese no fígado, capaz de formar glicose, o que aumenta a ativação da glicogenólise.
Período de absorção:
No período absortivo, há a etapa de absorção dos nutrientes ingeridos e gerados. Nesse período há a glicólise, responsável pela redução do lactato a piruvato, por meio da lactato desidrogenase.
Esse processo ocorre com a ação do NAD+ que reduz o gliceraldeído-3-fosfato para 1,3-bifosfoglicerato. Logo, o NAD+ é regenerado e passa a assumir a forma de NADH. Logo depois, o gliceraldeído-3-fosfato é oxidado pela gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, gerando 1,3 bisfosfoglicerato, sendo ele responsável pela fixação da glicose dentro da célula.
Ainda, é importante lembrar que a coenzima NAD é sintetizada por meio da vitamina B3. A enzima piruvato quinase é uma enzima responsável pela catalisação da reação de oxirredução apresentada acima.
Os níveis de frutose-2,6-bisfosfato no hepatócito são regulados através da insulina (pela via da cascata de sinalização), ativando a PFK-II, o que gera, consequentemente, o aumento dos níveis de frutose-2,6-bisfosfato.
Dessa forma, o fígado passa a ter glicólise ativada mesmo tendo suas necessidades energéticas supridas (altos níveis de ATP). A glicoquinase sofre controle alostérico negativo pela glicose-6-fosfato e a hexoquinase sofre sequestro nuclear por uma proteína reguladora.
CORRELAÇÕES CLÌNICAS: DIABETES
A diabetes mellitus tipo 1 é uma doença autoimune, enquanto a tipo 2 ocorre quando o organismo não faz o uso adequado da insulina produzida, ou quando há uma falha na sua produção.
Enquanto a tipo 1 ocorre mais em crianças, e não está relacionada à obesidade, a diabetes Tipo 2 possui maior ocorrência em adultos e está relacionada à obesidade. Os filhos de mães diabéticas apresentam altas chances de hipoglicemia, pois a fonte de açúcar no sangue (recebido através da via do cordão umbilical) deixa de existir e a produção aumentada de insulina do recém-nascido metaboliza o restante do açúcar no sangue, passando a ser alimentado pelo leite materno.
A exposição intrauterina à hiperglicemia materna resulta no hiperinsulinismo fetal, tendo o aumento das células de gordura fetais.