Alimentos Funcionais e Nutrigenômicas: Implicações Práticas na Nutrição Clínica e

Esportivo

Pós-Graduação a distância

Bases biológicas e Metabólicas da Nutrigenômica - Introdução à Nutrigenômica e Metabolômica

Profª. Daniela Caetano

Sumário

INTRODUÇÃO À NUTRIGENÔMICA .......................................................................... 4

O que é nutrigenômica? ........................................................................................................4

Estrutura do DNA .................................................................................................................5

1.3 Função das proteínas e papel da nutrigenômica ..................................................................8

BIOENERGÉTICA .................................................................................................... 9

Conceito .............................................................................................................................9

Metabolismo .......................................................................................................................9

Metabolismo de carboidratos ................................................................................ 12

3.1 Estrutura Química ......................................................................................................... 12

Funções ........................................................................................................................... 12

Fontes nutricionais .............................................................................................................. 12

Classificação dos carboidratos .............................................................................................. 12

Classificação dos carboidratos estabelecida de pela quantidade de carbonos na molécula. ............................ 12

Classificação dos carboidratos estabelecida pela sua biodisponibilidade ...................................................... 14

Classificação dos carboidratos estabelecida pelo tempo de digestão e absorção .......................................... 15

Digestão e absorção dos carboidratos .................................................................................... 16

Regulação hormonal da glicose ............................................................................................ 18

Índice glicêmico e carga glicêmica ......................................................................................... 19

Glicólise e vias metabólicas do piruvato ................................................................................. 20

Glicogenólise e glicogênese .................................................................................................. 21

Metabolismo de lipídios ........................................................................................ 22

Estrutura Química ............................................................................................................... 22

Funções ............................................................................................................................ 23

Fontes alimentares.............................................................................................................. 23

Gordura Saturada .............................................................................................................................. 23

Gorduras Insaturadas ..................................................................................................................... 23

Ácidos graxos do tipo TRANS .............................................................................................................. 23

Colesterol ........................................................................................................................................ 23

Classificação dos ácidos graxos ............................................................................................ 24

Classificação pelo grau de saturação .................................................................................................... 24

Classificação dos ácidos graxos pelo tamanho da cadeia .......................................................................... 24

4.5 DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIPÍDIOS .............................................................................. 25

Triacilglicerol .................................................................................................................................... 25

Colesterol ....................................................................................................................................... 26

Fosfolipídeos ................................................................................................................................... 27

Ácidos graxos de cadeia curta, média, glicerol e vitaminas lipossolúveis ............................................ 27

Ácidos graxos de cadeia longa e colesterol ............................................................................................ 27

Camada estacionária de água .............................................................................................................. 28

Mucosa intestinal .............................................................................................................................. 28

Metabolismo dos lipídios ...................................................................................................... 29

Papel do fígado no metabolismo lipídico ............................................................................................... 29

Lipólise ............................................................................................................................................ 31

β-oxidação de ácidos graxos ............................................................................................................... 32

Lipogênese ....................................................................................................................................... 33

Síntese de corpos cetônicos ................................................................................................................ 35

Síntese de colesterol ......................................................................................................................... 36

Referências .......................................................................................................... 36

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Introdução à Nutrigenômica e Metabolômica

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INTRODUÇÃO À

NUTRIGENÔMICA

O que é nutrigenômica?

Os avanços e investigações científicas do século passado levaram a humanidade a importantes descobertas no campo da biologia molecular. O mapeamento do genoma humano e o aprimoramento das técnicas de biologia molecular moderna propiciaram o surgimento de uma nova ciência, a nutrigenômica, que conjuntamente com as pesquisas recentes na área de alimentos funcionais e nutracêuticos, são responsáveis pelo desenvolvimento de uma nutrição individualizada e específica. A Nutrigenômica estuda nutrientes e substâncias alimentares capazes de modular a expressão gênica, levando a modificações metabólicas de um indivíduo. A nutrigenética, por sua vez, estuda a susceptibilidade genética do indivíduo em relação à ingestão calórica e comportamento alimentar. Os nutracêuticos são qualquer substância que pode ser considerada um alimento ou parte dele e proporciona benefícios médicos e na saúde, incluindo o tratamento e a prevenção de doenças.

A nutrigenômica é baseada em três conceitos básicos para entender como um nutracêutico pode agir na alteração metabólica:

● Transcriptônica – Esta ciência es-tuda a interferência do nutracêu-tico na modulação da expressão gênica, ou seja, como uma sub-stância alimentar pode interferir no funcionamento do DNA.

● Proteômica – Após comprovada a modulação da expressão gênica

no DNA por um determinado nu-tracêutico, qual o impacto desta modulação na síntese e ativação de proteínas.

● Metabolômica – Esta ciência estuda se a alteração da síntese ou ativação de novas proteínas é suficiente para determinar uma alteração metabólica importante, com o intuito de promover a saúde do indivíduo, prevenindo ou até mesmo agindo como agente terapêutico.

Para melhor compreensão de como ocorrem as modificações gênicas, é necessário o entendimento de como o DNA repassa as características para o organismo humano e como ele sofre modulação de fatores externos, como os alimentares.

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Estrutura do DNA

O Ácido desoxirribonucleico (DNA ou ADN em português) é uma estrutura linear formada de nucleotídeos. Estas moléculas são formadas por um açúcar denominado ribose, um grupo fosfato e uma base nitrogenada que difere nos tipos de nucleotídeos existentes. O DNA humano é formado de uma sequência contendo milhões de nucleotídeos.

Estrutura de um nucleotídeo:

Existem cinco tipos diferentes de nucleotíde-os, mas apenas 4 compõe a cadeia de DNA. São eles: citosina, guanina, adenina, uracila e timina. Eles diferem entre si pela composição e forma de ligação das bases nitrogenadas, como ilustrado abaixo:

Na molécula de DNA são encontrdos os

nucleotídeos adenina, citosina, guanina e timina.

Estes formam a fita de DNA por uma ligação

covalente extremamente rígida realizada entre

a ribose e o grupo fosfato. Entretanto o DNA

é composto de uma fita dupla e portanto, há

também ligações iônicas (mais fracas) entre as

duas fitas, que ocorre pelas bases nitrogenadas.

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As bases nitrogenadas se unem uma a outra por interações entre suas moléculas. Desta forma, cada base faz ligação com outra específica sempre, portanto a ligação entre bases é ocorre sempre de forma fixa:

Adenina – TiminaCitosina - Guanina

Em alguns organismos complexos, como os seres humanos, a cadeia de DNA está condensada nos cromossomos, dentro do núcleo celular. A espécie humana possui 23 pares de cromossomos, sendo 23 cromossomos herdados da mãe e 23 cromossomos herdados dos pais. A fita dupla de DNA condensada nos cromossomos representa nosso código genético e possui todas as informações necessárias sobre o funcionamento do organismo.

O DNA se comporta como um grande livro de receitas, pois possui em seu código genético a sequência de aminoácidos necessária para a formação de todas as proteínas, peptídeos e compostos proteicos do organismo. Cada “receita” contida no DNA é chamada de gene. Existem no DNA humano cerca de trinta mil genes diferentes.

Toda vez que uma célula necessita de uma proteína, ela acessa o gene presente no DNA, no núcleo celular, e produz um RNA mensageiro, ou seja, a cópia do gene desejado. Entretanto, para acessar um gene, a célula precisa de uma “chave” especial de acesso, ou um fator de transcrição.

Estrutura de um cromossomo e condensação do DNA.

O DNA está condensado em estruturas proteicas chamadas de histonas, formando o cromossomo

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Fatores de transcrição são peptídeos ou proteínas que se ligam ao DNA de células eucarióticas para permitir que haja uma ligação entre a enzima RNA-polimerase e o DNA, permitindo assim a transcrição e a futura tradução. Qualquer proteína necessária para o início da transcrição, mas que não seja parte integrante do RNA polimerase. Os nutracêuticos agem como fatores de transcrição, modulando a expressão gênica (a quantidade de RNAs mensageiros produzidos). Os fatores de transcrição se ligam ao promotor do gene, iniciando o processo de transcrição gênica (confecção de RNA mensageiro).

Após a ligação da RNA polimerase no gene, as fitas duplas se separam e a enzima faz a transcrição do gene, copiando a cadeia de nucleotídeos de forma inversa, obedecendo sempre as ligações base – base. Como a cadeia a ser sintetizada é de um RNA, este não contém timina na sua composição e sim uracila, um outro nucleotídeo similar. Desta forma a cadeia de RNA será formada de forma inversa ao DNA e será adicionado uma uracila ao invés de uma timina.

A molécula de RNA mensageiro segue para fora do núcleo, em direção ao ribossomo localizado no citoplasma.

O ribossomo é a organela responsável pelo síntese proteica. O processo de síntese protéica dá início quando o RNA mensageiro passa liga-se à subunidade de um ribossomo, que consegue ler dois códons por vez (códon é a sequência de 3 nucleotídeos).

Resumo da transcrição e tradução gênica

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Cada códon liga-se ao anticódon especifico de um RNA transportador e o aminoácido que está ligado à extremidade CCA do RNAt se liga ao outro aminoácido do RNAt, ou seja, ocorre uma ligação peptídica entre os dois aminoácidos dos RNAts na subunidade maior do ribossomo. O ribossomo ou RNAm se deslocam (se o RNAm ligar-se à subunidade menor de um ribossomo “solto” no citoplasma, o ribossomo move-se, mas se o RNAm ligar-se à subunidade menor de um ribossomo que está na parede do reticulo endoplasmático rugoso, o RNAm move-se), onde o primeiro códon é descoberto e o códon seguinte é coberto. Neste ocorre o mesmo processo já citado, então isso ocorre até chegar ao códon terminal (o ultimo códon do RNAm) e então formou-se nesse processo uma cadeia de aminoácidos, que é a proteína. O processo acaba no códon terminal, porque ele não tem um anticódon correspondente, cessando o processo e acabando o processo de síntese protéica. Existem 64 códons diferentes se tomarmos todas as combinações de 3 códos utilizando-se de 4 códons diferentes. Portanto cada aminoácido tem pelo menos dois códons diferentes equivalentes.

Abaixo a tabela ilustra os aminoácidos e todos os códons equivalentes

http://www.youtube.com/watch?v=DGmUjyd

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2D

1.3 Função das proteínas e papel da nutrigenômica

As proteínas desempenham papel fundamental no funcionamento do organismo. Possuem diversas funções, como função estrutural, hormonal, enzimática, regulatória, sistema imune, sinalizador, entre outras. Todas as funções do metabolismo, dependem do funcionamento e da expressão destas proteínas e estes fatores são definidos por fatores genéticos associados principalmente aos fatores ambientais. O estilo de vida é um dos mais importantes componentes das características metabólicas do indivíduo e de todos eles a alimentação é o fator mais importante, podendo alterar a expressão gênica e proteica em até 60%.

Os alimentos funcionais e nutracêuticos atuam em várias funções diferentes do metabolismo e por esta razão atualmente estão relacionados à prevenção e tratamento de várias doenças. As principais funções destes fitoquímicos estão relacionadas ao aumento da expressão ou da atividade de enzimas antioxidantes, diminuição de proteínas inflamatórias e aumento das pró inflamatórias, aumento de peptídeos sinalizadores da saciedade e da oxidação de gordura e diminuição de proteínas relacionadas ao acúmulo de gordura, entre outros.

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BIOENERGÉTICA

Conceito

A Bioenergética constitui um dos principais blocos temáticos da Fisiologia, sendo essencialmente dedicada ao estudo dos vários processos químicos que tornam possível a vida celular do ponto de vista energético. Procura, entre outras coisas, explicar os principais processos químicos que decorrem na célula e analisar as suas implicações fisiológicas, principalmente em relação ao modo como esses processos se enquadram no conceito global de homeostasia.

Metabolismo

Metabolismo é o conjunto de reações químicas integradas, que ocorrem em um organismo e célula. Este converte uma molécula em outra específica de acordo com suas necessidades. Estas reações ocorrem para que o organismo possa obter ou armazenar a energia. Via metabólica é uma série consecutiva de reações, que possuem enzimas específicas. Nas vias metabólicas, um precursor é convertido em produto final e em cada reação, há a formação de um composto denominado metabólito.

A regulação de uma via metabólica ocorre por três fatores diferentes:

● Enzimas alostéricas ● Hormônios ● Regulação síntese enzimática (aumento da expressão gênica)

O mapa metabólico indica o conjunto de todas as vias metabólicas relacionadas aos nutrientes energéticos e outras substâncias que sofrem metabolização pelas células do organismo

De acordo com a função da via metabólica, essa pode estar classificada catabólica ou anabólica, conceitos que estão relacionados ao gasto ou a formação de energia.

● CATABOLISMO: Fase de degra-dação do metabolismo (trans-formam alimentos em energia celular)

● ANABOLISMO: Formação de macromoléculas – necessitam de energia

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O catabolismo tem como função degradar as moléculas energéticas para a formação de ATP. O anabolismo sintetiza novas moléculas e para isso necessita de consumo de ATP.

O ATP (adenosina trifosfato) é uma molécula que estoca energia rápida, facilmente liberada para as necessidades celulares. Esta molécula é composta de uma adenosina (base nitrogenada) ligada a três grupos fosfato. Quando a célula necessita de energia, um dos fodfatos é quebrado da molécula, liberando a energia contida para a função celular.

Abaixo segue a estrutura do ATP:

A reação de quebra do ATP está descrita abaixo e geralmente se dá pela ação das enzimas ATPases, responsáveis pela quebra do grupo fosfato da molécula.

● ATP + H2O ADP + Pi + H+

● ADP + H2O AMP +P Pi + H+

Existem outros nucleotídeos análogos ao ATP, ou seja, possuem a mesma função, apenas são compostas de outras bases nitrogenadas

● GTP (Guanina trifosfato) ● UTP (Uracila trifosfato) ● CTP (Citidina trifosfato)

A célula necessita de ATP para desempenhar 3 trabalhos básicos:

● Trabalho mecânico (contração muscular)

● Trabalho Osmótico (transporte ativo)

● Trabalho Químico (síntese de macromoléculas)

As vias catabólicas são responsáveis pela degradação das moléculas energéticas (carboidratos, proteínas e lipídios). Na degradação destas moléculas ocorre liberação de energia utilizada para ressintetizar o ATP. A ressíntese ocorre quando há a ligação de uma molécula de ADP (adenosina difosfato) com um grupo fosfato, sintetizando o ATP.

Cada nutriente energético possui sua via metabólica específica de quebra inicial para liberação de energia e essas vias serão abordadas nos módulos a seguir. Entretanto a oxidação total destas moléculas ocorre quando estas são convertidas a CO2 e água e estas etapas são dependentes de oxigênio. As reações de oxidação ocorrem na mitocôndria, e todos os metabólitos são oxidados na matriz, através do ciclo do ácido cítrico. A grande parte da ressíntese do ATP e formação de água ocorrem por meio da cadeia respiratória. Essas reações serão revistas a seguir.

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O piruvato proveniente da quebra da glicose (veja etapa no próximo capítulo) e o ácido graxo proveniente da quebra da gordura entram na mitocôndria e são convertidos à Acetil CoA. Esta molécula será desviada para a via do ciclo de Krebs, sofrendo oxidação total (quebra de todos os componentes com a presença de oxigênio). O Acetil CoA se liga à molécula de oxalacetato, formando o citrato. Ocorrem sete reações consecutivas que levam novamente à formação do oxalacetato. Portanto o cilco de Krebs é uma forma de oxidação total da molécula de Acetil CoA e excreção destas moléculas que o compõe na forma de CO

2 e

água.

Na ilustração a seguir estão descritas as reações do ciclo de Krebs.

Em algumas reações que compõe o ciclo de Krebs, há a redução de transportadores de elétrons, ou seja, os hidrogênios retirados da molécula são repassados para os transportadores NAD+ e FAD. Após retirados os hidrogênios estes transportadores recebem estes elétrons e são reduzidos a NADH e FADH2. Os transportadores de elétrons entregarão estes hidrogênios na cadeia respiratória, onde haverá a formação de água e ATP.

http://www.youtube.com/user/marcioeday#p/u/2/Yq5ByiSFJjw

A mitocôndria é uma organela que possui duas membranas, a membrana externa e a membrana interna. A membrana interna tem uma grande superfície e desta forma, possui vários dobramentos denominados cristas. Inserido à membrana interna, existem vários complexos proteicos responsáveis pelo processo denominado cadeia respiratória. Abaixo segue ilustração dos 4 complexos de membrana componentes da cadeia respiratória:

O NADH entrega seus hidrogênios no complexo 1, que retira seu elétron e bombeia este hidrogênio para o espaço entre membranas. O elétron é transportado para o complexo 3 e posteriormente para o 4, aonde é repassado para o oxigênio na matriz mitocondrial.

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Os hidrogênios do espaço intermembranas retornam à matriz pela ATP sintase, enzima responsável pela ressíntese de ATP. Quando os hidrogênios passam pela ATP sintase, liberam energia necessária para a ressíntese do ATP.

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Metabolismo de

carboidratos

3.1 Estrutura Química

Carboidratos são macronutrientes formados por carbono, hidrogênio e oxigênio na razão de 1:2:1 (ex: a glicose é um tipo de carboidrato composto de C6H12O6 ). Esta composição química confere a estas moléculas uma característica hidrofílica, ou seja, uma facilidade em se solubilizar em água. Há na natureza diversas moléculas diferentes que compreendem o grupo dos carboidratos, entretanto nem todas elas estão associadas às principais funções nutricionais associadas a este macronutriente, como será discutido no próximo tópico.

Funções Os carboidratos são a principal fonte de

energia obtida pelos seres humanos através de suas dietas. Este nutriente é amplamente consumido por todas as células dos órgãos e tecidos humanos e preferencialmente consumido por células metabolicamente ativas, como neurônios, fibras musculares (esquelética e cardíaca) e hemáceas. A ingestão diária de carboidratos para indivíduos saudáveis deve alcançar 55 a 65% do valor calórico total, como preconizado pela Organização Mundial da Saúde.

Fontes nutricionaisAs principais fontes alimentares de

carboidratos são os cereais como trigo, arroz, aveia, centeio, além de tubérculos como batata, mandioca, mandioquinha, frutas, laticínios e mel.

Classificação dos carboidratos

Há atualmente várias classificações propostas para os carboidratos que levam em consideração fatores como o tamanho da molécula, a origem, a biodisponibilidade no organismo humano, a velocidade de digestão e absorção e sua metabolização pelo organismo. Abaixo seguem as classificações propostas:

Classificação dos carboidratos estabelecida de pela quantidade de carbonos na molécula.

Os carboidratos biodisponíveis são classificados de acordo com a quantidade de carbonos na molécula, responsáveis pelo tamanho da mesma, tempo de digestão e absorção e quantidade de energia liberada.

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A classificação proposta divide os carboidratos em monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

Monossacarídeos: Moléculas formadas por um único monômero (molécula básica considerada como carboidrato e formadora de moléculas maiores). Os monossacarídeos presentes na dieta são a glicose, frutose e galactose. Apesar de a glicose ser o carboidrato consumido em maior quantidade e estar presente em basicamente todos os alimentos fontes de carboidrato, dificilmente esta é encontrada na sua forma isolada nos alimentos, pois geralmente esta molécula é formadora de moléculas maiores. A frutose é amplamente encontrada nas frutas e no mel. A galactose também é uma molécula formadora de outras moléculas e é encontrada nos laticínios e alguns vegetais como feijão.

Dissacarídeos: Os dissacarídeos são carboidratos formados de dois monossacarídeos. Os mais encontrados na alimentação são:

Maltose: Molécula formada por duas moléculas de glicose. A maltose geralmente é formada a partir da hidrólise parcial do amido, mas também está presente em alguns cereais como o malte.

Sacarose: Molécula formada a partir da ligação entre glicose e frutose. A sacarose é encontrada na cana de açúcar e, portanto é a molécula componente do açúcar de mesa refinado. A sacarose também é encontrada no mel e em algumas frutas.

Lactose: Dissacarídeo formado pela ligação da glicose e galactose. A lactose é o açúcar encontrado no leite e derivados.

Oligossacarídeos: Moléculas que possuem na sua constituição de 3 a 9 monossacarídeos. Apesar de existirem diversos oligossacarídeos na natureza, a maioria deles não é digerida pelo organismo humano, classificando-os, portanto como carboidratos não disponíveis. A maioria dos oligossacarídeos podem também ser classificados como fibras, em decorrência de suas características fisiológicas. Alguns exemplos de oligossacarídeos são Inulina, rafinose, estaquiose, polidextrose, frutooligossacarídeo. A maltodextrina é o único oligossacarídeo biodisponível no organismo humano.

Polissacarídeos: São classificados como polissacarídeos moléculas formadas por no mínimo 10 monossacarídeos, mas também podem ser formados por milhares de monômeros. O polissacarídeo usualmente encontrado na alimentação é o amido, presente em tubérculos e cereais. Há também vários outros polissacarídeos não digeridos presentes em vegetais como a celulose, hemicelulose, pectina, arabinoxilanas, b-glucanas, glucomananas, gomas e mucilagens. O glicogênio é um polissacarídeo de origem animal responsável pelo estoque de carboidratos do organismo. É encontrado no músculo esquelético e no fígado.

O amido é um polissacarídeo composto apenas de moléculas de glicose dispostas em duas estruturas básicas: a amilose e a amilopectina.

A amilose compreende uma cadeia de polissacarídeos central, aonde as moléculas de glicose estão ligadas por ligações glicídicas denominadas ligações α-1,4 (carbono 1 da glicose ligado ao carbono 4 da outra molécula de glicose), como ilustrado abaixo.

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Ligadas à cadeia de amilose, encontra-se as cadeias de amilopectina, polissacarídeos responsáveis pela ramificação da cadeia de amido. As ligações glicosídicas responsáveis pelas ramificações presentes na amilopectina são as ligações α-1,6 (carbono 1 da glicose ligado ao carbono 6 da outra molécula de glicose), como ilustrado abaixo:

Ambos os polissacarídeos juntos formam a cadeia de amido, que pode ser composta por até 150.000 moléculas de glicose.

A celulose é um polissacarídeo presente nos vegetais e possui estrutura similar ao amido, composto de moléculas de glicose encontradas na mesma disposição. Apesar de sua similaridade com a molécula de amido, a celulose não pode ser digerida pelo organismo humano, pois as ligações glicosídicas encontradas são ligações beta, diferente das ligações glicosídicas alfa do amido. A celulose pode ser digerida por animais ruminantes e protozoários hospedeiros do trato digestório de animais como cupins e traças. Este polissacarídeo confere aos vegetais propriedade fibrosa e é responsável em dificultar a mastigação e digestão destes alimentos. Algumas estratégias podem ser utilizadas para abrandar as fibras de celulose, como o cozimento de vegetais mais duros e a adição de ácidos como limão e vinagre.

Classificação dos carboidratos estabelecida pela sua biodisponibilidade

Os carboidratos presentes nos alimentos podem ser biodisponíveis ao ser humano ou não, ou seja, os carboidratos disponíveis possuem enzimas no trato digestório responsáveis por sua hidrólise (quebra) para que possam posteriormente ser absorvidos pelo intestino. Os carboidratos não disponíveis não podem ser digeridos no trato digestório e, portanto não sofrem

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absorção e metabolização. Estes carboidratos seguem pelo trato digestório e podem sofrer fermentação por bactérias presentes no intestino. Estas moléculas constituem o bolo fecal e são eliminadas pelas fezes.

Apesar da não utilização destas moléculas como fonte de energia pelo organismo, os carboidratos não biodisponíveis possuem papel crucial na promoção da saúde humana, e desta forma recebem o nome de fibra. Estes carboidratos podem ser utilizados como substrato energético de bifidobactérias, bactérias presentes no intestino e que ajudam no fortalecimento do sistema imune, além de prevenir o câncer de cólon. Além disso, algumas fibras são responsáveis pela diminuição do colesterol sérico, controlam a liberação da absorção de glicose no sangue e ajudam na inibição da quebra e absorção de gorduras. As fibras aumentam o bolo fecal e às classificadas como solúveis retém água, facilitando a evacuação.

Classificação dos carboidratos estabelecida pelo tempo de digestão e absorção

Os carboidratos possuem tempo diferente de digestão, absorção e liberação sanguínea de glicose, de acordo com seu tamanho, origem e matriz alimentar. Os monossacarídeos e dissacarídeos possuem rápida digestão e absorção e desta forma são considerados carboidratos simples. Os polissacarídeos podem apresentar tempo de digestão rápido ou prolongado, dependendo das características do alimento. Cereais refinados sofrem processo de beneficiamento aonde a casca e a parte fibrosa são retiradas do grão integral. Desta forma, o grão refinado é facilmente mastigado e o amido rapidamente hidrolisado pelas enzimas digestórias, possuindo rápida absorção. Desta forma, alimentos ricos em amido que são ingeridos ou produzidos por cereais refinados são considerados carboidratos

simples. Também entram nesta classificação tubérculos sem casca ou com pouca quantidade de fibras na sua composição (ex: pão branco, macarrão, arroz, batata cozida sem casca). Os grãos integrais possuem um tempo prolongado de digestão, pois devido à presença de casca nestes grãos, as enzimas digestórias possuem dificuldade em hidrolisar o amido. Desta forma, os grãos integrais depois de mastigados e deglutidos, permanecem longo tempo no estômago em contato com o ácido clorídrico, responsável pelo enfraquecimento das fibras, facilitando a digestão do amido no intestino delgado. Estes polissacarídeos associados a fibras possuem longo tempo de digestão e absorção, e desta forma são denominados carboidratos complexos (arroz integral, batata doce, alimentos confeccionados com trigo integral). O tempo exato de digestão e absorção de carboidratos simples e complexo depende de vários fatores como a presença de outros macronutrientes na refeição, quantidade, tempo de jejum, entre outros. Entretanto testes in vitro (reproduzidos de forma similar ao organismo humano) mostram que o tempo necessário para a digestão e absorção completa de carboidratos simples é de aproximadamente 20 minutos, enquanto a digestão e absorção da mesma quantidade de carboidratos complexos podem levar até 2 horas. Estes testes mostram que alimentos ricos em carboidratos simples liberam a sua glicose no sangue rapidamente, elevando exponencialmente a concentração de insulina em comparação com carboidratos complexos que liberam a glicose de forma prolongada e em pequenas quantidades, sem ocasionar o pico de insulina.

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Digestão e absorção dos carboidratos

Os polissacarídeos e dissacarídeos sofrem digestão no trato digestório até sua forma de monossacarídeos. O processo de digestão ocorre de forma diferenciada de acordo com o tipo de carboidrato, como descrito a seguir:

Amido: A digestão do amido se inicia na boca, através da amilase salivar presente na saliva. Esta enzima é responsável pela quebra das ligações glicosídica α-1,4 da amilose. Devido ao tamanho da molécula de amido e do tempo de permanência do alimento em contato com a amilase salivar na boca, esta digestão é parcial, ocorrendo apenas quebra de parte dessas ligações. Os principais produtos da digestão parcial do amido que alcançam o estômago são: maltose, maltotriose e dextrina.

A maltose é um dissacarídeo composto de duas moléculas de glicose ligadas por ligação α-1,4. A dextrina também é um dissacarídeo composto de duas moléculas de glicose, entretanto estas são ligadas pela ligação α-1,6. A maltotriose compreende um oligossacarídeo composto de três moléculas de glicose, sendo que duas estão ligadas por ligação α-1,4 e a terceira está ligada por ligação α-1,6. Há também a liberação de cadeias menores de amilose e amilopectina.

Os produtos da digestão prévia do amido passam pelo estômago sem sofrer hidrólise, pois o mesmo não apresenta enzimas digestórias de carboidratos. Estes irão para o duodeno, a primeira porção do intestino, aonde sofrerão a ação hidrolítica da amilase pancreática, enzima componente do suco pancreático que age no lúmen intestinal. A amilase pancreática realiza hidrólise das ligações glicosídicas α-1,4, agindo portanto na cadeia de amilose. As moléculas de maltose e dextrina restantes do processo de digestão da amilase pancreática serão hidrolisadas por enzimas presentes na borda em escova das células intestinais (enterócitos). A maltase é a enzima responsável pela hidrólise das moléculas de maltose, enquanto a glicoamilase é responsável pela hidrólise das moléculas de dextrina. Como resultado final do processo de digestão do amido, encontram-se milhares de moléculas de glicose, que serão prontamente absorvidas no duodeno.

Os dissacarídeos são moléculas mais simples de serem digeridas e sua quebra ocorre no intestino delgado. Desta forma estas moléculas passam ilesas pela boca e estômago e apenas sofrerão ação enzimática na borda em escova, através de enzimas localizadas na membrana externa dos enterócitos, aonde estão localizadas as microvilosidades. A sacarase é a enzima responsável pela hidrólise da molécula de sacarose, liberando ao final deste processo uma molécula de glicose e uma molécula de frutose. A lactase é a enzima responsável pela quebra da lactose, liberando uma molécula de glicose e uma molécula de galactose. A maioria dos mamíferos diminuem sua produção de lactase após o desmame, produzindo quantidades insignificantes ou nulas desta enzima. O ser humano é um dos únicos mamíferos que mantém a produção desta enzima ao longo de sua vida. Entretanto, alguns indivíduos podem apresentar deficiência desta enzima,

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ocasionando uma incapacidade de digestão da lactose. Este dissacarídeo não digerido percorre todo o intestino e facilmente sofre a ação de bactérias intestinais que levam a sua fermentação, aumentando a formação de gases, desconforto e cólicas. Pode ocorrer também uma maior retenção hídrica ocasionada pela lactose, levando a quadros de diarreia. Esta síndrome é chamada de intolerância à lactose.

Ao final do processo de digestão dos carboidratos, observa-se a seguinte proporção de monossacarídeos absorvidos pelo intestino em relação ao total de carboidratos ingeridos:

90% glicose5% frutose5% lactoseEssa porcentagem é baseada em uma

dieta equilibrada, portanto esses valores estimados podem sofrer alteração de acordo com a composição da dieta.

O processo de absorção dos carboidratos ocorre principalmente no duodeno, onde estão concentrados os transportadores de glicose. As moléculas de glicose a galactose são absorvidas de forma similar e utilizam os mesmos carreadores (SGLT-1), enquanto a frutose possui carreador próprio, denominado GLUT5.

O carreador de glicose e galactose, denominado SGLT-1, é um carreador de sódio/glicose acoplado, ou seja, para transportar a glicose para o interior do enterócito, este carreador depende da ligação com o sódio. Portanto a absorção luminal de glicose (passagem do lúmen para o enterócito) só ocorre na presença de sódio. A glicose e o sódio quando ligados ao carreador atraem a água que é transportada em conjunto. Este processo acelera a absorção de água e facilita o processo de reidratação, principalmente em casos de desidratação ocorrido por alguma patologia ou por sudorese excessiva (como ocorre em alguns

exercícios físicos). Este mecanismo explica o porquê da utilização do soro caseiro para processos de reidratação, ou a utilização de isotônicos para ajudar a reidratar atletas de forma mais rápida. Após a absorção luminal a glicose é liberada no sangue por outro carreador denominado GLUT2, responsável pelo transporte da glicose do interior do enterócito para o sangue (absorção sanguínea).

A frutose é transportada do lúmen para o enterócito (absorção luminal) e do enterócito para o sangue (absorção sanguínea) por meio do carreador específico de frutose GLUT5. Apesar de este carreador ser exclusivo de frutose, a sua velocidade de transporte é lenta, aproximadamente 30g por hora (a velocidade de absorção da glicose e galactose é de 60g/h). Portanto a alta ingestão de frutose pode levar a uma absorção comprometida da mesma, desencadeando cólicas e desconfortos desencadeados pela fermentação da frutose não absorvida por bactérias intestinais.

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18

1.1

1.2

Regulação hormonal da glicose

A glicose após ser absorvida e alcançar a corrente sanguínea é captada pelos tecidos através dos GLUTs (carreadores de glicose). Existem vários tipos de carreador de glicose e eles diferem entre si na velocidade e especificidade. Um tipo específico de carreador, o GLUT4, presente no músculo esquelético e no tecido adiposo, é dependente da sinalização da insulina para transportar a glicose. Este carreador se encontra no citoplasma das células, envolvido em vesículas (pequenas bolsas que embalam os carreadores). Quando a insulina se liga ao seu receptor localizado na superfície das membranas celulares, ocorre uma cascata de sinalização intracelular responsável pela externalização do GLUT4, ou seja, este carreador que estava no interior da célula se desloca até a membrana, ocorre a fusão da vesícula com a membrana celular e o carreador expõe seu sítio de ligação com a glicose do lado externo da membrana celular, permitindo a ligação desta molécula e

posterior transporte da mesma para o interior da célula. O músculo esquelético e o tecido adiposo por dependerem da insulina para a captação de glicose, são denominados tecidos insulino dependentes.

Comparação entre as formas de absorção da glicose e galactose e da frutose

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O principal estímulo para a liberação da insulina no sangue é a concentração sérica de glicose, portanto há uma relação direta entre a glicemia e a concentração de insulina sanguínea. Apesar de desempenhar papel essencial na captação de glicose pelos tecidos insulino dependentes, a insulina possui várias funções importantes no controle do metabolismo. Dentre suas funções, destaca-se:

● Glicogênese hepática e muscular ● Síntese de VLDL pelo fígado ● Síntese de LDL-colesterol pelo fígado

● Síntese proteica ● Captação de gordura pelo tecido adiposo

● Síntese de ácidos graxos a partir de glicose

● Estímulo da saciedade em nível hipotalâmico

A insulina é secretada pelas células β do pâncreas e sua secreção ocorre por estímulo nervoso, mas principalmente pela glicemia. Conforme ocorre a captação de glicose do sangue pelos tecidos, a glicemia diminui, favorecendo a diminuição da liberação da insulina. A diminuição da concentração da glicose sérica é responsável pelo estímulo da secreção do glucagon, hormônio secretado pelas células α do pâncreas, responsável pela quebra do glicogênio hepático e reestabelecimento da glicemia sanguínea. Desta forma, a insulina é considerada um hormônio hipoglicemiante e o glucagon um hormônio hiperglicemiante.

O diabetes é uma doença metabólica

caracterizada pela hiperglicemia. No Diabetes tipo I, o indivíduo não produz insulina e desta forma não capta a glicose. O tratamento nestes casos é a utilização de insulina injetável para permitir a captação de glicose por tecidos insulino dependentes. No Diabetes tipo II o indivíduo produz a insulina,

mas apresenta o quadro de hiperglicemia. Este quadro ocorre por uma resistência à insulina, ou seja, apesar de produzir insulina, há uma falha no receptor, impedindo a externalização do GLUT4 e posterior captação de glicose por estes tecidos.

Índice glicêmico e carga glicêmica

O índice glicêmico (IG) foi criado para determinar o potencial que um alimento tem de aumentar a carga de açúcar no sangue. Este índice foi criado pela necessidade de se classificar e avaliar os alimentos de forma específica em relação à quantidade e velocidade de digestão e absorção dos carboidratos. O consumo de alimentos ricos em carboidratos que são digeridos e absorvidos rapidamente ocasiona um rápido aumento da concentração de glicose sanguínea, considerados, portanto de alto índice glicêmico. Os alimentos que contém carboidratos de digestão lenta, e, portanto liberam glicose gradualmente na corrente sanguínea são os de baixo índice glicêmico. Os alimentos de baixo índice glicêmico liberam a glicose de forma gradual, apresentam maior quantidade de fibras e aumentam o tempo de saciedade, ajudando no combate à obesidade. Já o consumo de alimentos com alto índice glicêmico são responsáveis pelo aumento repentino da glicemia, ocasionando um pico de insulina na corrente sanguínea. O consumo excessivo destes alimentos pode a longo prazo sobrecarregar o pâncreas causando pré-diabetes ou diabetes tipo 2.

Apesar de o índice glicêmico ser amplamente utilizado para definir os alimentos da dieta, possui algumas falhas, pois nem sempre o alimento classificado como de índice glicêmico alto possui quantidades altas de glicose em sua porção. Para melhor ajudar a interpretar as informações obtidas pelo índice glicêmico,

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surgiu uma outra forma de classificação denominada carga glicêmica.

A carga glicêmica determina a quantidade e tipo de carboidratos dos alimentos baseado no seu índice glicêmico e tamanho da porção. O índice glicêmico classifica os alimentos que contêm carboidratos pela velocidade que elevam o açúcar no sangue. A utilidade da carga glicêmica é baseada na idéia de que alimentos com alto índice glicêmico consumidos em pequenas quantidades podem ter o mesmo efeito sobre o açúcar no sangue que o consumo de alimentos de baixo índice glicêmico em grandes quantidades. Por exemplo, arroz tem alto índice glicêmico, então consumir 50 gramas de arroz branco de uma vez poderia ocasionar um aumento particular de glicose no sangue, enquanto 25 gramas poderia ocasionar metade desse aumento. Uma vez que provavelmente o parâmetro mais importante seja o pico de glicose no sangue, multiplicar a quantidade de carboidratos em uma porção de comida pelo seu índice glicêmico dá uma idéia do efeito que o consumo do alimento terá na taxa de açúcar no sangue.

Tabela de carga glicêmica de alimentos, porções de 100 gramas.

Fórmula de cálculo do IG e CG:

Classificação dos alimentos IG e CG?

Glicólise e vias metabólicas do piruvato

Após a captação dos monossacarídeos pelas células, estas moléculas são metabolizadas de acordo com a necessidade do tecido alvo. A glicose pode ser direcionada para uma via denominada Via das pentoses, aonde a molécula de glicose sofre descarboxilação da molécula e é convertida a uma pentose, ou seja, um açúcar com cinco carbonos na sua composição. As pentoses possuem várias funções celulares, dentre elas, podemos destacar a ribose, uma pentose utilizada na síntese de nucleotídeos, monômeros formadores da cadeia de DNA

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e RNA. Outras moléculas de glicose serão desviadas para a formação de glicoproteínas, importantes na formação de proteínas de membrana e matriz extracelular. No fígado e no músculo esquelético, parte da glicose captada é utilizada para a formação do glicogênio, molécula responsável pelo estoque limitado de carboidratos do organismo. Grande parte dos monossacrídeos captados pelas células são utilizados para a produção de ATP e manutenção dos estoques energéticos celulares.

A glicose utilizada como fonte energética será inicialmente quebrada em uma via metabólica denominada glicólise. A glicólise ocorre no citosol de todas as células e portanto não necessita de oxigênio para ocorrer, portanto essa etapa é realizada por células aeróbias e anaeróbias, como a hemácia. A glicólise ocorre em 10 etapas e o produto final é o piruvato. A cada molécula de glicose ou outros monossacarídeos, há a formação de duas moléculas de piruvato. As etapas da glicólise estão descritas a seguir:

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A galactose e a frutose também seguem a via da glicólise nas células, fornecendo a mesma quantidade de ATPs em relação à glicose.

Após a formação do piruvato o mesmo pode seguir por duas vias distintas: a primeira via está relacionada às células aeróbicas e a molécula entra na mitocôndria para terminar seu processo oxidativo até CO2 e água, proporcionado a oxidação total da molécula de glicose. A segunda via ocorre nas células anaeróbicas e a molécula de piruvato é convertida em ácido lático. O caminho percorrido pelo piruvato dependerá das condições de aporte de oxigênio no interior da célula.

O piruvato que é deslocado para a mitocôndria sofre a ação da enzima piruvato desidrogenase, responsável pela sua conversão em Acetil-CoA. Este se ligará ao oxalacetato, formando o citrato e iniciando o Ciclo do Citrato (Ciclo de Krebs), responsável pela oxidação total da molécula. Nesta situação a produção de ATP para cada molécula de glicose é de 38. Quando há a produção de ácido lático após quebra da glicose, a produção total de ATPs é de 2.

Glicogenólise e glicogênese

Glicogênese é o processo pelo qual há a formação de glicogênio hepático e muscular. Em ambos os casos a insulina é o hormônio sinalizador da enzima glicogênio sintase, responsável em ligar as moléculas de glicose a um primer (8 moléculas de glicose ligadas). A enzima liga as moléculas uma a uma até

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a molécula de glicogênio atingir o seu limite máximo.

A seguir estão descritas as reações de glicogênese

A glicogenólise é o processo pelo qual o glicogênio é hidrolisado, liberando as moléculas de glicose para utilização como fonte de energia. O glicogênio hepático é quebrado mediante estímulo do glucagon, responsável em ativar a enzima glicogênio fosforilase. A glicose proveniente do glicogênio no fígado ainda sofre desfosforilação (retirada do fosfato) para que a mesma consiga sair da célula hepática e alcançar a corrente sanguínea. A glicose estocada na forma de glicogênio sintetizado pelo fígado não é utilizado pelas suas células, o fígado produz apenas para controle da glicemia. Portanto este glicogênio é quebrado apenas quando há alteração da glicemia e liberado no plasma para captação de outros tecidos.

O glicogênio muscular é quebrado mediante estímulo da noradrenalina no músculo, liberando a glicose para utilização apenas das células musculares. Diferentemente do fígado, a glicose proveniente do glicogênio muscular não pode sair da célula e é utilizado apenas por suas próprias células como fonte energética.

A seguir estão descritas as reações de glicogenólise:

Metabolismo de lipídios

Estrutura Química

Os lipídios são moléculas hidrofóbicas, insolúveis em água e solúveis em álcoois. O principal composto lipídico encontrado na alimentação é o triacilglicerol, uma molécula composta de três ácidos graxos ligados a um glicerol. Também são componentes dos lipídios o colesterol, um esterol e os fosfolipídeos, moléculas anfipáticas (compostas de um grupo hidrofílico, a cabeça de fosfato e uma cauda hifrofóbica, composta de duas moléculas de ácido graxo).

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Funções

Os lipídeos possuem diversas funções no organismo. As triacilgliceróis possuem função energética, podem ser utilizados tanto para fornecer energia para as células, mas também são os principais estoques de energia do organismo. Os ácidos graxos insaturados possuem funções sinalizadoras e desencadeiam diversas reações metabólicas no organismo. O colesterol possue diversas funções como: formação de membranas celulares, componente dos sais biliares, precursor de hormônios esteroides e da vitamina D. Os fosfolipídeos são os principais componentes da membrana celular, formadores da bicamada lipídica, componentes dos sais biliares e das lipoproteínas.

Fontes alimentares

Os lipídios são componentes de quase todos os alimentos encontrados na natureza. Estão presentes em alimentos de fonte animal, como carne, leite e ovos, assim como nos vegetais, como grãos, sementes e castanhas. Apesar da grande variedade de alimentos que possuem lipídios na sua constituição, a propriedade conferida a esta gordura presente em cada alimento pode variar de acordo principalmente com sua origem. Desta forma, atualmente as principais fontes alimentares de gordura são divididas em dois grupos: Fontes alimentares de gordura saturada (gordura de origem animal) e fontes alimentares de gordura Insaturada (óleos vegetais).

Gordura Saturada As principais fontes alimentares de

gordura saturada são os alimentos de origem animal. Esses alimentos também se destacam por serem fontes de colesterol na nossa alimentação. Há apenas um alimento de origem vegetal rico em gorduras saturadas:

o coco. Dentre as gorduras saturadas existentes destacam-se na nossa alimentação como principal componente lipídico, o Ácido palmítico (16:0) e o Ácido Esteárico (18:0), presentes na carne de vitela, frango (principalmente na pele) e porco, e no leite de vaca.

Gorduras Insaturadas

Os alimentos ricos em gordura do tipo insaturada são geralmente de origem vegetal, como soja, azeitona e sementes em geral. Entretanto podemos encontrar gordura insaturada, especialmente o Ácido Linolênico, um ácido graxo poliinsaturado do tipo v-3 em peixes provenientes de águas geladas e profundas, como o salmão e o atum. As fontes alimentares de gordura insaturada podem ainda ser divididas em 2 subgrupos: alimentos fontes de ácidos graxos monoinsaturadaos e poli-insaturados.

Ácidos graxos do tipo TRANS

Os Ácidos Graxos TRANS são obtidos através do processo de hidrogenação dos ácidos graxos poliinsaturados, para obtenção de margarinas, cremes vegetais e gordura vegetal hidrogenada. Portanto as principais fontes alimentares de gorduras do tipo TRANS, são margarinas e alimentos industrializados, que levam no seu preparo, gordura vegetal hidrogenada.

Colesterol

O colesterol está presente apenas nos alimentos de origem animal, como carnes, leite e ovos. Porém sua quantidade pode variar de acordo com cada alimento, a região proveniente e a forma de criação desses animais.

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Classificação dos ácidos graxos

Classificação pelo grau de saturação

Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos compostos de radical carboxila e uma cadeia carbônica de quantidade de carbonos variável. Ao longo desta cadeia carbônica, os carbonos podem fazer ligações simples com outros carbonos, ou ligações duplas. Os ácidos graxos que apresentam apenas ligações simples ao longo da cadeia carbônica são denominados ácidos graxos saturados. Os ácidos graxos que possuem uma ligação dupla ao longo de sua cadeia são denominados ácidos graxos monoinsaturados. Ácidos graxos que possuem duas ou mais ligações duplas em sua cadeia carbônica são denominado ácidos graxos poli-insaturados.

Os triacilgliceróis compostos por ácidos graxos saturados são sólidos a temperatura ambiente e, portanto denominados gorduras. Os óleos entretanto, são compostos em sua maioria por ácidos graxos insaturados.

Classificação dos ácidos graxos pelo tamanho da cadeia

Os ácidos graxos podem apresentar tamanhos diferentes de acordo com a quantidade de carbonos na sua cadeia. Podem ser classificados como ácidos graxos de cadeia curta, média, longa ou muito longa. Abaixo segue a classificação de acordo com a quantidade de carbonos:

Cadeia curta: 2 a 4 carbonos. Ex: ácido acético, propiônico e butírico (formado por bactérias intestinais a partir da fermentação de fibras)

Cadeia média: 6 a 10 carbonos. Ex: Ácido láurico, cáprico e caprílico ( ácidos graxos encontrados no óleo de côco)

Cadeia longa: 12 a 18 carbonos. Ex: ácido palmítico, esteárico ( encontrados nas gorduras animais); ácido oleico (encontrado no azeite de oliva); ácido linoleico (encontrado nos óleos vegetais); ácido linolênico (encontrado na linhaça).

Cadeia muito longa: acima de 20 carbonos. Ex: ácido araquidônico (gorduras animais), ácido eicosapentanóico e docosahexanóico (encontrado nos óleos de peixe)

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Esta classificação é proposta, pois sabe-se que de acordo com o tamanho do ácido graxo, seu metabolismo ocorre de forma diferenciada. Um exemplo são os ácidos graxos de cadeia média que são facilmente digeridos e absorvidos e transportados pelo sangue sem a necessidade de lipoproteínas.

4.5 DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE LIPÍDIOS

Triacilglicerol Os triacilgliceróis compreendem a

maior fonte lipídica da dieta, englobando cerca de 90% da ingestão total de gordura. Desta forma, sua digestão ocorre em diversos estágios do trato digestório, como boca, estômago e intestino delgado, para que a absorção seja facilitada ao longo do intestino.

A digestão dos lipídios inicia-se na boca. A lipase lingual é secretada pelas glândulas de Ebner, glândulas serosas da língua. Apesar de liberada na cavidade oral, esta enzima se mistura ao bolo alimentar na boca e atinge o estômago, aonde exerce sua função, devido à queda de pH promovido pela liberação do suco gástrico. No estômago, há também a liberação pela mucosa gástrica de outra enzima responsável pela digestão de lipídios: a lipase gástrica. Ambas lipases, a lingual e a gástrica, promovem a digestão parcial dos lipídios ingeridos, hidrolisando ácidos graxos localizados na posição SN-3 dos triacilgliceróis, liberando diacilglicerol e ácidos graxos livres. A quantidade presente de cada uma dessas enzimas depende de cada espécie. Nos humanos, ambas são encontradas em abundância em recém-nascidos e desempenham uma importante função na digestão do leite materno, visto que a atividade do pâncreas nos primeiros meses de vida é baixa. Ao longo do tempo, a quantidade produzida é diminuída, principalmente a lingual, entretanto essa quantidade é variável entre os indivíduos. Pessoas que possuem dieta rica em gordura, apresentam aumento da expressão gênica

dessas enzimas, independente do tipo de ácido graxo presente.

Alguns fatores podem interferir na atividade dessas enzimas. O pH ótimo de ambas é em torno de 4,5 – 5,5, portanto têm atividade alta no estômago, entretanto os sais biliares não inibem sua atividade com aumento de pH. Em casos onde não há produção de lipase pancreática, as lipases pré duodenais continuam a agir no intestino, porém com atividade mais reduzida devido à mudança de pH. Outro fator importante é o tamanho da gota lipídica que chega ao estômago. Uma quantidade de lipídios inicial pequena facilita a digestão dos triacilgliceróis pela lipase gástrica tanto no estômago quanto no duodeno.

O estômago é responsável por cerca de 10 – 30% da digestão dos lipídios ingeridos. Esta pré digestão gástrica facilita a digestão dos lipídios no duodeno, além de aumentar a solubilidade dos triacilgliceróis, facilitar a ligação da colipase no duodeno e liberar mais ácidos graxos livres. Todos esses fatores contribuem para a liberação de colecistocinina, um hormônio liberado no intestino pela presença de lipídios, que participa tanto no controle da digestão, quanto no controle da fome e saciedade.

A atividade dessas lipases é diferente de acordo com o tamanho da cadeia dos ácidos graxos. A atividade lipolítica da lipase gástrica em alguns mamíferos sobre ácidos graxos de cadeia média é três vezes maior do que em ácidos graxos de cadeia longa. Independente do tipo de ácido graxo e da quantidade de lipases pré-duodenais presentes, essa sem dúvida é uma etapa importante para a digestão total de triacilgliceróis que ocorrerá no intestino, além de influenciar diretamente o tempo de absorção desses lipídios.

Como mencionado neste capítulo, as lipases lingual e gástrica tem uma função de predigestão dos triacilgliceróis no estômago e parte no duodeno, entretanto com sua ação reduzida. Apesar deste importante papel, a maior parte da digestão ocorre por enzimas

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presentes no suco pancreático secretado no intestino delgado.

O primeiro fator que é lançado no duodeno com a presença de alimentos no estômago, principalmente com gordura, são os sais biliares. Esses sais produzidos pelo fígado possuem em sua composição, fosfolipídios, colesterol e bilirrubina. Após sua síntese, são armazenados na vesícula biliar e liberados através do ducto biliar para o duodeno. Os sais biliares não possuem enzimas capazes de digerir a gordura presente no quimo recém chegado do estômago.

Os sais biliares são “detergentes” do trato digestório, responsáveis pela emulsificação dos lipídios. Quando os lipídios chegam ao duodeno, como uma grande gota de gordura hidrofóbica, os sais biliares são lançados e quebram esta gota, formando pequenas micelas hidrossolúveis, facilitando a ação das enzimas pancreáticas na digestão total dos lipídios.

Quando os lipídios alcançam o intestino delgado, ocorre a mais importante etapa da digestão, que compreende cerca de 70% da digestão lipídica total. É também no intestino que o processo digestório é finalizado e os lipídios são finalmente absorvidos. Neste processo realizado no duodeno e jejuno, a principal enzima atuante é a lipase pancreática.

A lipase pancreática é uma enzima que possui função e atuação semelhante às lipases lingual e gástrica, pois hidrolisa os triacilgliceróis, liberando os ácidos graxos ligados ao glicerol na posição SN-3. Entretanto esta enzima possui uma especificidade maior, pois também consegue hidrolisar o triacilglicerol, liberando o ácido graxo ligado na posição SN-1. O ácido graxo ligado ao glicerol na posição SN-2 não é hidrolisado por nenhuma enzima digestiva, sendo absorvido na forma de monoacilglicerol e ácidos graxos livres.

Após a emulsão dos lipídios via sais biliares, a lipase pancreática atua sobre os triacilgliceróis das micelas. Entretanto esta enzima possui certa dificuldade em hidrolisar

os triacilgliceróis que sofreram emulsificação dos sais biliares. Para isso, uma proteína chamada colipase atua auxiliando a lipase pancreática.

A lipase pancrática possui pH ótimo por volta de 8- 9. O suco ecbólico liberado no duodeno, aumenta o pH do quimo recém chegado do estômago e que sofrera ação do suco gástrico altamente ácido. Esta neutralização é suficiente para ativar as enzimas pancreáticas, inclusive a lipase pancreática. Esta enzima após se ligar à colipase consegue alcançar os triacilgliceróis e promove a hidrólise dos ácidos graxos presentes nas posições SN-1 e SN-3 do triacilglicerol.

Colesterol

A maioria do colesterol ingerido pela dieta apresenta-se na forma de colesterol livre, sendo apenas 10-15% encontrado na forma de éster de colesterol, ou seja, uma molécula de colesterol ligada a um ácido graxo. Esses ésteres de colesterol que entram no intestino delgado, devem primeiro ser hidrolisados em colesterol livre e ácidos graxos, para depois poderem ser absorvidos. A enzima envolvida no processo de hidrólise do éster de colesterol no intestino delgado é a colesterol esterase pancreática.

A colesterol esterase pancrática pode ser chamada também de éster carboxílico esterase ou éster de esterol hidrolase; Esta enzima possui diferentes especificidades, podendo hidrolisar triacilgliceróis, ésteres de colesterol e fosfoglicerídeos, entretanto possui baixa especificidade contra glicerídeos. Sua atividade é significativamente aumentada na presença de sais biliares, particulamente o trihidroxido de sais biliares, como o colato de sódio. Uma propriedade desta enzima é a sua auto associação, ou seja, a presença do trihidróxido de sais biliares promove uma auto agregação desta enzima na sua forma polimérica, o que protege a colesterol esterase da inativação proteolítica, entretanto reprimindo sua atividade.

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Fosfolipídeos A digestão dos fosfolipídios ocorre

no intestino delgado, pois a lipase gástrica é incapaz de digeri-los. Os fosfolipídios (predominantemente a fosfatidil colina) juntamente com o colesterol e os sais biliares são encontrados em micelas misturadas na bile. Uma vez no lúmen intestinal, os fosfolipídios tendem a se localizar do lado de fora das micelas, revestindo as mesmas. A enzima que age sobre a fosfatidilcolina é a Fosfolipase A2 pancreática (PLA2 ), hidrolisando o ácido graxo localizado na posição SN-2 deste fosfolipídio, gerando como produto final ácido graxo e lisofosfatidilcolina (LPC). Também pode ser encontrado no suco pancreático a enzima Fosfolipase A1 (PLA1

), que pode ter alguma atividade sobre os fosfolipídios provavelmente devido a presença da lipase pancreática.

A Fosfolipase A2 é fabricada pelo pâncreas e secretada no intestino delgado juntamente ao suco pancreático na forma de zimogênio aniônico (forma inativa) que é ativado pela clivagem da molécula promovida pela tripsina. Necessita de sais biliares na concentração de 2:1 para atuar nos fosfolipídios, e encontra-se uma maior concentração desta enzima na borda em escova do intestino delgado.

Após a digestão total destes lipídios no intestino delgado, os mesmos serão absorvidos pelas células intestinais, ou seja os enterócitos. A absorção dos lipídios ocorre principalmente no jejuno, e pequena parte no íleo.

A forma de absorção dos lipídios difere de acordo com sua estrutura, polaridade e tamanho da cadeia carbônica.

Ácidos graxos de cadeia curta, média, glicerol e vitaminas lipossolúveis

O tamanho da cadeia dos ácidos graxos é o maior determinante de sua absorção. A maioria dos ácidos graxos que possuem menos de 12 carbonos na sua cadeia (cadeia curta e média) são absorvidos passivamente pela mucosa intestinal e caem diretamente na veia porta. O glicerol é uma molécula solúvel em água e ele atravessa a camada estacionária de água por difusão, e a mucosa intestinal através de um carreador presente na membrana do enterócito. Os ácidos graxos de cadeia longa e as moléculas de monoacilglicerol são moléculas apolares e precisam de auxílio para atravessar a camada estacionária de água.

As vitaminas lipossolúveis encontram-se no interior das micelas, após emulsificação dos sais biliares. Através das mesmas, atravessam a camada estacionária de água e chegam às microvilosidades intestinais, aonde são absorvidas pela membrana do enterócito por difusão.

Ácidos graxos de cadeia longa e colesterol

Após digestão completa no intestino os ácidos graxos, monoacilglicerol e colesterol estão prontos para serem absorvidos. Entretanto esta tarefa não é muito simples, visto que para serem absorvidos, necessitam atravessar duas barreiras importantes: a primeira é a camada estacionária de água e a segunda é a mucosa da membrana celular lipídica, além de outros fatores que são determinantes no processo de absorção dos lipídios.

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Camada estacionária de água

A camada estacionária de água localiza-se em toda a extensão do lúmen intestinal, revestindo as microvilosidades. Esta barreira é a maior determinante da razão de absorção passiva de ácidos biliares e ácidos graxos das micelas pela mucosa das células do jejuno. Teoricamente uma redução da camada de água estacionária, levaria a um aumento significativo da absorção de moléculas das micelas. Para que as moléculas sejam absorvidas, elas devem atravessar a camada estacionária de água por difusão, chegando à borda em escova. Como as moléculas lipídicas como ácidos graxos, colesterol e monoacilglicerol são apolares, ou seja, possuem baixa afinidade com a água, sua solubilização com a água e consequentemente interação com a camada é muito baixa, e poucas moléculas conseguem chegar à borda. Em contraste, a solubilização micelar feita pelos ácido biliares aumenta consideravelmente a quantidade de moléculas lipídicas que conseguem ser absorvidas pelo enterócito. Visivelmente, sabe-se quando os lipídios no trato digestório estão devidamente solubilizdos pelos ácidos biliares, pelo seu aspecto. Quanto menos os lipídios possuem aspecto de óleo e mais possuem um aspecto viscoso branco, maior é sua solubilização.

A solubilização micelar é um mecanismo extremamente importante para a absorção lipídica, mas não é o único. Outros fatores influem diretamente, como por exemplo: a concentração de ácidos biliares ou sua forma (como por exemplo, o trihidroxi ácido biliar que aumenta não só a digestão do colesterol, mas também aumenta sua absorção); o tipo de carreador envolvido na absorção dos lipídios (dependente ou não de ATP, por exemplo) e a disponibilidade dos carreadores na borda em escova.

Mucosa intestinalO epitélio das células intestinais possui

uma borda em escova de formato apical constituinte de milhares de microvilosidades. Este arranjo estrutural causa uma barreira aos lipídios digeridos, assim como drogas lipolíticas, visto que o espaço existente entre as microvilosidades é muito pequeno e não é qualquer molécula que consegue alcançar este espaço. Entretanto particulas micelares e submicelares conseguem penetrar o espaço entre microvilosidades e desta forma facilitar a absorção dos lipídios pela membrana celular da microvilosidade.

Até pouco tempo atrás, acreditava-se que ácidos graxos e monoacilgliceróis eram absorvidos pelos enterócitos via difusão, de forma passiva e não dependente de temperatura. Alguns estudos indicaram a existência de uma proteína ligadora de ácidos graxos na membrana em forma de escova e relataram um papel fundamental desta proteína na absorção de ácidos graxos para o enterócito. Esse mesmo pesquisador demonstrou que alguns lipídios, especialmente ácidos graxos são levados para dentro do enterócito via processos mediados por carreadores.

A proteína FABPi (Fat Acid Binding Protein intestinal) é o principal carreador responsável pela absorção de ácidos graxos, entretanto esta proteína também possui especificidade com colesterol, mas apenas na forma livre. Ela é encontrada em sua maioria na região apical e lateral das vilosidades, assim como na crista. A FABP aparece como principal candidata a transportadora da maioria das moléculas lipídicas, incluindo o colesterol.

Outras proteínas presentes na membrana em escova estão envolvidas na ligação com ácidos graxos e transporte para dentro do enterócito, como a GP330 (também chamada de Megalina), CD36, SR-BI e a caveolina. Os receptores scavengers do tipo BI (SR-BI) parecem estar envolvidos com a regulação do colesterol no intestino delgado, entretanto não são os únicos e fundamentais para a absorção do colesterol. A caveolina foi

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primeiramente encontrada no cavéolo, uma espécie de vísicula que brota da membrana celular não cortada, rica em glicolipídios, colesterol e proteínas. Ainda é desconhecido o papel da caveolina na absorção intestinal de lipídios. Recentemente foi descoberta uma nova proteína na membrana do intestino delgado que parece estar relacionado com ácidos graxos de cadeia longa. A proteína transportadora de ácidos graxos tipo 1 e 4 (FATP1 e FATP4) fazem parte de uma grande família de transportadores de ácidos graxos que estão presentes na membrana, participando principalmente da absorção de ácidos graxos de cadeia longa para dentro do enterócito. Muitos estudos têm demonstrado que a absorção de colesterol no intestino é controlada por uma proteína ligadora de ATP chamada ATP binding cassete-1 (ABC -1), que também é um transportador reverso de colesterol. O colesterol em contraste ao ácido graxo possui absorção limitada. A porcentagem de coleterol absorvida é significativamente menor em relação à consumida, em refeições com alta ingestão deste lipídio. Além disso, a absorção de colesterol é também dependente da quantidade de outras gorduras consumidas concomitantemente.

Todo o colesterol absorvido é necessariamente na forma livre. Para tanto, a ação da colesterol esterase é crucial para que ocorra a absorção do colesterol. Esta molécula é incorporada nas micelas e desta forma consegue atravessar a camada estacionária de água e alcançar seus carreadores específicos na membrana celular.

Após a absorção luminal os lipídios são reesterificados pelo enterócito e transferidos para uma lipoproteína denominada quilomícron, responsável pelo transporte de gorduras. Os ácidos graxos são novamente ligados ao monoacilglicerol, formando novamente o triacilglicerol. Também ocorre a ligação de alguns ácidos graxos aos monofosfolipídeos, formando os fosfolipídeos e o colesterol livre recebe uma nova molécula

de ácido graxo, formando o ácido graxo esterificado.

A montagem do quilomícron ocorre no retículo endoplasmático liso do enterócito e as moléculas de gordura provenientes da alimentação se encontram em sua maioria no interior da molécula de quilomícron.

Metabolismo dos lipídios

O quilomícron atinge a corrente linfática primeiramente (devido ao seu tamanho excessivo) e os triacilgliceróis (TAG) são distribuídos para os tecidos periféricos. A captação de TAG pelos tecidos ocorre por meio da enzima lipase de lipoproteína (LPL). A LPL hidrolisa o triacilglicerol, liberando o ácido graxo e permitindo sua passagem pela membrana celular. Após a distribuição de TAG pelos tecidos o quilomícron se dirige ao fígado, pela corrente sanguínea, neste momento denominado quilomícron remanescente.

Papel do fígado no metabolismo lipídico

O fígado possui importante função como gerenciador do metabolismo intermediário e fornecedor de substratos energéticos para os tecidos periféricos. Este órgão tem papel importante no metabolismo dos macronutrientes como os carboidratos, proteínas e aminoácidos e lipídios. Entre suas diversas funções, destaca-se a distribuição de intermediários do metabolismo para os tecidos periféricos. Em relação ao metabolismo lipídico, o fígado é o responsável pela determinação das concentrações plasmáticas de TAG, AGL, colesterol e lipoproteínas. O tráfego de lipídios é bidirecional, organizado sob uma série de condições fisiológicas e tem seu balanço estabelecido pelas concentrações de lipídios que são secretados pelo fígado, captados ou liberados pelos tecidos periféricos e recaptados pelo próprio.

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A gordura que chega ao fígado possui diferentes destinos, que serão estabelecidos pelas condições hormonais e metabólicas do indivíduo. Ele é responsável pela compartimentalização dos lipídios que seguem quatro vias diferentes: os lipídios podem ser estocados, oxidados para a produção de ATP, utilizados para a formação de corpos cetônicos ou exportados para os tecidos periféricos através da lipoproteína de muito baixa densidade (VLDL).

Atualmente sabe-se que o fígado é capaz de estocar lipídios, que podem ser originários da lipogênese, liberados pelos tecidos periféricos no sangue via lipólise na forma de ácidos graxos (AGL) e gorduras provenientes da dieta, as quais chegam ao fígado através dos quilomícrons após absorção intestinal. Nos hepatócitos, os lipídios podem seguir por rotas diferentes (partição), estabelecidas pelo estado fisiológico e metabólico do individuo. No estado pós prandial a alta concentração de insulina sérica é a principal responsável pela esterificação de ácidos graxos em TAG. A insulina sinaliza a ativação da enzima glicerol-3-fosfato acil-transferase, responsável pelo passo inicial da síntese de TAG pelo hepatócitos, mostrando que os processos de síntese de TAG e degradação de AGCL são mediados pelo estado fisiológico do indivíduo. A plasticidade hepática confere a esse órgão a função de armazenamento, com objetivo de neutralizar a toxidade dos ácidos graxos liberados pelo tecido adiposo ou provenientes de dietas hiperlipídica.

O fígado é grande consumidor de ácidos graxos de cadeia longa (AGCL) para geração de energia necessária para o seu funcionamento. A Beta-oxidação mitocondrial é a mais importante rota para oxidação de AGCL e é a mais considerável partição relacionada ao metabolismo lipídico dentro do fígado. O processo o qual os ácidos graxos de cadeia longa permeiam a membrana mitocondrial é dependente de carnitina e de um complexo enzimático denominado Carnitina Palmitoil Transferase. O complexo mitocondrial CPT (CPT I, II e CACT) é o

mais bem entendido complexo enzimático de membrana dessa organela celular. A capacidade da enzima CPT I em converter Acil-CoA em acilcarnitina e a catálise inversa promovida pela enzima CPT II na matriz mitocondrial resulta na efetiva transferência da molécula de AGCL para dentro da matriz mitocondrial (ZAMITT e COSTHORPHINE, 1985). CPT I é uma proteína integral de membrana e localiza-se na membrana externa da mitocôndria, enquanto a CPT II é uma proteína periférica ancorada no lado interno da membrana mitocondrial interna. A CPT I esta sensível à inibição alostérica da molécula de malonil-CoA, tal fato torna a ação da CPT I, o principal sitio de controle para formação da acilcarnitina e beta-oxidação, além de suscetível ao controle promovido pela insulina. O Malonil-CoA é produto da reação catalisada pela acetil CoA carboxilase, enzima que utiliza acetil-CoA para síntese de ácidos graxos e é ativada pela insulina.

A regulação da oxidação lipídica é sensivelmente influenciada pelo estado fisiológico do individuo no fígado. No hepatócitos o acetil-CoA proveniente da beta-oxidação pode ser utilizado para geração de energia ou formação de corpos cetônicos em uma série de reações do ciclo HMG-CoA, que resultam em acetoacetato ou betahidroxibutirato. No jejum prolongado, a maior produção de corpos cetônicos é agente protetor no organismo contra a proteólise além de fornecer substratos para geração de energia em outros órgãos.

O transporte de triacilglicerol e colesterol para os tecidos periféricos é realizado pelo fígado através das lipoproteínas, estruturas esféricas compostas de apolipoproteínas, triacilglicerol, fosfolipídios e colesterol. O fornecimento de triacilglicerol para os tecidos extra-hepáticos ocorre através da lipoproteína de muito baixa densidade (VLDL), sendo o tecido adiposo e o músculo esquelético os dois principais receptores. Além da VLDL, o fígado é responsável pela síntese da lipoproteína de baixa densidade (LDL),

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partícula rica em colesterol e representa uma fração remanescente de VLDL e a lipoproteína de alta densidade (HDL) cuja função é realizar o transporte reverso de colesterol da periferia para o fígado. Dentre todas as lipoproteínas, a VLDL é a única totalmente sintetizada pelos hepatócitos. A produção e secreção da VLDL pode ser regulada através da dieta e por fatores endócrinos, como a insulina, principal hormônio responsável pelo estímulo da produção da VLDL.

A VLDL liberada pelo fígado atinge a circulação sanguínea e é distribuída pelos tecidos de forma equivalente ao quilomícron. Na presença de insulina circulante, a maior parte dos TAGs destas lipoproteínas é captada por células do tecido adiposo (adipócito) para estoque. Na presença de glucagon circulante na corrente sanguínea, o TAG das lipoproteínas é captado em grande parte pelo músculo esquelético para utilização do ácido graxo como fonte energética.

Absorção e tranporte de gordura dietética

Lipólise

Os ácidos graxos provenientes do TAG presente nas lipoproteínas é captado pelo adipócito para estoque de reservas energéticas. Em situações onde há o aumento da demanda energética no organismo, o mesmo libera hormônios responsáveis pela quebra do TAG destas células e posterior liberação da corrente sanguínea. O processo pelo qual o TAG do adipócito é hidrolisado e seus ácidos graxos liberados na corrente sanguínea é denominado lipólise.

Os hormônios responsáveis pelo estímulo da lipólise são as catecolaminas (adrenalina e noradrenalina, liberados principalmente durante o exercício físico), entretanto outros hormônios podem desempenhar este papel, como o cortisol e o hormônio do crescimento (GH). Estes hormônios se ligam a seus receptores de membrana localizados na membrana do adipócito, ocorre uma cascata de sinalização intracelular dependente da ativação do AMPc e consequente ativação da lipase hormônio sensível (LHS). Esta enzima é responsável pela quebra do TAG estocado no adipócito e liberação de ácidos graxos livres para a corrente sanguínea. A albumina é uma proteína responsável pelo transporte dos ácido graxos livres hidrolisados do adipócito. Estes ácidos graxos podem ser captados pelo músculo esquelético ( em situações de aumento da demanda energética, como por exemplo no exercício físico), ou é captado pelo fígado, que irá reesterificar o ácido graxo em TAG novamente e eliminar via VLDL para o sangue. Na segunda via, esta gordura pode retornar ao adipócito.

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Lipólise e transporte sanguíneo dos ácidos graxos

β-oxidação de ácidos graxos

Após a captação dos ácidos graxos pelo músculo esquelético, estes são transportados até a mitocôndria para sofrer oxidação e formação de ATP. O transporte de ácidos graxos do citoplasma para a mitocôndria depende de uma amina quartenária denominada carnitina, responsável por tornar o ácido graxo permeável à membrana mitocondrial. Este mecanismo de transporte se dá da mesma forma que no fígado, como já descrito anteriormente.

Após a entrada do ácido graxo na mitocôndria, este sofre um processo de β-oxidação, ou seja, ocorre a quebra do ácido graxo em moléculas de Acetil CoA. As etapas da β-oxidação estão descritas abaixo:

1° etapa: desidrogenação

2° etapa: Hidratação

3° etapa: desidrogenação

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4° etapa: Quebra com adição de água

Esta etapa ocorre para a formação do primeiro Acetil CoA da molécula de ácido graxo. Uma molécula de ácido graxo com 16 carbonos é responsável pela formação de 8 moléculas de Acetil CoA, portanto estas quatro etapas descritas anteriormente acontecem 7Xs. O ácido graxo é quebrado de dois em dois carbonos, até liberar oito moléculas de acetil CoA.

Após a formação das moléculas de Acetil CoA, estas serão oxidadas no ciclo do ácido cítrico ( ciclo de Krebs) e posteriormente seus hidrogênios seguiriam para a cadeia respiratória, para a produção de água e ATP. Cada molécula de ácido graxo proveniente do tecido adiposo (ácido palmítico, 16 carbonos) é responsável pela formação de 129 ATPs, portanto a gordura é uma molécula mais energética em relação ao carboidrato e a proteína.

Lipogênese

A lipogênese é a formação de ácidos graxos a partir de outros compostos energéticos como carboidratos e proteínas. Essa via é estimulada quando há um excesso de acetil CoA proveniente do piruvato ou de aminoácidos cetogênicos na mitocôndria seguido de um excesso de ATP. O excesso de ATP exerce estímulo inibitório sobre as

enzimas do ciclo de Krebs e há um acúmulo de Acetil CoA na mitocôndria. Este Acetil CoA se liga ao oxalacetato e forma o citrato que é transportado para o citosol. O citrato é dissociado novamente em Acetil CoA e oxalacetato, e ás moléculas de acetil CoA são condensadas uma a outra para a formação do ácido graxo. A síntese de ácidos graxos ocorre da mesma forma que a quebra porém de forma inversa, ou seja, moléculas de acetil CoA são adicionadas uma a uma através da etapa de condensação que ocorre em quatro reações. Ao final desta etapa, uma nova molécula de acetil CoA sofre este processo na cadeia pré formada, até formar um ácido graxo de 16 carbonos (ácido palmítico). Para a formação de cada molécula de ácido palmítico, são necessárias 8 moléculas de acetil CoA.

Abaixo segue esquema ilustrativo da lipogênese:

1 – Ocorre excesso de ATP na célula, inibe a oxidação do Actil CoA pelo ciclo de Krebs. O Acetil CoA sai da mitocôndria através na forma de citrato e no citosol é dissociado novamente em Acetil CoA.

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O Acetil CoA é convertido à Malonil CoA em uma reação dependente de Biotina

Após a formação do malonil CoA, ocorre

a ligação de uma nova molécula de Acetil CoA,

pelas etapas ilustradas abaixo:

Citrato + ATP + CoA oxalacetato +

acetil-CoA + ADP +Pi

Acetil-CoA + CO2+ ATP

Malonil-CoA + ADP +Pi

1° etapa: condensação

2° etapa: redução

3° etapa: desidratação

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4° etapa: redução

Síntese de corpos cetônicos

A síntese de corpos cetônicos ocorre em situações metabólicas aonde o indivíduo encontra-se em jejum prolongado ou em uma dieta cetogênica, ou seja, com ausência de carboidratos. Os corpos cetônicos são compostos energéticos que podem ser utilizados pelas células nervosas como fonte de energia na privação de carboidratos, visto que estas células não tem a capacidade de oxidar a gordura através da β-oxidação. O fígado é o responsável por este processo, oxidando o ácido graxo em Acetil CoA e formando os corpos cetônicos a partir deste.

O estímulo da síntese de corpos cetônicos ocorre através do cortisol, responsável pela ativação da via metabólica, Além disso, outro estímulo para a formação de corpos cetônicos é o acúmulo de Acetil CoA na célula

que não consegue ser oxidado no ciclo de Krebs pela deficiência o oxalacetato. Esta molécula, na ausência de glicose, é desviado do ciclo de Krebs e utilizada pelo fígado para a formação de novas moléculas de glicose em um processo denominado neoglicogênese. A conversão do oxalacetato em glicose ocorre em grande parte fora da mitocôndria, e a mesma se torna deficiente em oxalacetato, inibindo a formação do citrato e posterior funcionamento do ciclo. As moléculas de Acetil CoA que se acumulam são ligadas e posteriormente hidrolisadas em 3 compostos diferentes: Acetaldeído, Acetona, β-hidroxibutirato

Abaixo segue ilustração das etapas de formação dos corpos cetônicos

As reações para a síntese de corpos cetônicos estão descritas abaixo:

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Síntese de colesterolA síntese de colesterol ocorre no

fígado a partir do excesso de acetil CoA na mitocôndria, proveniente da oxidação de ácidos graxos, glicose ou aminoácidos cetogênicos. A insulina é o hormônio que ativa a enzima HMG CoA redutase, enzima mais importante do processo. A síntese de colesterol pelo fígado ocorre por excesso alimentar, dieta rica em açúcar e gorduras, entretanto sabe-se que há um componente genético associado à esta formação.

As etapas de formação do colesterol estão descritas abaixo:

O aumento da concentração de colesterol total e LDL-colesterol no sangue em muitas pessoas não está associado ao alto consumo de colesterol propriamente dito, mas sim ao aumento da síntese, ou seja, a produção endógena é muito alta. O principal medicamento utilizado na atualidade por estes indivíduos é a sinvastatina, cujo princípio ativo atua na inibição da enzima HMG CoA redutase, enzima que controla a via.

Referências

ALBERTS, Bruce. Molecular Biology of the cell. Garland Science, 2002.

CURI, Rui. Entendendo a gordura: os ácidos graxos. Barueri: Manole, 2002.

MINE, Yoshinori. Nutrigenomics and proteomics in health and disease. Iowa: Willey Blackwell, 2009.

NELSON, David L. COX, Michael. Lehninger princípios de bioquímica. São Paulo: Sarvier, 2007

STRYER, Lubert. Bioquímica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.

WILDMAN, Robert C. Handbook of nutraceuticals and functional foods. Boca Raton: CRC press, 2007.