Aula 7 Metabolismo Carboidratos
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Bioquímica Clínica – Aula 7
Marcadores de alteração no metabolismo de carboidratos
Prof. Paulo Roberto Sabino Junior, Mestre [email protected]
Bioquímica Clínica – Aula 7Marcadores de alteração no metabolismo de carboidratos
Os carboidratos - as biomoléculas mais abundantes na natureza.
Fontes universais de nutrientes para as células humanas.
Glicose – principal.
A síntese e o uso da glicose - o principal combustível da maioria dos organismos.
Carboidratos
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Carboidratos São classificados quanto às suas unidades
básicas:
Monossacarídeos (3 a 9 C): Glicose Frutose (6C) Galactose
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Oligossacarídeos Com 2 a 10 monossacarídeos ligados por
pontes glicosídicas (pontes de oxigênio) Mais simples = dissacarídeos Mais freqüentes:
Maltose = glicose + glicose Sacarose = glicose + frutose Lactose = glicose + galactose
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Polissacarídeos Carboidratos de alta massa molecular. > 10 unidades de monossacarídeos ligados por
pontes glicosídicas. HOMOPOLISSACARÍDIOS – mesmos
monossacarídeos. HETEROPOLISSACARÍDIOS – monossacarídeos
diferentes.
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Amido/Glicogênio
Amido: Forma de armazenamento de glicose em
vegetais.
Glicogênio: Polissacarídeo de armazenamento em animais
(músculo e fígado).
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Dieta Os carboidratos ingeridos na dieta fornecem a maior
parte das necessidades calóricas do organismo. Maior fração de carboidratos ingeridos:
Amido (arroz, pão,batata, macarrão) Sacarose (bebidas açucaradas, chocolate, açúcar em geral) Lactose (leite, manteiga, queijo)
Menor fração de carboidratos ingeridos: Maltose (vegetais, cereais, cevada) Glicose (uva) Frutose (frutas)
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Degradação ou quebra dos carboidratos
Polissacarídeos e oligossacarídeos – são hibridizados em monossacarídeos.
Ocorre em diferentes locais do sistema digestivo através de várias enzimas.
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Carboidratos
α - amilase salivar (ptialina) - digestão de amido (maltose + isomaltolse) = glicose
Intestino: α - amilase pancreática (maltose + isomaltose) = glicose Sacarose (sacarase) = glicose + frutoseLactose (lactase) = glicose + galactose
Quebra mecânica
Referência:http://www.drgate.com.br/
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Oligossacaridase
Glicose
Frutose
Galactose
GLUT5
SGLT1
Íons Na+Transporte
ativo utilizando gradiente de sódio
Transportefacilitado
Digestão de carboidratos
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Transporte glicose Como o Na é mais abundante fora da célula –
facilita o transporte de glicose para o interior da célula.
Através da participação de proteína carreadora e da manutenção da bomba de Na/K.
Dois tipos de transportadores: SGLT1- absorção intestinal (1 Na para 1 glicose) SGLT2 – rins (1 Na para 2 glicose)
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Glicogênese É a síntese intracelular do glicogênio. A glicose armazenada sob a forma de
glicogênio no fígado e músculos destina-se a diferentes funções:
Glicogênio hepático: Atua como reservatório de glicose para a corrente sangüínea com a distribuição para outros tecidos.
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Glicogênese
Ocorre acúmulo após as refeições – varia de acordo com a quantidade de carboidrato ingerido.
No homem apresentam importante papel como fonte de glicose no período entre as refeições e, em maior extensão, durante o jejum noturno (isto é, 8-14 horas).
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Glicogênese Glicogênio muscular: Serve como combustível
para gerar ATP durante a atividade muscular aumentada / contração muscular.
A síntese do glicogênio ocorre após as refeições, quando os teores de glicose sangüínea estão elevados.
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Glicogenólise Desdobramento do glicogênio em glicose –
quebra. O produto final das reações de degradação do
glicogênio:
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Glicogenólise
A glicose - 6 - fosfato pode ser utilizada pela glicólise.
No fígado, também sofre a ação enzimática para formar glicose.
A glicose resultante é liberada da célula para a circulação e transportada para outros tecidos.
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Gliconeogênese
Formação de novas moléculas de glicose a partir de precursores não-carboidratos, ocorre no fígado.
Ocorre em certas situações, como acidose metabólica ou inanição.
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Gliconeogênese
Quando o fígado/músculo esgota seu suprimento de glicogênio (exemplo, jejum prolongado ou exercício vigoroso), a gliconeogênese fornece a quantidade apropriada de glicose para o organismo.
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Gliconeogênese Os precursores não - carboidratos mais
importantes para a gliconeogênese são: LACTATO: É liberado pelos eritrócitos e outras
células sem mitocôndrias e, também, pelos músculos esqueléticos durante alta atividade muscular (produção final de piruvato) ou em casos anaeróbicos.
É conduzido ao fígado onde é reconvertido a piruvato pela lactato - desidrogenase e, então, em glicose pela gliconeogênese.
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Gliconeogênese
ALANINA: É o mais importante aa convertido a intermediários glicolíticos para a gliconeogênese.
Durante o jejum prolongado ou inanição - alanina e outros aminoácidos - são liberados a partir de proteínas presentes nos músculos esqueléticos.
É transportada para o fígado, onde sofre transaminação para gerar piruvato.
O piruvato por meio da gliconeogênese forma glicose que pode retornar aos músculos ou ser degradada pela via glicolítica.
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Gliconeogênese
GLICEROL: É um produto da hidrólise enzimática dos triacilgliceróis no tecido adiposo.
É transportado até o fígado pelo sangue e então fosforilado.
Lactato, alanina e glicerol - as fontes de glicose sangüínea durante os estágios intermediários o jejum (1 a 4 dias).
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Glicólise
Do grego, glykos, doce e lysis, romper. É a via central do catabolismo da glicose em
uma seqüência de reações enzimáticas que ocorrem no citosol de todas as células humanas.
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Glicólise
Primeiro estágio (fase preparatória): 5 reações químicas.
Segundo estágio (fase de pagamento): oxidação e fosforilação.
O resultado líquido do processo total de glicólise é a formação de 2 ATP, 2 NADH e 2 piruvato, às custas de uma molécula de glicose.
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É a sequência metabólica de várias reações enzimáticas, na qual a glicose é oxidada produzindo duas moléculas que serão introduzidas na cadeia respiratória ou na fermentação.
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Controle Hormonal de Carboidratos
Insulina: Após a absorção da glicose no sangue – células β da ilhota pancreática secretam insulina para estimular a captação de glicose – principalmente: Tecido adiposo Músculos
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Insulina
Realizar o controle da glicose que entra nas células.
Aumentar a síntese de glicogênio – induzindo o armazenamento da glicose nos músculos e fígado.
↓ insulina – conversão de glicogênio em glicose (fígado) – excreção de glicose para o sangue.
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Hormônios Afetam o nível de glicose sanguíneo:
Glucagon: quando a concentração de glicose no sangue atinge valores baixos, as células alfa das ilhotas de Langerhans liberam uma maior quantidade de glucagon – aumentando a glicose sanguínea.
Cortisol (liberado insulina baixa) – eleva a gliconeogênese.
HGH, catecolaminas – aumentam a glicose. Insulina – reduz a glicose.
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Glicose
É a aldohexose mais importante para manutenção energética do organismo.
Glicose sanguínea em condições normais: É mantida por todos os meios de regulação. Parte da glicose é oxidada e parte é convertida em
glicogênio (combustível no jejum). Inibição da liberação de glucagon.
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Glicose Atividades metabólicas – levam a redução da
glicose no jejum. Assim:
Hipoglicemia – valores de glicose de jejum menores que os valores de referência.
Hiperglicemia – valores de glicose de jejum maiores que os valores de referência.
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Reabsorção GLICOSE – normalmente filtrada pelos
glomérulos e quase totalmente reabsorvida pelos túbulos renais.
LIMIAR RENAL! Glicose sanguínea entre 160 – 180 mg/dl Gerar – glicosúria
Glicosúria pode ser por aumento da glicose sanguínea ou deficiência de reabsorção renal.
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Diabetes
Síndrome – etiologia múltipla. Falta de insulina e/ou incapacidade da insulina
de exercer adequadamente seus efeitos. Hiperglicemia – distúrbio do metabolismo de
carboidratos (principalmente), proteínas e lipídios.
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Diabetes
Conseqüências a longo prazo: Disfunção e falência dos órgãos (rins, olhos, nervos,
coração e vasos sanguíneos). Chamada microangiopatia diabética, os níveis
acentuados de glicemia provocam lesões nos vasos capilares, atingindo principalmente os rins (nefropatia diabética) e retina ocular (retinopatia diabética).
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DM 1 Resultante principalmente da destruição das
células β pancreáticas – auto-imunidade ou causa desconhecida.
5 a 10% dos casos de DM. Fatores genéticos + meio ambiente. Indivíduos menores de 20 anos. Geralmente são insulino dependentes.
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DM2
Graus variáveis de resistência/secreção de insulina.
80 a 90% casos de DM. Indivíduos obesos > 40 anos. Não dependentes de insulina (depende de cada
caso).
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Outros tipos MODY - defeitos genéticos funcionais das células β –
formas raras de diabetes tipo 2. Doenças do pâncreas exócrino – pancreatite, infecção,
câncer de pâncreas, trauma, entre outros (alterar produção de insulina).
Indução por fármacos ou agentes químicos. Infecções que destroem as células β. Síndromes genéticas. ? Diabetes insipidus – deficiência ADH – urina diluída –
incapacidade de concentração urinária. Sem hiperglicemia.
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DM gestacional
Diminuição da tolerância à glicose durante a gestação.
Pode ou não persistir após o parto. 1 a 20% mulheres grávidas – sendo 3% DM
verdadeira. 50% desenvolvem a doença nos sete anos
seguintes.
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Exames Laboratoriais
O diagnóstico do DM, modificado inicialmente pela ADA (American Diabetes Association) em 1997.
Revisto posteriormente pela mesma associação.
No Brasil os consensos são editados pela Sociedade Brasileira de Diabetes
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Glicose de Jejum / Diagnóstico Diabetes Glicemia plasmática casual ≥ 200 mg/dL associada a
sintomas de diabetes (poliúria, polidipsia e perda de peso inexplicável) ou,
Glicemia plasmática de jejum ≥ 126 mg/dL (repetida e confirmada em segunda amostra) ou,
Glicemia plasmática 2 horas após sobrecarga de 75 g de glicose, via oral, ≥ 200 mg/dL.
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Glicose de jejum
Ressalvas: Na presença de pequenas elevações da
glicemia, o diagnóstico deve ser confirmado pela repetição do teste em outro dia.
Valores considerados normais: Glicemia plasmática de jejum < 100 mg/dL; Glicemia de 2 horas após sobrecarga de 75 g de
glicose < 140 mg/dL.
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Glicose pós-prandial
As concentrações de glicose no sangue começam a subir, aproximadamente, 10 minutos depois do início da alimentação, como resultado da absorção dos hidratos de carbono.
Dosagem da glicose após as refeições – geralmente a glicose sanguínea tende a voltar aos níveis normais após 2 horas.
Valor recomendado: < 140 mg/dL após 2h
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Teste de O’Sullivan
TOTG modificado. Empregado para detectar diabetes gestacional. Entre 24ª e 28ª semana de gestação –
comprometimento fetal. 50g de glicose em solução aquosa – 1 hora.
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Dosagens Gestacionais
Glicemia de jejum igual ou superior a 110 mg/dL deverá ser repetida antes do início de modificações dietéticas; Um segundo valor igual ou superior a 110 mg/dL
faz o diagnóstico de DG. Glicemia de jejum entre 85 e 110 mg/dl,
encaminhar para o TOTG; Glicemia de jejum menor que 85 mg/dl, mas
presença de fatores de risco para DG, repetir glicemia de jejum a partir da 24ª semana.
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TOTG
Curva Glicêmica ou Teste Oral de Tolerância à Glicose (TOTG).
A OMS manteve a recomendação do emprego do TOTG como método ideal para o diagnóstico do diabetes, pois é mais sensível para identificar indivíduos com diabetes e alterações da tolerância à glicose.
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TOTG
75g de glicose em solução aquosa – tempos 0, 30, 60, 90 e 120 minutos.
Crianças – devem receber 1,75 g/kg de peso até a dose máxima de 75g.
Indicação TOTG: DM gestacional – modificada; Intolerância à glicose; Nefropatas, neuropatas, não explicáveis com glicose
abaixo de 126 mg/dl.
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Intolerância à glicose
Glicemia de jejum alterada: com valores de glicemia plasmática ≥ 100 mg/dL mas < 126 mg/dL e,
Tolerância à glicose diminuída: quando, após uma sobrecarga de 75 g de glicose, via oral, o valor da glicemia de 2 horas é ≥ 140 mg/dl mas < 200 mg/dl.
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HIPERGLICEMIA
Redução da captação periférica. Deficiência de insulina – inibe a produção de glicose
e glicólise. Outros substratos (ácidos graxos e cetonas) são
utilizados para produção de energia.
CETOACIDOSE METABÓLICA
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CETOACIDOSE DIABÉTICA
Principal complicação DM1. Ocasionalmente em pacientes com DM2. Desordem metabólica complexa:
Hiperglicemia > 250 mg/dL Acidose pH < 7,3
Conseqüência da absoluta ou relativa deficiência de insulina.
Aumento ou não de glucagon, cortisol, HGH e adrenalina.
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CETOACIDOSE DIABÉTICA Aumenta a gliconeogênese. Lipólise – eleva os níveis de ácidos graxos
livres no sangue. Ocorre a metabolização desses ácidos graxos
no fígado = Formação de corpos cetônicos (acetoacetato, b-hidroxibutirato e acetona).
Consumo dos tampões intracelulares e extracelulares – ocorre a cetonúria.
Se não tratado – acidose metabólica.
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CETOACIDOSE DIABÉTICA
Corpos cetônicos – induzem náuseas e vômitos – agravando o quadro pela perda de líquidos e eletrólitos.
Perda de água pelo rim – induzida pela glicosúria – desidratação severa.
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Perfil dos exames Glicose > 250 mg/dL Presença de corpos cetônicos na urina – tira
reativa. Gasometria arterial – bicarbonato reduzido e pH
próximo de 7,2 – acidose metabólica. Na – reduzido. K – alto ou normal, depois reduz. Leucócitos totais > 15.000 – mesmo com
ausência de infecção. Devido à intensa atividade cortical.
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Material para dosagem de glicose
Soro, plasma, líquidos biológicos (pleural, sinovial e peritoneal) e urina.
Separa o plasma ou soro por centrifugação 30 minutos após a coleta – glicólise.
Fluoreto – inibidor da enzima glicolítica. Refrigeração – permanece estável por 3 dias
(No Fluoreto – CUIDADO!)
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EXAMES REALIZADOS APÓS O DIAGNÓSTICO ESTABELECIDO
Hemoglobina glicada ou Glico-hemoglobina Adulto os eritrócitos normais:
97% - Hb A 2,5% - Hb A2 0,5% - Hb F
Por métodos eletroforéticos e cromatográficos foram determinadas subfrações da HbA:
- HbA1a, HbA1b, HbA1c – hemoglobinas glicadas.
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Hemoglobinas glicadas
80% da HbA corresponde à fração HbA1c. Adição espontânea de glicose ao grupo amino
livre das proteínas hemoglobínicas. Detecção – reações não-enzimáticas
(cromatografias). Avalia a glicose de 8 a 10 semanas precedentes
ao teste. Glicose jeum – reflete apenas 24 horas.
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Determinação da Hb glicada
Não necessita jejum. Amostra – EDTA. Interferências – variações de Hb (portadores
de hemoglobinopatias). Dosada – 3 a 4 meses pacientes diabéticos (de
acordo com avaliação médica) VR: 4.0 a 6.5% Meta para DM < 7% (varia de
acordo com o método)
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Frutosamina
Usada em pacientes com hemoglobinopatias Análoga a Hb glicada. Meia – vida – 2 a 3 semanas. Cetoaminas estáveis que resultam da ligação da
glicose com o grupamento amina das proteínas plasmáticas.
Ainda não possui um valor preditivo bem analisado.
VR: 1,8 a 2,8 mmol/L
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Glicose capilar Dosagem de glicose capilar: Indicação – pacientes tratados com insulina ou
hipoglicemiantes orais. 3 x ao dia. Após as refeições.
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Monitoramento da Diabetes
Holter de Glicose: Tentativa de melhorar a qualidade de vida dos
diabéticos; Equipamento leve e pequeno – período máximo 3
dias.
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Holter
- Medidas de glicose de 10 em 10 segundos e os resultados são gravados de 5 em 5 minutos, totalizando 288 medidas/24 horas- Dados: transferidos para computador – relatórios estatísticos e gráficos
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Peptídio C
Durante o processo de síntese, a pró-insulina sofre uma clivagem enzimática liberando a molécula de insulina e o peptídio de conexão (peptídio C), que são liberados em quantidades equimolares no sangue.
Não tem influência fisiológica conhecida.
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Peptídio C
Mede a atividade secretora do pâncreas. Medida basal e após 6 minutos – injeção de
glucagon. DM1 – basal: 0,35 ng/ml – pós estímulo: 0,5 ng/ml DM2 – não se altera em relação ao não diabético.
Valores de peptídio C: basal > 0,9 ng/ml e pós estímulo > 1,8 ng/ml são compatíveis com DM2 e valores inferiores com DM1.