Digestão de carboidratos
Os principais carboidratos da dieta são amido, sacarose e lactose. O amido é composto por resíduos de glicose unidos por ligações α-1,4-glicosídicas e α-1,6-glicosídicas.
A degradação do amido começa na cavidade oral sob a ação da α-amilase salivar com a formação de dextrinas. No estômago não há enzimas de hidrólise de carboidratos, ocorrendo apenas a ação residual da amilase salivar. No duodeno, a α-amilase pancreática degrada o amido em maltose (α-1,4) e isomaltose (α-1,6).
Na borda em escova dos enterócitos atuam as glicosidases de membrana: o complexo sacarase-isomaltase hidrolisa a maltose, a isomaltose e a sacarose; a lactase (β-glicosidase) degrada a lactose em galactose e glicose. A atividade da lactase é máxima em crianças e diminui com a idade, o que em alguns adultos leva à deficiência de lactase.
Absorção de monossacarídeos
- Difusão facilitada através de transportadores específicos — característica da frutose (GLUT5), sendo também possível para a glicose e galactose.
- Transporte ativo secundário com simporte de Na⁺ (SGLT) — para glicose e galactose contra o gradiente; o gradiente de Na⁺ é mantido pela Na⁺/K⁺-ATPase com gasto de ATP.
- Do enterócito para o sangue, os monossacarídeos passam por difusão facilitada (GLUT2).
A captação de glicose pelas células dos tecidos é realizada por proteínas da família GLUT. De particular importância é o GLUT4 — o transportador dependente de insulina do tecido muscular e adiposo.
Fosforilação da glicose na célula
Após entrar na célula, a glicose é imediatamente fosforilada a glicose-6-fosfato. A reação é catalisada por:
- Hexoquinase — baixa Kₘ (~0,1 mmol/L), atua em todos os tecidos, é inibida pelo produto — glicose-6-fosfato.
- Glicoquinase — alta Kₘ (~10 mmol/L), é induzida pela insulina, atua nos hepatócitos e nas células β do pâncreas.
A glicose-6-fosfato é um metabólito nodal e é utilizada para a síntese de glicogênio, pentoses, outros monossacarídeos, aminoácidos, bem como para o catabolismo a CO₂ e H₂O com a formação de ATP ou a lactato.
Síntese de glicogênio
A glicogênese é ativa no período absortivo (1 a 2 horas após a refeição). Etapas:
- Glicose → glicose-6-fosfato (hexoquinase/glicoquinase).
- Glicose-6-fosfato → glicose-1-fosfato (fosfoglucomutase).
- Glicose-1-fosfato + UTP → UDP-glicose + pirofosfato (UDP-glicose piroforilase).
- A glicogênio sintase transfere o resíduo de glicose da UDP-glicose para um primer de 5 a 8 resíduos, formando uma ligação α-1,4-glicosídica.
- Após o crescimento da cadeia com cerca de 12 resíduos, a enzima ramificante (amilo-1,4→1,6-glicosiltransferase) transfere um fragmento de 5 a 6 resíduos e forma uma ligação α-1,6 — o ponto de ramificação.
Mobilização do glicogênio
A glicogenólise ocorre no período pós-absortivo (10 a 18 horas de jejum) e durante o exercício físico intenso. A enzima chave é a glicogênio fosforilase, que degrada as ligações α-1,4 com a formação de glicose-1-fosfato. Nos pontos de ramificação, quando restam 4 resíduos, a oligosacarídeo transferase transfere o fragmento triosídico para a cadeia principal, deixando um resíduo na ligação α-1,6. Esta ligação é hidrolisada pela α-1,6-glicosidase com liberação de glicose livre.
A glicose-1-fosfato é isomerizada a glicose-6-fosfato. Nos músculos, ela é utilizada para necessidades próprias (glicólise). No fígado, sob a ação da glicose-6-fosfatase, forma-se glicose livre, que entra na corrente sanguínea para manter a glicemia.
Regulação hormonal
A síntese e a degradação do glicogênio são reguladas reciprocamente através da fosforilação de duas enzimas principais: a glicogênio sintase (ativa na forma desfosforilada) e a glicogênio fosforilase(ativa na forma fosforilada). O estado é avaliado pelo índice insulina-glucagon (IIG).
A insulina (IIG alto, pós-prandial): através do receptor de tirosina quinase ativa a fosfoproteína fosfatase de grânulos de glicogênio, que desfosforila ambas as enzimas — a glicogênio sintase é ativada, a glicogênio fosforilase é inativada. Paralelamente, a insulina estimula a inserção de GLUT4, induz a glicoquinase e ativa a fosfodiesterase, que degrada o AMPc.
O glucagon (no fígado) e a adrenalina (através de receptores β₂-adrenérgicos) atuam via proteína G e adenilato ciclase: ATP → AMPc → ativação da proteína quinase A (PKA). A PKA fosforila a fosforilase quinase, que ativa a glicogênio fosforilase, e simultaneamente fosforila a glicogênio sintase, inativando-a. A adrenalina, através dos receptores α₁, aciona a via do inositol fosfato e a ativação da fosforilase quinase dependente de Ca²⁺.
Pontos-chave
- O amido é hidrolisado pelas α-amilases salivar e pancreática em maltose e isomaltose, e posteriormente por glicosidases de membrana em monossacarídeos.
- A glicose é absorvida por transporte ativo secundário com Na⁺ (SGLT) e por difusão facilitada; entra nos tecidos através de GLUTs, sendo o GLUT4 dependente de insulina.
- A hexoquinase tem baixa Kₘ e é inibida pelo produto, enquanto a glicoquinase tem alta Kₘ e é induzida pela insulina.
- A síntese de glicogênio ocorre via UDP-glicose; a glicogênio sintase forma ligações α-1,4 e a enzima ramificante forma ligações α-1,6.
- A degradação é catalisada pela glicogênio fosforilase; os pontos de ramificação são removidos pela oligossacarídeo transferase e pela α-1,6-glicosidase.
- Apenas o fígado contém glicose-6-fosfatase e fornece glicose livre para o sangue.
- A insulina ativa a glicogênio sintase por desfosforilação; o glucagon e a adrenalina, via AMPc e PKA, ativam a degradação e inibem a síntese.