Bioqu

1
Bioquímica Nutricional

• Universidade Federal de Minas Gerais
• Instituto de Ciências Biológicas
• Curso de Nutrição
• Base bioquímica da digestão e
• absorção de macronutrientes
• Luciano Alex

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Bioquímica Nutricional

• Alimentos in natura ou processado
• - fonte dos nutrientes necessários ao organismo
• - Ingestão entrada de alimento em um
  organismo
• - Digestão quebra das moléculas dos
  alimentos
• - Absorção passagem das moléculas à
  circulação
• - Distribuição oferta de substâncias às
  células

3
Histologia Gastrintestinal
4
Carboidrato

• Macromolécula formada por C, H e O
• Amido
• Glicogênio
• Fibras
• Insolúvel fibrosa, possui baixa
  viscosidade
• - celulose, hemicelulose e ligninas
• (cereais casca do trigo)
• Solúveis formam gel em contato com a
  água
• - pectinas, gomas e mucilagens
• (frutas, vegetais folículo da casca)
  

D-glicose ?-1,4 glicosídicas
CHO não digeríveis ?-1,4 glicosídicas
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Carboidrato

• Composição do amido
• Amilose
• Amilopectina

Cadeia reta, não ramificada, de 250 a 300
resíduos de D-glicopiranose, ligadas por pontes
glicosídicas a-1,4.
Menos hidrossolúvel que a amilose, constituída de
aproximadamente 1400 resíduos de a-glicose
ligadas por pontes glicosídicas a-1,4, e ligações
a-1,6.
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Digestão dos Carboidratos
Boca
Glândula salivar ?-amilase amilose
glicose maltose maltotriose
dextrina amilopectina
dextrina limite ?
7
Digestão dos Carboidratos
Estômago
?-amilase continua a digestão por até meia hora
no interior do bolo alimentar ?-amilase
inativada pelo baixo pH gástrico
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Digestão dos Carboidratos
Intestino
Alimento Pâncreas ?-amilase
amilase pancreática ?-amilase X ?-amilase
pancreática - Seqüência de aa diferentes
- Propriedades
catalíticas idênticas
- Atuam em pH neutro ou alcalino
continua a digestão do
amido e do glicogênio
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Digestão dos Carboidratos
Enzimas da borda em escova
Isomaltase intestinal Dissacaridases Maltose
? maltase ? glicose
glicose Sacarose ? sacarase ?
glicose frutose Lactose ? lactase
? glicose galactose
Glicoamilase isomaltase
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Absorção
Transportadores de hexoses - co-transportadores
Na/glicose transporte ativo SGLT1
(intestino delgado) e SGLT2 - transportadores
facilitadores Na-independentes Glut 1, Glut 2,
Glut 3, Glut 4 e Glut 5
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Absorção
Regulação fisiológica da absorção de hexoses
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Proteína

• Macromolécula formada por até 20 aa diferentes
• unidos por ligação peptídica.
• Proteína degradada em peptídeos e aa
• - Enzimas proteolíticas
• Endopeptidases
• Pepsina, tripsina, quimotripsina e elastase
• Exopeptidases
• Carboxipeptidase A e B C-terminal
• Aminopeptidases N-terminal

cliva ligações no meio da cadeia peptídica
cliva ligações nas extremidades da cadeia
peptídica
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Digestão

• Localização das células secretoras gástricas

Fossetas gástrica
Células parietais
Células mucosas
Células principais
Células endócrinas
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Digestão

• Mecanismo de estímulo de secreção de ácido

RM receptor muscarínico, PLG peptídio liberador
de gastrina, Ach acetilcolina, RCCK-B receptor
de colecistocinina B, RH2 receptor H2 de
hitamina, ECS enterocromafim-símiles
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Digestão

• Controle da secreção de pepsinogênio

HCl
pepsina
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Digestão

• Fundo e antro
• Controle inibitório da secreção ácida

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Digestão

• Duodeno
• Controle da secreção gástrica e pancreática

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Digestão

• Intestino
• Controle da secreção exócrina
• das células acinares e ductais
• Secretina secreção do componente aquoso
  alcalino
• inibe célula OX
• CCK secreção de componentes
  enzimático
• contração da vesícula biliar
• Somatostatina inibe secreção enzimática e
  alcalina
• exócrina, CCK,
  secretina e gastrina

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Digestão

• Ação das enzimas pancreáticas

B
A
Trp Tyr Phe
Arg Lys His
Arg Lys His
carboxipeptidase A carboxipeptidase B
Quimiotripsina
Tripsina
Elastase
enteropeptidase
Pró-elastase
Quimiotripsinogênio
Tripsinigênio
Pró-carboxipeptidase A Pró-carboxipeptidase B
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Digestão

• Enzimas localizadas na borda em escova
• - jejuno
• local ativo voltado para a luz intestinal
• atuam in situ ou na luz intestinal
• - leucina aminopeptidase
• - oligopeptidases
• - dipeptidil aminopeptidase
• Produtos da digestão
• aa, dipeptídios, tripeptídios e tetrapeptídios
  

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Absorção
Aminoácidos - Jejuno e porção superior do íleo
7 sistemas de transporte na membrana da borda em
escova
3 sistemas de transporte na borda basolateral
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Absorção
Pequenos peptídios Transporte ativo secundário
gradiente eletroquímico Co-trasportador
H-dependete
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Absorção

• Absorção de proteínas
• Quantidades ínfimas podem ser absorvidas intactas
• Ac presente no colostro e leite materno
• Ag protéico formação de anticorpos
• Posterior contato pode causar sintomas alérgicos

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Lipídio

• Compostos insolúveis em água e solúveis em
  solventes
• orgânicos
• Triacilglicerol mais abundante e
  importante
• - energia - ac. Graxos
  essenciais
• - palatabilidade
• Fosfolipídios componente estrutural
• - forma a interface entre água e outros
  lípides
• - fornece colina ? acetilcolina
• - libera ac graxo importantes ?
  araquidônico
• Colesterol formação de bile

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Digestão

Estímulo cefálico Ach
Alimento Lipídio

Secreção pancreática e biliar

Emulsificação
Digestão
Formação de micelas
Camada imiscível
Absorção pelo enterócito e Formação dos
quilomícrons
26
Slides complementares
27
Digestão

• Controle da secreção gástrica e pancreática

Lipídio
Estômago
H
Duodeno
Célula I
Célula S
1
1
T
T
Secretina
CCK
Secretina
CCK
Secretina
Secretina
CCK
CCK
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Secreção pancreática

• Secreção exócrina das células acinares e ductais
• Mistura de dois tipos de secreção
• - Secreção alcalina Na, K, HCO3-,
  Mg2, Ca2, Cl-
• - Secreção enzimática
• Secretina secreção do componente aquoso
  
• alcalino inibe célula
  OX
• CCK secreção de componentes
  enzimático
• contração da vesícula biliar
• Somatostatina inibe secreção enzimática e
  alcalina
• exócrina, CCK,
  secretina e gastrina

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Emulsificação

• - Permiti que as enzimas envolvidas cheguem a
  seus
• substratos lipídicos
• - Processo exige ácidos biliares conjugados,
  revestindo
• as gotículas e evitando que coalesça
• - Lipases inativada na presença de sais biliares
• Pâncreas colipase complexo
  colipase-lipase
• lt proporção ác.gx hidrossolúvel
  sangue
• gt proporção ác.gx e monoglicerídeos
  insolúveis

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Formação da bile

• A bile é composta de 2
• secreções
• - hepatócitos
• 
  lipídeos, lecitina e
• bilirrubina
• - ductos biliares
• - Na, K, Cl-, Ca2
• - HCO3- ? - adequa pH para formação das micelas
  e
• enzimas digestivas no
  intestino
• - neutraliza o ácido gástrico
  no quimo
• - protege a mucosa contra
  ulceração

- colesterol,
ácidos biliares,
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Digestão

• Enzimas pancreáticas
• Lipases
• Colesterol esterase - Caboxil éster hidrolase

H2O
OH
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Digestão

• Fosfolipases

Ligação susceptivel é mostrado em vermelho. R é o
grupo polar unido ao fosfato, como a colina na
fosfatidilcolina ou inositol no
fosfatidilinositol.
Molecular Cell Biology. 4th ed. Lodish, Harvey
Berk, Arnold Zipursky, S. Lawrence Matsudaira,
Paul Baltimore, David Darnell, James E. New
York c2000.
33
Formação de micelas

• Partículas lipídicas com cerca de 20 moléculas de
  lipídios

gt AGCL, colesterol, fosfolipidios e vit.
lipossolúveis
Duodeno
ác. biliares e
2-monoacilglicerol
ácidos biliares Grupo polar fornece carga
eletrica negativa
Orientação lipídica
Monoacilglicerol e fosfolípides exterior
Colesterol, AGCL e Vit. Lipossolúveis - interior
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Camada imiscível

• - Camada de líquido em contato com a superfície
• epitelial, que não se mistura com o quimo
• - Gradiente de concentração menor na
  superfície
• epitelial
• - Gradiente de pH líquido em contato com
  a superfície epitelial discretamente mais ácido
  que o quimo

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Digestão

• Absorção e formação dos quilomícrons

Quilomícron
TG, FL, EC Vit. A, D, E, K
Linfáticos
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Digestão

• Síntese de lipídeos complexos no intestino delgado

Ácido graxo CoASH ATP
AcilCoA sintase
Acil-S-CoA de lipídeo H2O AMP PP
?-glicerolfosfato
2 Acil-S-CoA de lipídeo
Glicerofosfato aciltransferase
2 CoASH
Ácido fosfatídico
Pi
Fosfatidato fosfo-hidrolase
Diacilglicerol
Acil-S-CoA
Diacilglicerol aciltrasferase
CoASH
Triacilglicerol
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Digestão

• Síntese de lipídeos complexos no intestino delgado

2-monoacilglicerol 2 Acil-S-CoA
Monoacilglicerol aciltrasferse
Triacilglicerol CoASH
Lisofosfolipídeo Acil-S-CoA
Lisofosfolipídeo aciltrasferse
Fosfolipídeo CoASH
Colesterol acil-CoA
Colesterol aciltrasferase
Éster de Colesterol CoASH
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Lipídio

• Estrutura do Colesterol

39
Lipídio

• Ácidos biliares

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Digestão
Hormônio Local de produção Órgão-alvo Função
Gastrina estômago estômago Estimula a produção de suco gástrico.
Secretina intestino delgado pâncreas Estimula a liberação de bicarbonato.
Colecistocinina intestino delgado pâncreas e vesícula biliar Estimula a liberação da bile pela vesícula biliar e a liberação de enzimas pancreáticas.
Enterogastrona intestino delgado estômago Inibe o peristaltismo estomacal e a produção de gastrina.
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Bioquímica Nutricional
Universidade Federal de Minas Gerais Instituto
de Ciências Biológicas Curso de Nutrição Base
bioquímica da digestão e absorção de
micronutrientes Luciano Alex Santos
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Micronutrientes
Vitaminas Componente orgânico distinto das
gorduras, carboidratos e proteínas Componente
natural dos alimentos, encontrado em quantidades
mínimas Não sintetizando de forma que atenda as
necessidades fisiológias Essencial para a função
fisiológica normal (manutenção, crescimento,
desenvolvimento e reprodução) Ausência causa
síndrome de deficiência específica
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Micronutrientes
Minerais Macrominerais presente no organismo
em proporção superior a 0,05 e necessidades
gt100mg/dia Ex. Ca, P, Mg, S, Na e
K Microminerais (oligoelemento ou
elemento-traço) necessários em pequenas
quantidades (mg ou mcg)
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Micronutrientes
OMS microminerais essenciais Ex. Fe, Zn,
Cu, Cr, Mo, I e Se provavelmente
essenciais Ex. Mn, Ni, V, Si e
B potencialmente tóxicos Ex. Cd, Hg, As, Al,
Li, Sn e Pb Essencial parte de uma
estrutura orgânica
desempenha uma função vital
deficiência causa alteração fisiológica

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Absorção

• Cálcio
• Função formação de dentes e ossos, transmissão
  sináptica, permeabilidade de membranas, contração
  muscular, cofator enzimático (fator IV da
  coagulação) e secreção glandular
• - Absorção toda a extensão do intestino
  delgado
• - Transporte ativo Ca2 no quimo
  (lt5mM)
• - Difusão passiva Ca2
• Mais rápida em conseqüência da propriedade
  limitadora da velocidade do transporte ativo
• Pode ser absorvido contra um gradiente de 10x
  maior

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Absorção

• Processo de absorção estimulado por
• Vitamina D3 (Colecalfiferol)
• Vitamina D2 (Ergocalciferol)
• Paratormônio 25(OH)D-1?-hidroxilase renal
• Sais biliares formação de micelas
• Vit.D é lipofílica
• evita formação de
  sabões de Ca2
• Fonte Leite e derivados e vegetais folhosos
  verdes

1,25-(OH)2D
47
Absorção
Processo de absorção pelo enterócito
48
Biodisponibilidade
Fatores que influenciam sua disponibilidade pH
ácido aumenta sua absorção CaP
aumento do P diminui a absorção de Ca Fitato,
oxalato diminui a absorção
Deficiência Crianças
raquitismo Adultos osteoporose
49
Ferro

• Função
• Componente da hemoglobina, mioglobina,
  tranferrina, lactotransferrina, ferritina e
  hemossiderina
• - transporte de oxigênio no sangue e músculos
• transferência de elétrons no metabolismo
  energético

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Absorção

• Processo de absorção estimulado por
• pH ácido Fe3 ? Fe2
• Vitamina C forma quelato solúvel
• Gastroferritina mantém o Fe2 em forma
  absorvível
• Mucina, polipeptídeos (cisteína)
  
• reduz a precipitação do Fe2 no intestino
• Fonte Carne, peixes e aves, batata, beterraba,
  
• brócoles, tomate, couve-flor e repolho

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Absorção
Intestino
Transferrina
-(Fe2)
Ptn ligadora de ferro
(Xantina oxidase)
-TF
Reservatório intracelular
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Biodisponibilidade

• Fatores que influenciam sua disponibilidade
• Diminuem absorção do Fe
• - pH alcalino ou acloridria
• - Ptn do leite
• - Fitato, fosfato e oxalato
• - Tempo rápido de trânsito
• Deficiência
• Anemia ferropriva (microcítoca e hipocromica)
• fraqueza, fadiga, palidez, dispnéia, parestesia
  de mãos e pés

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Fósforo

• Função Componente dos ossos (hidroxiapatita)
• Membrana celular
  fosfolipídeos
• Produção e armazenamento de energia
  ATP
• Ativação enzimática
• Regulação ácido-básica
• Síntese eritrocitária de 2,3
  difosfoglicerato
• (2,3-DPG)
• Fonte Alimentos ricos em proteína e grãos de
  cereais

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Absorção

• Toda extensão do intestino delgado
• transportadores de fostatos específicos
• - Via saturável
• - transporte ativo
• - carreadores facilitadores (1,25(OH)2D)

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Biodisponibilidade

• Aumentada por
• - pH estomacal (pH2,0) e parte proximal do
  intestino
• manutenção da solubilidade
• Inibida por
• - Ácido fítico
• Leite humano X leite de vaca
• Maior disponibilidade por conter menos
  caseína

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Vitamina B12

• Boca
• Proteína R glândulas salivares
• Estômago
• Proteína
  
• Hc-B12 maior afinidade em pH
  ácido
• Haptocorrina (Hc) ? receptor R, cobalofilina,
  Transcobalamina (TC-I)
• FI células parietais

Glicoproteína ligadora de cobalamina
Ácido gástrico e pepsina
Proteína B12
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Absorção

• Duodeno
• Hc- B12
• FI B12 FI-B12
• FI-B12 absorvidas
• Hc-B12 excretadas nas fezes
• Remove análogos de vit B12
• (formados durante o
  processamento e
• pela microflora intestinal)

pH básico e enzimas pancreáticas
Hc B12
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Absorção
Íleo
TC-IIB12
Tecidos
Fígado
TC-IB12

Sangue
TC-IIB12
TC-IIB12
TC-IB12
TC-IB12
59
Slides complementares
60
Grupo heme
61
Vitamina B12
Ligante axial