- O documento discute o metabolismo dos carboidratos, incluindo a digestão, absorção e destinos metabólicos da glicose. - A fosforilação inicial dos monossacarídeos é catalisada por enzimas chamadas fosfotransferases, como a hexoquinase. - Isto impede a saída da glicose da célula e favorece a união de enzimas com substratos intermediários.

1. Metabolismo Intermediário e sua
Regulação.
Tema I. Metabolismo dos glúcidos.
Conferência # 1. Glúcidos: Papel
nutricional. Digestão , absorção e
incorporação.
Dra. Loida Sanfiel Vasseur

2. Sumário
• Valor nutricional quantitativo e qualitativo dos
glúcidos.
• Principais glúcidos da dieta.
• Digestão dos glúcidos da dieta.
• Absorção intestinal dos monossacáridos.
• Fosforilação inicial dos monossacáridos.
• Destinos metabólicos da glicose-6- fosfato.
• Bibliografia: Bioquímica Médica Tomo. III.
Cáp. 42 e T IV Cap. Nutrição

3. Objectivos
• Explicar as necessidades nutricionais
quantitativas e qualitativas dos glúcidos,
tendo em conta as funções gerais e
específicas destes compostos, assim como as
características dos processos implicados em
sua assimilação.

4. Conceitos nutricionais importantes
• Dieta: Conjunto de produtos (com fines
nutricionais) que ingressam ao organismo por
via oral.
• Alimentos: Produtos de origem animal ou
vegetal que conformam a dieta. Podem ser
substituídos unos por outros.
• Nutrientes: Substancias presentes nos
alimentos que no podem ser substituídos uns
por outros (devido a que cada um tem seu
próprio papel no organismo).

5. Papel nutricional quantitativo e
qualitativo dos glúcidos
• Valor quantitativo: são a maior fonte de energia y de carbono
para o organismo (a dieta habitual contem entre 55 e 75 % de
glúcidos). Considera-se que a pesar de seu carácter
dispensável ao menos deve ingerir-se 5 g por cada 100 kcal na
dieta para evitar a cetose (uma emergência clínica por
desequilíbrio metabólico)
• Valor qualitativo: são os nutrientes com menor valor
qualitativo (não importa o tipo, a maioria aportam os mesmos
componentes) mais é preciso a ingestão diária de certa
quantidade de glúcidos de estrutura complexa que aportam
fibra dietética importante para o correcto funcionamento do
intestino e vitamina C (que é um derivado glucídico) e se
precisa para a síntese do colagénio, entre outras funções.

6. Principais glúcidos da dieta humana:
• Polissacáridos: Amido
Glicogénio
Celulose
• Dissacáridos: Sacarose
Lactose

7. Digestão dos glúcidos da dieta
• A digestão dos glúcidos da dieta ocorre em distintos
sítios do tracto digestivo.
• Começa na boca pela acção da amilase salivar, a qual
actua sobre o amido e sobre o glicogénio.
• Pelo curto tempo de contacto com seus substratos, a
acção da amilase salivar é muito limitada.
• As degradações do amido e do glucogénio se
produzem maioritariamente no intestino magro
(porção duodeno) pela acção da amilase pancreática.

8. • A especificidade de acção das 2 amilases é a mesma, quer
dizer, as 2 cindem hidrolíticamente os enlaces a 1-4
glicosídicos, por isso seus substratos e produtos são os
mesmos.
• Os enlaces glicosídicos a 1-6, presentes nos pontos de
ramificações do amido e do glucogénio, não são susceptíveis
à acção de amilases, e por isso, durante o processo digestivo,
ficam segmentos de polissacáridos que não resultam
digeridos por tais enzimas e os quais lhes conhece como
dextrinas limites.
• Os produtos da degradação dos polissacáridos da dieta são,
fundamentalmente:
maltose, maltotriose e dextrinas limites.

9. • A degradação ulterior da maltotriose, a maltose e as
dextrinas limites se levará a cabo por outras enzimas
presentes no bordo em escova (microvilos) da
mucosa intestinal (duodeno, jejuno e parte do
ileum).
• Estas oligossacaridases actuam na interfase entre o
lúmen e a célula da mucosa; contêm uma porção
hidrofóbica imersa dentro da membrana plasmática,
mas a maior parte da enzima, incluindo seu sítio
activo, encontra-se orientada para a luz intestinal.

10. As oligossacaridases mais importantes no
ser humano são:
• I. A maltase, que apresenta acção hidrolítica sobre enlaces
glicosídicos a 1-4, por isso ao actuar sobre a maltose rende
como produto moléculas de glicose livre.
• II. O complexo sacarase-isomaltase: A acção conjunta das
enzimas maltase e o complexo sacarase-isomaltase degrada
completamente às dextrinas limites produzidas na digestão
da amilopectina e o glucogénio até glicose livre.
• III. A lactase (dissacaridases com acção ß galactosidase),
digere oligossacáridos de composição mista
(heterogalactosidase).
• Seu substrato principal é a lactose, a qual converte em glicose
e galactose.

11. • Qualquer defeito de uma destas dissacaridases provoca
acumulação de seus substratos já que a absorção se produz
sozinho quando estes foram degradados até seus
monossacáridos constituintes.
• A acumulação dos dissacáridos no intestino provoca uma
diarreia osmótica, além disso, devido à degradação de ditos
açúcares pelas bactérias da flora intestinal se produzem
compostos de 2 e 3 átomos de carbono, o que agrava a
actividade osmótica e de uma vez se liberam grandes
quantidades de CO2.
• A intolerância aos glúcidos se deve, geralmente ao deficit das
dissacaridases intestinais. (Por como exemplo a deficiência
de lactase).

12. • No ser humano não existem enzimas digestivas com
acção ß glucosídica, por isso a celulose não pode ser
degradada.
• Então, a Celulose, deve ser eliminada da dieta?
• Não, este composto, constituinte maioritário da fibra
vegetal tem outras acções importantes no processo
digestivo:
-aumenta os movimentos peristálticos no
intestino.
-evita a constipação.
-tem importância na prevenção das
hemorróides e do câncer de cólon.

13. Absorção intestinal dos
monossacáridos
• A glicose e a galactose são incorporadas através da
membrana intestinal pelo mesmo transportador, e se
estabelece uma competência entre elas por sua união a este.
• O mecanismo é de transporte passivo e activo associado com
um simporte de sódio. O transportador possui sítios de união
para o ião sódio e para o monossacárido.
• Este monossacárido deve cumprir certas características
estruturais em relação com o número de átomos de carbono
e com a disposição espacial dos OH para que resulte
reconhecido pelo transportador.
• A glicose e a galactose cumprem tais condições, como pode
apreciar-se de suas estruturas cíclicas.

14. Estruturas da glicose e galactose

15. • Quando a concentração de glicose ou galactose é elevada na
luz intestinal -depois de uma comida, o sistema transporta a
favor do gradiente.
• Quando esta concentração baixa, o sistema realiza o
transporte em contra do gradiente por transporte activo. A
força impulsora neste transporte activo é o acople com a
ATPase dependente da Na+ e K+ da membrana basal da célula
epitelial, a qual bombeia iões Na+ fora da célula, mantendo
um gradiente de dito ião com maior concentração fora da
célula.
• Desta maneira, quando o Na+ se move para dentro da célula,
o que faz a favor do gradiente, transporta-se
simultaneamente um dos monossacáridos -contra seu
gradiente.
• O transportador de glicose-galactose é uma proteína integral
da membrana que se liga e transporta 2 iões Na+ por cada
molécula do açúcar.

16. Representação esquemática do
transporte de glicose

17. • A frutose e a manose são absorvidas, aparentemente, por
difusão facilitada, e as pentoses, por difusão simples.
• Uma vez dentro do epitélio, a glicose tem vários destinos,
mas pelo general é transportada directamente para o sangue
(superfície basal) por um mecanismo de transporte facilitado.
• Este mecanismo é muito eficiente, o que garante que a
glicose não se acumule dentro da célula do epitélio intestinal.
• Como pode inferir-se da composição dos principais glúcidos
da dieta, o produto maioritário da digestão destes é a
glicose, e em menor proporção, a galactose, frutose e outros
monossacáridos.

18. Distribuição pelo organismo
• Uma vez no sangue, os distintos monossacáridos
alcançam os diferentes tecidos.
• A incorporação dos monossacáridos ao interior dos
diversos tecidos se efectua por um mecanismo de
transporte facilitado, que difere segundo o tecido.
• A incorporação intracelular da glicose depende da
presença de transportadores específicos: as
proteínas transmembranais GLUT1 a GLUT5 se
encontram na maioria dos tecidos.

19. • A glicose penetra à célula por um mecanismo de difusão
facilitada.
• Existem várias proteínas estrutural e funcionalmente
relacionadas que actuam como transportadores de glicose.
• O GLUT1 existe em quase todas as células e tem uma Km
aproximadamente igual à concentração normal de glicose em
sangue.
• O GLUT2 só existe no hepatócito e as células beta das ilhotas
do Langerhans do pâncreas (sua Km é muito mais elevada).
• O GLUT4 é própria do tecido muscular e do tecido adiposo e
sua actividade depende da insulina.
• Todos eles são proteínas de membrana.
• Sua estrutura se caracteriza porque possuem doze segmentos
transmembranais, muito parecidos com os canais de iões.

20. Estrutura dos transportadores de
Glicose: GluT1-5

21. Fosforização inicial dos monossacáridos
• Ao incorporar-se dentro das células, a primeira reacção que
experimentam os monossacáridos é sua conversão em um
derivado fosforizado pela formação de um enlace éster
fosfórico em um dos grupos OH do açúcar catalisado por
enzimas chamadas fosfotransferases.
• O doador do grupo fosfato é um nucleótido (NTP), geralmente
ATP.
• As fosfotransferases são as enzimas que catalisam a fosforização
dos monossacáridos, e requerem iões Mg2+ ou outros catiões
bivalentes.
• Existem várias fosfotransferases com especificidade distinta para
o substrato e para o tipo de enlace que eles formam.

22. Importância da fosforização inicial dos
monossacáridos
•
•
•
Todos os monossacáridos uma vez que são transportados para o interior
da célula experimentam uma reacção de fosforização.
No caso da glicose essa reacção é catalisada pela glucoquinase no fígado e
por outras hexoquinases no resto dos tecidos.
Estas enzimas utilizam o ATP como doador do grupo fosfato e requerem
de iões magnésio para seu funcionamento.
•
O grupo fosfato acrescentado cumpre três funções importantes:
•
a) Impede a saída da glicose da célula,
•
b) Favorece a união das enzimas com os substratos intermediários,
•
c) Ganha em potencial energético, (o grupo fosfato termina formando
parte do ATP).

23. • À enzima principal que catalisa a fosforilação
inicial da glicose é a hexoquinase.
• A hexoquinase é uma fosfotransferase que
catalisa a reacção de fosforilação de várias
hexoses: glicose, manose e frutose,
principalmente, embora também pode
fosforizar certas pentoses.
• Esta enzima forma o enlace éster fosfato em
posição 6 do açúcar.
• A reacção requer ATP e também participam
iões Mg2+:

24. Reacção de fosforização
inicial dos Monossacáridos:
catalisada pelas
Enzimas fosfotransferases
Exemplos:
Hexoquinase e
Glucoquinase

25. Hexoquinases I, II, III e IV.
•
•
•
•
•
São formas isoenzimáticas da mesma fosfotransferase:
No cérebro prepondera o tipo I.
No músculo esquelético, o tipo II.
No tecido adiposo são abundantes os tipos I e II.
No fígado, a forma isoenzimática principal é a IV, mais
conhecido como glucoquinase, embora neste tecido estão
pressentes todas as formas.
• A hexoquinase -com excepção da tipo IV- resulta inibida por
altas concentrações de seu produto, quer dizer, glicose-6-P
tem baixa Km para a glicose .
• A glucoquinase é induzida pelo hormona insulina, que activa
a transcrição do gene que a codifica e não resulta inibida por
altas concentrações de glicose-6-P e sua Km para a glicose é
muito elevada.

26. Propriedades cinéticas das
hexoquinases

27. • As propriedades cinéticas destas enzimas influem em
seu papel no controle da glicemia.
• Assim em condições de glicemia normal, a glicose
pode penetrar e ser fosforizada em quase todos os
tecidos, menos no fígado e as células beta do
pâncreas.
• Só em estados de hiperglicemia o fígado capta e
fosforiza a glicose que emprega na síntese do
glicogénio e na glicólise.
• As células beta do pâncreas têm carácter endócrino
e a entrada e metabolismo da glicose é o estímulo
para a secreção de insulina.
• A insulina é um hormona que tem acções
importantes sobre o metabolismo dos glúcidos.

28. • É importante assinalar que a glicose ou qualquer
outro monossacárido, uma vez fosforizados, não
podem sair da célula, já que não são reconhecidos
por seu transportador; de maneira que a única forma
que têm os monossacáridos de passar dos tecidos ao
sangue é perdendo o grupo fosfato.
• No fígado, no rim e no intestino existe uma enzima
que catalisa a reacção de separação hidrolítica do
grupo fosfato (acção fosfatase) da glicose-6-P, a
enzima glicose 6 fosfatase:

29. Reacção da enzima
glicose 6 fosfatase
Só existe no fígado,
no rim e
no intestino

30. • Devido à presença desta enzima, a glicose-6- P
hepática pode converter-se em glicose livre e passar
à corrente sanguínea, condição que não pode dar-se
no músculo ou em outros tecidos que carecem de
dita enzima.
• Os monossacáridos fosforizados são
metabólicamente mais activos, possuem um
potencial energético mais elevado e constituem os
substratos obrigados para a maioria das enzimas das
diferentes vias metabólicas nas que aqueles
participam.

31. Destinos metabólicos da glicose-6fosfato:
• Uma vez fosforizada a glicose, sucede
substrato de variadas enzimas e pode
incorporar-se a diferentes rotas metabólicas
em dependência das condições da célula e do
organismo.
• A glicose-6- P constitui um metabolito de
encruzilhada pois tem diversos origens e
destinos como pode apreciar-se no esquema:

33. Conclusões
• Os principais glúcidos da dieta são os
polissacáridos amido e glicogénio e os
dissacáridos sacarose e lactose.
• Se precisa do processo da digestão dos
mesmos para serem incorporados as células e
ao organismo que só absorvem os
monossacáridos livres.
• Os mecanismos de absorção dos
monossacáridos são a difusão facilitada e o
transporte activo.

34. Conclusões
• A fosforização dos monossacáridos é a
primeira transformação ao ingressar á célula
e é imprescindível para sua incorporação ao
metabolismo celular.
• A glicose -6- fosfato é um metabolito de
encruzilhada e joga um papel central no
metabolismo dos glúcidos.

35. Orientação ao estudo independente
• Dé leitura ao capítulo 42 do texto Bioquímica
Médica Tomo III, realize os exercícios e
apresente suas dúvidas ao professor.
• Represente as reacções estudadas e resuma a
informação.
• Bom sucesso!!!!