Rita luz/2. Digest o e Absorç o
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Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Digestão e Absorção Digestão Passos da digestão: 1. homogeneização da comida e mistura dos sólidos ingeridos com os fluidos secretados pelas glândulas 2. secreção de enzimas digestivas 3. secreção de electrólitos (ácido ou alcalino) pH óptimo das enzimas 4. secreção de ácidos biliares como detergentes para solubilizar lipidos e facilitar a sua absorção 5. hidrólise de oligomeros e dímeros 6. transporte dos nutrientes e electrólitos do lúmen intestinal para o sangue ou linfa através do tecido epitelial Secreções Digestivas a. Saliva Propriedades pH=6,8 95% de água Na+, Cl-, K+, HCO3 Lubrificante (mucina - glicoproteína) Dissolução de moléculas alimentares Meio de acção de hidrolases Meio de excreção (drogas, IgA) Proteínas ricas em prolina, em cisteína (cistatinas) e histidina (histatinas) formam uma película dos dentes que protege contra ácidos, retém humidade, regula a aderência e a actividade de bactérias e leveduras Enzimas 1. -amilase (= ptialina): ataca ligações -1,4 do amido e glicogénio a maltose e oligossacáridos. Inactivação a pH<4 2. Lipase: hidrólise dos triacilglicerois a ácidos gordos e 1,2-Diacilglicerol: TAG AG+1,2-DAG 3. Peroxidase 4. Lisozima (acção antibacteriana) 5. Lactoferrina Regulação da Secreção Visão do alimento e o cheiro estimula o fluxo salivar, que é aumentado pelos estímulos tácteis e gustativos na lingua (quando ocorre a ingestão) Página 1 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção b. Suco Gástrico Propriedades Células mucosas superficiais e do colo muco (mucina + H2O) + HCO3 Células oxínticas ou parietais HCl e Factor Intrínseco de Castle (importante para a absorção de vitamina B12) HCl: ▪ Diminui o pH gástrico necessário à activação da pepsina (pH=0,8) ▪ Acção antibacteriana e desnatução proteica ▪ Estimula o fluxo da bilis e suco pancreático HCl HCl Bordo Luminal HCl Cl- H+ Insensível à oubaína HCl K+ ATP K+ H+ ClCO2 + H2O Anidrase carbónica Bordo Contraluminal ClCO2 HCO3- 8. Sem estimulação, a célula parietal apresenta um sistema tubulovesicular rico na ATPase H+ K+ 9. O CO2 da célula (proveniente do metabolismo ou do sangue) é hidratado e forma H2CO3 que rapidamente se dissocia em H+ e HCO3-. 10. O H+ passa para o lúmen da vesícula por contra-transporte com K+, pela ATPase H+ K+ 11. O HCO3- regressa ao sangue através de contra-transporte com Cl(permutador aniónico) que passa por difusão para o lúmen do vesícula. 12. A bomba Na+K+ (não representada) no lúmen contra-luminal vai reciclando os iões K+ e Na+ que também podem sair/entrar por difusão. 13. Quando ocorre estimulação adequada (gastrina, histamina e acetilcolina), as vesiculas fundem-se com os canalículos e liberta-se HCl para o lúmen gástrico. Enzimas células zimogénicas 1. Pepsinogénio Pepsina (activação pela presença de H+): endopeptidase, dividindo as proteínas em péptidos menores, sendo específica para ligações peptídicas com aminoácidos aromáticos ou dicarboxilados 2. Renina: impede a saída rápida do leite do estômago. Na presença do Ca altera a caseína do leite a paracaseína, que é actuada pela pepsina É importante na criança, mas ausente no adulto coagula o sangue 3. Lipases: TAG AG+1,2-DAG Página 2 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção c. Secreção Pancreática Propriedades Componentes aquoso, enzimático e mucoso (pequena quantidade) HCO3-: ▪ Neutraliza o ácido proveniente do estômago ▪ pH=7,5-8 óptimo para as enzimas pancreáticas H2O HCO3Cl- Bordo Bordo Luminal Luminal Cl2HCO3 HCO3- - 2K+ 2K+ ATP Na+ CO2 + H2O 3Na+ Na+ Anidrase carbónica ATP Bordo Contraluminal H+ Na+ CO2 H2O H+ Na+ 2HCO3 - 1. O CO2 da célula (proveniente do metabolismo ou do sangue) é hidratado e forma H2CO3 que rapidamente se dissocia em H+ e HCO3-. 2. O H+ passa para o bordo contra-luminal da vesícula por contra-transporte com Na+ (permutador catiónico) ou através da H+ATP ase 3. Por outro lado, chega mais HCO3- à célula através de co-transporte com Na+. 4. O HCO3- proveniente da reacção catalisada pela anidrase carbónica, juntamente com aquele que é co-transportado com Na+, passa para o lúmen intestinal através de contra-transporte com (permutador aniónico). 5. O Cl- da célula regressa ao lúmen através do canal de cloro. 6. A bomba Na+K+ no dominio basolateral da célula vai retirando iões Na + da célula mantendo um gradiente electroquímico necessário tanto ao contratransporte (com H+) como ao co-transporte (com HCO3-). 7. Os iões K+ são reciclados através de um canal de potássio. Enzimas 1. Endopeptidases Degradam proteinas produzindo polipéptidos e péptidos São secretados sob a forma de zimogénios O tripsinogénio é activado pela enteropeptidase formando tripsina que activa os outros zimogénios. 1.1. Tripsinogénio Tripsina (enteropeptidase,tripsina): específica para ligações peptídicas com aminoácidos básicos 1.2. Quimiotripsinogénio Quimiotripsina (tripsina): específica para ligações peptídicas com aminoácidos neutros 1.3. Proelastase Elastase (tripsina): específica para ligações peptídicas com aminoácidos pequenos como glicina, serina e alanina. Página 3 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção 2. Carboxipeptidase: exopeptidase da extremidade carboxílica 3. -amilase: clivagem das ligações -1,4 Liberta moléculas de maltose, maltotriose, dextrinas-limite, glicose 4. Lipase Activada pela enterostatina Ataca as ligações éster primárias dos TAG, actuando na interface águalípidos de gotículas muito emulsificadas (por agitação mecânica do aparelho digestivo, na presença de produtos das lipases lingual e pancreática e na presença de outras enzimas) A presença de AG livres facilita a hidrólise de TAG, tal como a hidrólise limitada dos fosfolípidos pela fosfolipase A2 pois aumentando a sua ligação à interface do substrato A actividade da lipase pancreática é diminuída pelos sais biliares Colipase: supera esta inibição, ligando a lipase e à interface dos TAG coberta pelos sais biliares, ancorando a lipase aos TAG O AG na posição 2 é mais difícil de remover, pelo que da hidrólise de TAG resultam principalmente AG e 2-MAG (pode ser isomerizado para 1MAG, mas é lento) O leite humano possui uma lipase activada por sais biliares 5. Fosfolipase A2 Glicerofosfolipidos Lisofosfolipidos + AG Activação dependente de Ca Hidroliza a ligação éster na posição 2 dos fosfolípidos a lisofosfolípidos 6. Colesteril éster hidrolase Ésteres de colesterol Colesterol livre + AG 7. RNase e DNase digerem os ácidos nucleicos da dieta d. Secreção biliar Secretada pelo fígado e armazenada na vesícular biliar que a concentra Constitução: água, sais biliares, mucina, bilirrubina, colesterol, AG, sais inorgânicos, drogas, toxinas (forma de excreção) pH=7,0 (permite a neutralização do ácido) Propriedade dos sais biliares Emulsificação de lipidos, partindo as particulas de gordura em microbolhas, facilitando a sua digestáo e diminuindo a sua tensão superficial Formam micelas (estruturas circulares delimitadas por sais biliares com colesterol, lecitina e lipidos a serem digeridos) Permite a digestão e absorção de gorduras e vitaminas lipossolúveis Síntese e degradação dos ácidos biliares Intestino (enzimas bacterianas) Hepatócito Colil-CoA Colesterol 7α hidroxicolesterol 7α hidroxilase 12α hidroxilase Quenodesoxicolil-CoA Ác. Biliares primários Ác. Biliares secundários Conjugação Desconjugação + 7α desidroxilação Ác. Glicocólico Ác. Taurocólico Ác. Glicoquenodesoxicólico Ác. Tauroquenodesoxicólico Ác. Desóxicólico Ác. Litocólico Página 4 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção e. Secreções intestinais Propriedades Criptas de Lieberkühn com células que secretam enzimas que se localizam na bordadura em escova Glândulas de Brunner e células caliciformes secretam muco (mucina + água) pH=5-9 Enzimas 1. Amino-peptidases: corta ligações na extremidade amina 2. Dipeptidases 3. Oligossacaridases e dissacaridases 3.1. -glicosidase (maltase): remove resíduos de glicose em ligações 1,4 em extremidades não redutoras 3.2. complexo sacarose-isomaltase: hidrolisa sacarose e ligações -1,6 3.3. -galactosidase (lactase): remove galactose da lactose, ataca celobiose e outros -galactósidos, e glicosilceramidas 3.4. Trehalase: hidrolisa trealose 4. Fosfatase: remove o fosfato de certos fosfatos inorgânicos 5. Polinucleotidases: Ácidos nucleicos Nucleótidos 6. Nucleosidases (nucleosido fosforilase): catalisa a fosforólise nucleósidos Nucleósidos bases de azoto livres + pentose fosfato de 7. Fosfolipases Fosfolípidos glicerol + AG + ácido fosfórico + bases (ex.: colina) Página 5 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção No intestino Grosso Absorção de água Actividade bacteriana (fermentação) nos Glícidos (ex.:celulose) que escaparam actividade digestiva enzimática disponibiliza energia (cerca de 5% da energia basal diária) A actividade bacteriana que produz: vários gases (CO2, NH3, H2, HS) ácidos: acético ( acetil CoA); láctico; propiónico (vai para o figado onde é oxidado); butírico (utilização como combustivel nos próprios colonócitos) fosfatidilcolina neurina (amina tóxica) descarboxilação de aminoácidos: poliaminas (lisina cadaverina, arginina agmantina, tirosina tiramina, ornitina putrescina, histidina histamina vasoconstrictores; e tirosina indole e escatole odor das fezes; os sulfurados formam mercaptanos e H2S) amoníaco, no metabolismo de substâncias nitrogenadas, absorvida pela circulação portal sintetizam vitamina K e algumas do grupo B Fezes 100-200g/dia, das quais: 2/3 de água, 1/3 de celulose, bactérias intestinais, células descamadas, fibras vegetais não absorvidas e secreções intestinais (ou são absorvidas ou ocorre desidratação); glícidos não absorvidos (-> fermentados), AG cadeia curta, ác. láctico, ácido propiónico, ác. butírico, hidrogénio, azoto, CO2, metano fosfolípidos não absorvidos (colina e neurina) aminoácidos não absorvidos . cadaverina, agmantina, tiramina, putrescine, indol, skatol, mercaptanos, amónia Página 6 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Regulação da digestão e absorção Acetilcolina (SNSP) DColecistocinina CKK (células I) Histamina ▪ Secreção gástrica ▪ ↓esvaziamento gástrico ▪ Secreção de enzimas pancreáticas e insulina ▪ Contracção da vesicula biliar ▪ Relaxamento do esfincter de Oddi ▪ Diminuição da ingesta alimentar (sensação de saciedade) Gastrina (células G) ▪ Secreção de HCl gástrico ▪ Secreção de pepsina ▪ Contração gástrica ↑ secreção por ingestão de etanol, cafeína e cálcio ↑ secreção por aa aromáticos no duodeno Secretina (células S) ▪ ↑HCO3- pancreático ▪ ↑secreção de insulina ▪ ↑motilidade intestinal ▪ ↓motilidade gástrica ▪ Inibição da secreção gástrica ▪ Hidratação da bílis G I S ↑ secreção por acidez, etanol e AG no duodeno Somatostatina ▪ Inibe a secreção de GH, gastrina, insulina e glicagina Página 7 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Hormonas Gastrointestinais Características especiais das hormonas gastrointestinais: Adaptam-se à definição clássica de hormona, slguns apresentam acções parácrinas e outros actuam de forma neurócrina As células produtoras estão localizadas ao longo de todo o tracto gastrointestinal e não agrupadas num órgão A maioria está também presente no sistema nervoso central Podem ser agrupadas em famílias de acordo com a sequência de aa e a similaridade funcional: Família gastrina Hormona Gastrina secretina Colecistocinina Secretina Outros Localização Antro gástrico e duodeno Duodeno e jejuno Duodeno e jejuno GIP (gastric inhibitory polipeptide) Intestino delgado VIP (vasoactive intestinal polypeptide) Glicagina Pancreas Neurotensina Tipo bombesina Ileum Estômago e duodeno Estômago, duodeno, vesicula biliar Intestino delgado Encefalinas Motilina Substância P Somatostatina Enteroglicagina Pâncreas Todo o tracto gastrointestinal Estômago, duodeno e pâncreas Pâncreas, intestino delgado Acção Secreção do ácido gástrico e da pepsina Secreção da amilase gástrica Secreção pancreática de bicarbonato Aumenta a libertação de insulina mediada pela glicose; inibe a secreção gástrica ácida Relaxamento da musculatura lisa; estimula a secreção pancreática de bicarbonato Activação da glicogenólise, lipólise, gliconeogénese e cetogénese. Desconhecido Estimula a libertação de gastrina e CCK Acções similares a opióides Inicia a motilidade intestinal interdigestiva Incerto Efeitos inibitórios Desconhecido Página 8 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Absorção Local de Absorção Estômago AG de cadeia curta e média Etanol Duodeno Monossacáridos 2-MAG, AG Ca e Fe Vitaminas hidrossolúveis Jejuno Monossacáridos e dissacáridos MAG, AG, glicerol, colesterol Aminoácidos, péptidos Vitaminas, folato Electrólitos, Fe, Ca, água Íleum Sais biliares Vitamina B12 Electrólitos e água Intestino grosso Água e electrólitos Transporte de Solutos Transporte de electrólitos: criação de um gradiente electroquímico favorável à entrada de Na+ na célula (ATPase Na/K) associação obrigatória do transporte de electrólitos ou solutos com o transporte de Na+ (co-transporte) Sistemas de transporte Enzimas Enterócitos Bordo Luminal Bordadura em escova Bordo Contraluminal Poucas microvilosidades Di e Oligossacaridases Aminopeptidases Dipeptidases γ-glutamil transferase fosfato alcalino guanilato ciclase SGLT-1 (co-trans. Na+ de monossac.) GLUT-5 (t. facilitado de frutose) Na+ cotransporte de aa neutros Na+ cotransporte de ácidos biliares H+ cotransporte de peptidos Na+/K+ ATPase Adenilato ciclase GLUT-2 (t. facilitado de monossac.) Transporte facilitado de aa neutros Página 9 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Bordo luminal Epitélio gastro-intestinal 2 K+ Bordo contra-luminal (vascular) 3 Na+ ATPase Na/K K+ Canal K+ ATP ADP Aldosterona ENaC Epithelium Na+ Channel Na+ Cl- Saldo: entrada de NaCl Espironolactona Amiloride Digitálicos Permutador aniónico (AE) HCO3 5 – anidrase carbónica H2CO3 CO2 CO2 1 H+ Permutador catiónico Cl- 4 H2CO3 3 Saldo: entrada de NaCl 2 4 Na+ (NHE) SGLT 1 Sodium Glucose Transporter Saldo: absorção de Glicose 2 Na+ Glicose, outros monossacáridos e aminoácidos GLUT 2 Glucose Transporter 2 Glicose, outros monossacáridos e aminoácidos Página 10 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Digestão e Absorção Proteica Enzimas proteolíticas digestivas: Pepsina (endopeptidase) Enteropeptidase Tripsina Quimiotripsina Elastase Carboxipeptidase A/B Aminopeptidase Dipeptidase a.a. aromáticos a.a. lisina a.a. básicos a.a. neutros a.a. pequenos COOH NH2 a.a. grupo livre Estômago Duodeno Pâncreas Pâncreas Pâncreas Pâncreas Intestino Intestino Os produtos da digestão proteica são absorvidos no lumen intestinal por transportadores específicos sob a forma de aminoácidos, di ou tripéptidos. No recém nascido também há absorção de anticorpos Os aminoácidos são depois excretados para a corrente sanguínea. Parte dos aminoácidos são oxidados (glutamina, glutamato e aspartato) Os isómeros L dos aminoácidos são transportados activamente da mucosa intestinal para a serosa – vitamina B6 pode estar envolvida nesta transferência. Sistemas de Transporte Existem transportadores activos especializados, dependentes de Na+, semelhantes ao TA de glicose, para: aa neutros com cadeias laterais curtas ou polares (Ala, Ser, Thr); aa neutros com cadeias laterais aromáticas ou hidrofóbicas (Phe, Tyr, Met, Val, Leu, Ile) imino-ácidos (prolina e hidroxiprolina) -aa aa básicos e cistina (Lys, Arg, Cys-Cys) aa ácidos (Glu, Asp) dipéptidos e tripéptidos (dipéptidos neutros são co-trans. com H+) Existem transportadores facilitadores, independentes de Na+, especializados para aa neutros, lipofílicos e aa catiónicos Lúmen Superfície Luminal Enterócito aa livres C. Sanguíneo aa livres Na+ aa Na+ Poplipéptidos Oligopeptidos Pepsina S. Gástrica Tripsina Quimiotripsina Elastase Carboxipeptidase S. Pancreática Dipeptidos Tripeptidos H+ Endopeptidase Aminopeptidase Dipeptidase Bordadura em Escova Dipeptidases Tripeptidases H+ 3Na+ 2K+ ATP 3Na+ 2K+ Página 11 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Digestão e Absorção Glícidica Os polímeros glicídicos (glicogénio e amido) são decompostos pela amilase da saliva (em maltose, oligossacáridos e maltotriose), pela amilase do pâncreas (origina os mesmos produtos, dissacáridos e alguma glicose), sendo o processo terminado por dissacaridases e oligossacaridases da parede intestinal, na formação de monossacáridos. Enzimas glicolíticas digestivas: Enzima -amilase isomaltase oligossacaridases maltase sacarase lactase Substrato Amilose Dextrinas limite oligossacáridos Maltose, maltotriose sacarose lactose Produto glicose glicose glicose Glicose+frutose Glicose+galactose Localização Saliva e pâncreas Intestino Intestino Intestino Intestino Intestino Glicoproteinas da membrana apical dos enterócitos Não existe degradação de celulose (ligações -1,4) Os HC não absorvidos são fermentados no cólon Ingesta excessiva de lactose ou deficiências de absorção de lactose (doença gastro-intestinal) pode determinar uma intolerância ao leite: a lactose em excesso é fermentada no cólon, por bactérias, originando gases; por outro lado, a lactose afecta a osmolaridade do cólon, levando à ocorrência de diarreias Sistemas de Transporte: – – TA e transporte facilitado, com especificidade de configuração O transporte de frutose é mais demorado, pois a sua absorção é feita por transporte independente de Na+, no transportador GLUT 5. O SGLT 1 é inibido pela ouabaína e florizina. O GLUT 2 transporte os açúcares do enterócito para o sangue. – – GLUT-2 GLUT-5 SGLT Lúmen Difusão facilitada Difusão facilitada Co-transporte com Na Superfície Luminal Lactase Lactose Amido Glicose, frutose, galactose Frutose Glicose, galactose α-amilase Galactose Maltose α-glicosidase Maltotriose Glicose Dextrinas-limite Sacarose Saliva S. Pancreática Sacarase C. Sanguíneo Enterócito Frutose Bordadura em Escova GLUT-2 SGLT-1 Na+ Na+ GLUT-5 3Na+ Glicose Frutose Galactose 2K+ ATP 3Na+ 2K+ Página 12 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Digestão e Absorção de Lípidos Enzimas lipidicas digestivas Enzima Lipase (+colipase) Substrato TAG Fosfolipase Fosfolipidos Colesterol Hidrolase Ésteres de Colesterol Produto AG + MAG + glicerol Lisofosfolipidos + AG + Ác. Fosfórico + aminoálcool AG + colesterol Localização Saliva, S. Gástrico, S. Pancreático S. Pancreático S. Pancreático Absorção de Ácidos Gordos A absorção dos ácidos gordos depende do nº de carbonos que tem a sua cadeia. Os AG com são provavelmente absorvidos por transporte facilitado, através dos transportadores FAT e FATP (Fatty acid translocase, e Fatty acid transport peptide). Os AG com mais de 12 carbonos e os 2-monoacilgliceróis, seguem a via dos monoacilglicerois. Quando dentro da célula AG livres ligam-se FABP (Fatty acid binding protein) que promove o movimento dentro do citosol. Dentro dos enterócitos os AG livres e os monoacilglicerois são reesterificados para formar novas moléculas de TAG. O glicerol é absorvido para o sistema porta ou reutilizado para sintetizar glicerol 3P TAG Os triacilglicerois são armazenados com a Apolipiproteína B, formando-se quilomicra, que saem do enterócito pelo túbulo lácteo. AG de cadeia mais curta, ou seja, com menos de 10-12 carbonos, não são bons substractos para a esterificação (de notar que são em menos concentração na dieta). Estes AG são transportados para o sistema porta como AG livres pois a acil-CoA sintetase é específica para AG com mais de 12 carbonos Os esteróides de plantas não são absorvidos excepto ergosterol activado (provitamina A) Superfície Luminal Lúmen TAG Ésteres de Colesterol Fosfolipidos Lipase Colesterol Hidrolase Fosfolipase C. Sang. C. Linfático Enterócito Glicerol Colesterol Lisofosfolípidos Ác. Fosfórico Aminoálcool AG (C6-10) + albumina AG (C6-10) AG (C12-24) 2-MAG AG + 1-FABP AG + Glicerol 3P TAG + Apo Página 13 de 21 Quilomicra Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Absorção de cálcio Relação de Ca/P= 1/1 Absorção depende de: ingesta proteica, presença de fibras, osteoporose ou litíase urinária Absorção é incompleta: 30-70% (duodeno, jejuno, ileum) Bordo luminal Absorção de Cálcio Bordo contraluminal (vascular) Cation Exchanger Ca2 Calbindina + Ca2+-calbindina Calbindina ATPase Ca Ca2+ Ca2+ ATP ADP 1,25-(OH)2-Vitamina D Aumenta a absorção de Ca, sendo uma hormona esteróide – factor de transcrição nuclear Não existe Ca livre no lúmen gastro-intestinal porque a calbindina liga-se a esse Ca -> especula-se que a calbindina associa-se ao Ca e promove o seu transporte para o bordo contraluminal, tendo função de canal e ATPase Ca. Página 14 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Casos clínicos Síndromes de má absorção Doente magro, com fraqueza, pode alimentar-se bem, mas muitas diarreias Origina deficiente absorção dos nutrientes (ou má digestão que condiciona má absorção) Patologia gastro-intestinal origina deficiente D e A Patologia hepatobiliar e pancreática origina má digestão Exames: inquérito alimentar evolução ponderal patologia gastro-intestinal patologia HB e/ou pancreática sintomas inespecíficos (astenia, adinamia, paresias, parestesias), síntomas específicos (cegueira nocturna, e.g.) avaliar peso, massa gorda, massa muscular, edemas, conjuntivas pálidas, hemorragias, Chvostek e Trousseau, lesões cutâneas e neurológicas análises: hemograma, tempo protombina, glicemia, albumina, TAG, electrólitos, minerais, fezes Testes especiais: digestão e absorção de TAG (teste de trioleína marcada) e de monossacáridos (teste de Schilling, Vit B12) Sinal ou sintoma Anemia Edema Tetania Osteoporose Intolerância ao leite Hemorragias Esteatorreia Síndrome de Hartnup (defeito no transportador intestinal de aminoácidos neutos) Substância mal-absorvida Ferro, Vit B12, folato Prótidos Ca, Mg, Vit D Ca, prótidos, Vit D Lactose Vit K Lípidos e vit lipossolúveis Aminoácidos neutros Página 15 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Lítiase Biliar A solubilidade limitada do colesterol na bílis causa litíase biliar: livre, o colesterol é praticamente insolúvel na água a sua solubilidade na bílis depende da concentração relativa em colesterol, sais biliares e fosfatidilcolina, e da quantidade de água na bílis. Foi determinada uma linha ABC, em relação a um triângulo de concentração relativa dos 3 compostos, acima da qual o colesterol estaria precipitado ou hipersaturado. Se essa linha for ultrapassada, os cristais de colesterol podem formar cálculos É frequente em patologias em que a síntese se colesterol esteja aumentada, mas a de sais biliares diminuída. Tratamento: inibição da HMG-CoA redutase Defeitos enzimáticos: 1. Intolerância à lactose (≠ intolerância a proteínas do leite): pode ser devida a deficiência de lactase -> diminuição da absorção de lactose -> cãibras abdominais, diarreia, flatulência: a lactose é osmoticamente activa (a sua acumulação fixa a água) e é fermentada no intestino (origina gases e produtos irritantes do intestino). Esta deficiência de lactase pode ser de 3 tipos: i. Herdada: desde o nascimento, tratável com restrição de lactase e ingesta de -galactosidase ii. actividade secundária reduzida de lactase: comum em doenças gastrointestinais iii. actividade primária reduzida de lactase: existe uma gradual diminuição da actividade da lactase devido à diminuição da expressão da enzima, não devido a diminuição de transcrição, mas de tradução 2. Deficiência de sacarase: é uma deficiência hereditária de sacarase e isomaltase, pois estas 2 enzimas formam um complexo enzimático único -> os sintomas são os mesmos que uma deficiência em lactase 3. Dissacaridúria: aumento da excreção de dissacáridos 4. Mal-absorção de monossacáridos: mutação no SGLT 1; pode estar associada a mutação no GLUT 5 -> mal-absorção de frutose-sorbitol. Síndrome de Zelliger-Ellison Causas: hipergastrinémia resultante de tumores no pâncreas, duodeno, ou nas células G do pâncreas Situação: úlcera gástrica (recorrentes ou atípicas) e esteatorreia (eventual, por inibição da lipase pancreática pelo excesso de acidez gástrica) Tratamento: remoção cirurgica do tumor, vagotomia, inibição da secreção gástrica. Página 16 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Sindrome de Zellweger – Doença rara autossómica recessiva – Lesões no fígado, rins, cérebro e esqueleto – Morte precoce antes dos 6 meses de idade Causa: defeito no transporte de enzimas peroxissómicas (do citosol para o interior dos peroxissomas) Anomalias bioquímicas: acumulação de ácidos gordos de cadeia muito extensa e de percursores de ácidos biliares. Défice dos plasmogénios Quilúria É uma anomalia em que os quilomicrons estão presentes na urina, pois existe uma fístula quilosa união das vias urinárias e drenagem linfática do intestino No quilotórax, existe uma ligação anormal entre o espaço pleural e a drenagem linfática intestinal. Tratamento: alimentação com TAG de cadeia média (<12 carbonos) ou curta Deficiência de colipase esteatorreia, pela diminuição da actividade da lipase pancreática Absorção de péptidos não digeridos pode causar reacções antigénicas Página 17 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Aproveitamento Metabólico dos Nutrientes Caracterização dos principais tecidos do organismo Figado órgão central altruísta necessidades metabólicas elevadas uso de cetoácidos reservas de glicogénio para uso periférico captação de AG e síntese de TAG para uso periférico captação de glicose para uso periférico captação de aminoácidos para uso próprio e periférico gliconeogénese cetogénese síntese da ureia Cérebro: órgão central não altruísta sem depósitos de glicogénio ou TAG necessidades metabólicas estritas e elevadas uso obrigatório de glicose (uso a prazo de corpos cetónicos) uso de glicose circulante (dieta, glicogénio hepático, gliconeogénese) Músculo órgão periférico não altruísta necessidades metabólicas elevadas depósitos de glicogénio uso AG (AG circulantes, da lipólise) ou de glicose (glicose circulente, do glicogénio muscular e hepático e gliconeogénese – ciclo de Cori) Tecido adiposo órgão periférico altruísta necessidades metabólicas reduzidas uso de AG locais necessidade de glicose para síntese de TAG necessidade de potencial redutor (via das fosfopentoses) para síntese de TAG acumulação do excesso de L, HC, Para libertação periférica de AG e glicerol Página 18 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Fígado. Hepatócito Orgão central na distribuição e elaboração metabólica Fornecendo aos tecidos periféricos (extra-hepáticos) os metabolitos e factores metabólicos que estes possam requerer. Captação de monossacáridos e aminoácidos (recebidos pela veia porta) e dos lípidos (por veia porta ou, indirectamente, pelo canal torácico com ingresso no sistema nervoso). Aproveitamento dos monossacáridos Opções metabólicas principais após fosforilação em glicose 6-P (pela glicocinase ou hexocinase) 1. Glicogénese (activação pela insulina, por modulação da glicogéniosintetase) 2. Glicólise (Oxidação aeróbica para obtenção de energia – modulação alostérica e covalente das enzimas chave) 3. Via das fosfopentoses (origina poder redutor (NADPH) necessário para biossínteses redutoras (lipogénese) e ribose 5-P (precursor dos nucleótidos e ácidos nucleicos)). 4. Glicose circulante (desfosforilação, pela glicose 6-fosfatase, da glicose 6-P em glicose livre, para manutenção da glicémia) Aproveitamento dos lipidos Aproveitamento do acetil-CoA para fins energéticos (ciclo de Krebs) ou lipogénese (síntese dos ácidos gordos, triacilglicerois e colesterol). Veiculação dos lípidos sintetizados no fígado pelas lipoproteínas endógenas (VLDL), para os tecidos periféricos. Principais opções metabólicas dos AG captados pelos hepatocitos: 1. Oxidação energética (principal material energético a utilizar pelos hepatocitos) 2. Cetogénese (corpos cetónicos (acetoacetato e β-hidroxibutirato) quando há excesso de acetil-CoA não aproveitado pelo ciclo de Krebs; jejum) 3. Síntese lipídica (ácidos gordos, triacilglicerois, fosfolípidos, colesterol e derivados) e lipoproteínas (VLDL para a circulação). Aproveitamento dos aminoácidos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Regeneração das proteínas (hepáticas,extra-hepáticas e plasmáticas) Conversão em produtos azotados não-proteicos Utilização energética Conversão em piruvato e/ou intermediários do ciclo de Krebs Reconversão em glicose (pela gliconeogénese) ou glicogénio Formação dos ácidos gordos e lípidos em geral (a partir de acetil-CoA). Formação da ureia, a partir de grupos aminados removidos por aminotransferases ou desaminases. Além dos aminoácidos recebidos do intestino, o hepatocito é também porta de entrada de aminoácidos de origem muscular e outros tecidos periféricos. Participação do ciclo da glicose-alanina e glicose-lactato na interacção entre fígado e músculo, assegurando níveis adequados de glicémia. Página 19 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Tecido adiposo. Adipocitos Aproveitamento da glicose e lípidos Constituição prevalente em triacilglicerol. Actividade metabólica intensa, em resposta rápida a estímulos hormonais, e interacção com fígado, músculo esquelético e miocárdio. Actividade glicolítica intensa originando acetil-CoA e glicerol 3-P (para a síntese do triacilglicerol e fins energéticos). Captação do triacilglicerol das lipoproteínas (por acção da lipase específica na membrana plasmática), proveniente do fígado (VLDL) ou intestino (quilomicra); transformação dos ácidos gordos em acetil-CoA a reutilizar na síntese do triacilglicerol. Hidrólise (por lipase hormono-dependente) do triacilglicerol em ácidos gordos e glicerol; parte dos ácidos gordos pode ser recapturado pelos adipocitos para subsequente síntese local do triacilglicerol, mas o restante ou a generalidade é veiculada, fixada à albumina, para o fígado e outros tecidos (em geral músculo esquelético e miocárdio). Importância da insulina (na lipogénese) e da epinefrina e/ou glicagina (na lipólise). Particularidades metabólicas do tecido adiposo “castanho”, com finalidades essencialmente termogénicas. Músculo esquelético e cardíaco. Miocitos Aproveitamento da glicose, ácidos gordos e corpos cetónicos A actividade metabólica varia com a intensidade da contracção muscular. Em repouso, o músculo esquelético pode utilizar cerca de 50% do oxigénio corporal, aumentando para 90% em exercício intenso. Os nutrientes referidos são utilizados (essencialmente) para gerar ATP. Em repouso, são utilizados preferencialmente os ácidos gordos e os corpos cetónicos (com transformação em acetil-CoA). Durante o exercício muscular é utilizada também glicose (transformação em piruvato-lactato ou piruvato-acetil-CoA, conforme decorre em anaerobiose ou aerobiose). Utilização do glicogénio muscular como fonte alternativa da glicose durante o exercício rápido em anaerobiose, sob modulação pela epinefrina. Utilização da fosfocreatina como fonte de grupos fosforilo que regeneram o ATP do ADP (pela fosfocreatina-cinase). No miocárdio a oxidação da glicose decorre exclusivamente em aerobiose, excepto em condições patológicas. Ciclo do glutamina-glutamato, pelo qual o excesso de NH3 resultante da proteólise muscular é eliminado para a circulação sob a forma de glutamina, captada pelo tecido renal, com regeneração do glutamato e eliminação do NH4+ pela urina; no rim (e na mucosa intestinal), o glutamato pode ser veiculado para a circulação sanguínea e/ou ser consumido como material energético. O ciclo do glutamina-glutamato pode decorrer igualmente a partir do tecido cerebral, donde é eliminada a glutamina em troca com entrada de glutamato. Página 20 de 21 Bioquímica Fisiológica Digestão e Absorção Tecido nervoso. Células nervosas Aproveitamento da glicose e corpos cetónicos Em condições normais a glicose é o único nutriente utilizado, oxidado em aerobiose (cerca de 20% do consumo de O2 em repouso). A dependencia estrita do tecido nervoso para a glicose justifica a cooperação do organismo na manutenção rigorosa da glicémia. E m situações extremas de jejum, com hipoglicémia acentuada (potencialmente geradora de lesões irreversíveis e morte), o tecido cerebral pode utilizar vantajosamente o β-hidroxibutirato como material energético (originando acetil-CoA), poupando ainda aminoácidos. Grande parte do ATP obtido por oxidação da glicose (e corpos cetónicos) é utilizado na activação do ATPase Na+, K+ e subsequente potencial eléctrico de membrana. Página 21 de 21
