Metabolismo dos hidratos de carbono

Os carboidratos são a principal fonte de energia: 1 g de carboidratos, quando completamente decomposto, libera 16,7 kJ (4 kcal). Além disso, os carboidratos na forma de mucopolissacarídeos fazem parte do tecido conjuntivo e, na forma de compostos complexos (glicoproteínas, lipopolissacarídeos), são elementos estruturais das células, bem como componentes de algumas substâncias biológicas ativas (enzimas, hormônios, corpos imunológicos, etc.).

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Carboidratos na dieta

A proporção de carboidratos na dieta das crianças depende em grande parte da idade. Em crianças no primeiro ano de vida, o teor de carboidratos que supre a necessidade energética é de 40%. Após um ano, aumenta para 60%. Nos primeiros meses de vida, a necessidade de carboidratos é suprida pelo açúcar do leite - lactose, que faz parte do leite materno. Com a alimentação artificial com fórmulas lácteas, a criança também recebe sacarose ou maltose. Após a introdução de alimentos complementares, os polissacarídeos (amido, em parte glicogênio) começam a entrar no corpo, os quais suprem principalmente a necessidade de carboidratos do corpo. Esse tipo de nutrição para crianças promove tanto a formação de amilase pelo pâncreas quanto sua secreção pela saliva. Nos primeiros dias e semanas de vida, a amilase está praticamente ausente e a salivação é insignificante, e somente a partir dos 3-4 meses a secreção de amilase começa e a salivação aumenta acentuadamente.

Sabe-se que a hidrólise do amido ocorre sob a influência da amilase salivar e do suco pancreático; o amido é decomposto em maltose e isomaltose.

Juntamente com os dissacarídeos alimentares – lactose e sacarose – a maltose e a isomaltose, presentes na superfície das vilosidades intestinais da mucosa intestinal, sob a influência de dissacaridases, são decompostas em monossacarídeos: glicose, frutose e galactose, que são reabsorvidos através da membrana celular. O processo de reabsorção de glicose e galactose está associado ao transporte ativo, que consiste na fosforilação de monossacarídeos e sua conversão em glicose-fosfato e, em seguida, em glicose-6-fosfato (respectivamente, galactose-fosfatos). Essa ativação ocorre sob a influência de glicose- ou galactose-cinases, com o gasto de uma ligação macroérgica de ATP. Ao contrário da glicose e da galactose, a frutose é reabsorvida quase passivamente, por difusão simples.

As dissacaridases no intestino fetal são formadas dependendo da idade gestacional.

Momento do desenvolvimento das funções do trato gastrointestinal, momento da detecção e gravidade como uma porcentagem da mesma função em adultos

Absorção de carboidratos	Primeira detecção da enzima, semana	Gravidade, % de adultos
A-Amilase pancreática	22	5
Α-Amilase das glândulas salivares	16	10
Lactase	10	Mais de 100
Sacarase e isomaltase	10	100
Glucoamilase	10	50
Absorção de monossacarídeos	11	92

É evidente que a atividade da maltase e da sacarase aumenta mais cedo (6 a 8 meses de gestação) e mais tarde (8 a 10 meses) - lactase. A atividade de várias dissacaridases nas células da mucosa intestinal foi estudada. Foi descoberto que a atividade total de todas as maltases no momento do nascimento corresponde a uma média de 246 μmol de dissacarídeo dividido por 1 g de proteína por minuto, a atividade total da sacarase - 75, a atividade total da isomaltase - 45 e a atividade total da lactase - 30. Esses dados são de grande interesse para os pediatras, pois fica claro por que um bebê amamentado digere bem as misturas de dextrina-maltose, enquanto a lactose causa diarreia facilmente. A atividade relativamente baixa da lactase na membrana mucosa do intestino delgado explica o fato de que a deficiência de lactase é observada com mais frequência do que a deficiência de outras dissacaridases.

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Absorção prejudicada de carboidratos

Existem formas transitórias e congênitas de má absorção de lactose. A primeira forma é causada por um atraso na maturação da lactase intestinal e, portanto, desaparece com a idade. A forma congênita pode ser observada por um longo período, mas, via de regra, é mais pronunciada desde o nascimento, durante a amamentação. Isso se explica pelo fato de o teor de lactose no leite materno ser quase 2 vezes maior do que no leite de vaca. Clinicamente, a criança desenvolve diarreia, que se caracteriza, além de fezes moles (mais de 5 vezes ao dia), por fezes espumosas e ácidas (pH inferior a 6). Sintomas de desidratação também podem ser observados, manifestando-se como uma condição grave.

Em idades mais avançadas, ocorre a chamada repressão da lactase, quando sua atividade é significativamente reduzida. Isso explica o fato de um número significativo de pessoas não tolerar leite natural, enquanto produtos lácteos fermentados (kefir, acidophilus, iogurte) são bem absorvidos. A deficiência de lactase afeta cerca de 75% das pessoas de ascendência africana e indiana, até 90% das pessoas de ascendência asiática e 20% dos europeus. A má absorção congênita de sacarose e isomaltose é menos comum. Geralmente se manifesta em crianças com alimentação artificial com misturas de leite enriquecidas com sacarose e com a introdução de sucos, frutas ou vegetais contendo esse dissacarídeo na dieta. As manifestações clínicas da deficiência de sacarose são semelhantes às da má absorção de lactose. A deficiência de dissacaridase também pode ser puramente adquirida, ser uma consequência ou complicação de uma ampla gama de doenças sofridas pela criança. As principais causas da deficiência de dissacaridase estão listadas abaixo.

Consequência da exposição a fatores prejudiciais:

• após enterite de etiologia viral ou bacteriana;
• o significado especial da infecção por rotavírus;
• desnutrição;
• giardíase;
• após enterocolite necrótica;
• deficiência imunológica;
• doença celíaca;
• terapia citostática;
• intolerância à proteína do leite de vaca;
• condições hipóxicas do período perinatal;
• Icterícia e sua fototerapia.

Imaturidade da bordadura em escova:

• prematuridade;
• imaturidade ao nascer.

Consequências das intervenções cirúrgicas:

• gastrostomia;
• ileostomia;
• colostomia;
• ressecção do intestino delgado;
• anastomoses do intestino delgado.

Manifestações clínicas semelhantes foram descritas em casos de ativação prejudicada de monossacarídeos - glicose e galactose. Devem ser diferenciadas de casos em que a dieta contém uma quantidade excessiva desses monossacarídeos, os quais, por sua alta atividade osmótica, fazem com que a água entre no intestino. Como os monossacarídeos são absorvidos do intestino delgado para o reservatório de V. portae, eles entram primeiro nas células hepáticas. Dependendo das condições, que são determinadas principalmente pelo teor de glicose no sangue, eles são convertidos em glicogênio ou permanecem como monossacarídeos e são transportados pela corrente sanguínea.

No sangue de adultos, o conteúdo de glicogênio é ligeiramente menor (0,075-0,117 g/l) do que em crianças (0,117-0,206 g/l).

A síntese do carboidrato de reserva do corpo – glicogênio – é realizada por um grupo de diferentes enzimas, resultando na formação de moléculas altamente ramificadas, constituídas por resíduos de glicose ligados por ligações 1,4 ou 1,6 (as cadeias laterais do glicogênio são formadas por ligações 1,6). Se necessário, o glicogênio pode ser novamente decomposto em glicose.

A síntese de glicogênio começa na 9ª semana de desenvolvimento intrauterino no fígado. No entanto, seu rápido acúmulo ocorre apenas antes do nascimento (20 mg/g de fígado por dia). Portanto, a concentração de glicogênio no tecido hepático do feto ao nascer é um pouco maior do que em um adulto. Aproximadamente 90% do glicogênio acumulado é utilizado nas primeiras 2 a 3 horas após o nascimento, e o glicogênio restante é consumido em até 48 horas.

Isso, de fato, supre as necessidades energéticas dos recém-nascidos nos primeiros dias de vida, quando a criança recebe pouco leite. A partir da segunda semana de vida, o acúmulo de glicogênio recomeça e, na terceira semana, sua concentração no tecido hepático atinge o nível adulto. No entanto, a massa hepática em crianças é significativamente menor do que em adultos (em crianças de 1 ano, a massa hepática é igual a 10% da massa hepática de um adulto), de modo que as reservas de glicogênio em crianças se esgotam mais rapidamente e elas precisam repor o glicogênio para evitar a hipoglicemia.

A relação entre a intensidade dos processos de glicogênese e glicogenólise determina em grande parte o teor de açúcar no sangue – glicemia. Este valor é bastante constante. A glicemia é regulada por um sistema complexo. O elo central dessa regulação é o chamado centro de açúcar, que deve ser considerado uma associação funcional de centros nervosos localizados em várias partes do sistema nervoso central – córtex cerebral, subcórtex (núcleo lenticular, estriado), região hipotalâmica e medula oblonga. Além disso, muitas glândulas endócrinas (pâncreas, glândulas suprarrenais, tireoide) participam da regulação do metabolismo de carboidratos.

Distúrbios do metabolismo de carboidratos: doenças de armazenamento

No entanto, podem ser observados distúrbios congênitos dos sistemas enzimáticos, nos quais a síntese ou a degradação do glicogênio no fígado ou nos músculos pode ser interrompida. Esses distúrbios incluem a doença por deficiência de glicogênio. Ela se baseia na deficiência da enzima glicogênio sintetase. A raridade dessa doença provavelmente se explica pela dificuldade de diagnóstico e pelo rápido desfecho desfavorável. Os recém-nascidos apresentam hipoglicemia muito precocemente (mesmo entre as mamadas), com convulsões e cetose. Mais frequentemente, são descritos casos de doença do glicogênio, quando o glicogênio de estrutura normal se acumula no corpo ou o glicogênio de estrutura irregular semelhante à celulose (amilopectina) é formado. Esse grupo, via de regra, é geneticamente determinado. Dependendo da deficiência de certas enzimas envolvidas no metabolismo do glicogênio, distinguem-se várias formas ou tipos de glicogenoses.

O tipo I, que inclui a glicogenose hepatorrenal, ou doença de Gierke, é baseado na deficiência de glicose-6-fosfatase. Esta é a forma mais grave de glicogenose sem distúrbios estruturais do glicogênio. A doença é recessiva; manifesta-se clinicamente imediatamente após o nascimento ou na infância. A hepatomegalia é característica, acompanhada por convulsões hipoglicêmicas, coma e cetose. O baço nunca aumenta de tamanho. Posteriormente, observa-se retardo de crescimento e desproporção corporal (abdômen aumentado, corpo alongado, pernas curtas e cabeça grande). Entre as mamadas, observam-se palidez, sudorese e perda de consciência como resultado da hipoglicemia.

Glicogenose tipo II - doença de Pompe, que se baseia na deficiência de maltase ácida. Manifesta-se clinicamente logo após o nascimento, e essas crianças morrem rapidamente. Observam-se hepatomegalia e cardiomegalia, além de hipotonia muscular (a criança não consegue sustentar a cabeça ou sugar). Desenvolve-se insuficiência cardíaca.

Glicogenose tipo III - doença de Cori, causada por um defeito congênito da amilo-1,6-glicosidase. A transmissão é autossômica recessiva. As manifestações clínicas são semelhantes às da doença de Gierke tipo I, porém menos graves. Ao contrário da doença de Gierke, trata-se de uma glicogenose limitada, não acompanhada de cetose e hipoglicemia grave. O glicogênio é depositado no fígado (hepatomegalia) ou no fígado e simultaneamente nos músculos.

Tipo IV - Doença de Andersen - é causada por uma deficiência de 1,4-1,6-transglicosidase, resultando na formação de glicogênio com estrutura irregular semelhante à celulose (amilopectina). É como um corpo estranho. Observam-se icterícia e hepatomegalia. Desenvolve-se cirrose hepática com hipertensão portal. Como resultado, desenvolvem-se varizes do estômago e do esôfago, cuja ruptura causa sangramento gástrico profuso.

Tipo V - glicogenose muscular, doença de McArdle - desenvolve-se devido a uma deficiência da fosforilase muscular. A doença pode manifestar-se a partir do 3º mês de vida, quando se observa que as crianças não conseguem sugar por muito tempo e se cansam rapidamente. Devido ao acúmulo gradual de glicogênio nos músculos estriados, observa-se sua falsa hipertrofia.

A glicogenose tipo VI - doença de Hertz - é causada por uma deficiência da fosforilase hepática. Clinicamente, detecta-se hepatomegalia, sendo a hipoglicemia menos frequente. Observa-se retardo de crescimento. A evolução é mais favorável do que em outras formas. Esta é a forma mais comum de glicogenose.

Outras formas de doenças de armazenamento também são observadas, quando distúrbios mono ou polienzimáticos são detectados.

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Açúcar no sangue como indicador do metabolismo de carboidratos

Um dos indicadores do metabolismo de carboidratos é o nível de açúcar no sangue. No momento do nascimento, o nível de glicemia da criança corresponde ao da mãe, o que se explica pela difusão transplacentária livre. No entanto, desde as primeiras horas de vida, observa-se uma queda no teor de açúcar, explicada por dois motivos. Um deles, o mais significativo, é a falta de hormônios contrainsulares. Isso é comprovado pelo fato de que a adrenalina e o glucagon são capazes de aumentar o nível de açúcar no sangue durante esse período. Outra razão para a hipoglicemia em recém-nascidos é que as reservas de glicogênio no corpo são muito limitadas, e um recém-nascido que é amamentado algumas horas após o nascimento as consome. Por volta do 5º ou 6º dia de vida, o teor de açúcar aumenta, mas em crianças permanece relativamente menor do que em adultos. O aumento da concentração de açúcar em crianças após o primeiro ano de vida é em forma de onda (a primeira onda - aos 6 anos de idade, a segunda - aos 12 anos), o que coincide com o aumento do seu crescimento e uma maior concentração de hormônio somatotrópico. O limite fisiológico de oxidação da glicose no organismo é de 4 mg/(kg • min). Portanto, a dose diária de glicose deve ser de 2 a 4 g/kg de peso corporal.

É importante ressaltar que a utilização da glicose durante sua administração intravenosa ocorre mais rapidamente em crianças do que em adultos (sabe-se que a glicose administrada por via intravenosa é utilizada pelo organismo, em geral, em 20 minutos). Portanto, a tolerância das crianças à carga de carboidratos é maior, o que deve ser levado em consideração no estudo das curvas glicêmicas. Por exemplo, para o estudo da curva glicêmica, utiliza-se uma carga média de 1,75 g/kg.

Ao mesmo tempo, as crianças apresentam um curso mais grave de diabetes mellitus, para o qual, via de regra, é necessário o uso de insulina. O diabetes mellitus em crianças é mais frequentemente detectado durante períodos de crescimento particularmente intenso (primeira e segunda extensões fisiológicas), quando se observa com mais frequência uma violação da correlação das glândulas endócrinas (aumento da atividade do hormônio somatotrópico da hipófise). Clinicamente, o diabetes em crianças manifesta-se por sede (polidipsia), poliúria, perda de peso e, frequentemente, aumento do apetite (polifagia). São detectados aumento do açúcar no sangue (hiperglicemia) e aparecimento de açúcar na urina (glicosúria). A cetoacidose é comum.

A doença se baseia na deficiência de insulina, que dificulta a penetração da glicose nas membranas celulares. Isso causa um aumento do seu conteúdo no fluido extracelular e no sangue, além de aumentar a degradação do glicogênio.

No corpo, a glicose pode ser decomposta de várias maneiras. As mais importantes são a cadeia glicolítica e o ciclo das pentoses. A quebra ao longo da cadeia glicolítica pode ocorrer tanto em condições aeróbicas quanto anaeróbicas. Em condições aeróbicas, leva à formação de ácido pirúvico e, em condições anaeróbicas, de ácido lático.

No fígado e no miocárdio, os processos ocorrem aerobicamente; nos eritrócitos, anaerobicamente; nos músculos esqueléticos, durante o trabalho intenso, predominantemente anaerobicamente; durante o repouso, predominantemente aeróbico. A via aeróbica é mais econômica para o organismo, pois resulta na formação de mais ATP, que transporta uma grande reserva de energia. A glicólise anaeróbica é menos econômica. Em geral, por meio da glicólise, as células podem ser rapidamente, embora de forma não econômica, supridas com energia, independentemente do "fornecimento" de oxigênio. A degradação aeróbica na combinação da cadeia glicolítica - ciclo de Krebs - é a principal fonte de energia para o organismo.

Ao mesmo tempo, pelo fluxo reverso da cadeia glicolítica, o corpo pode sintetizar carboidratos a partir de produtos intermediários do metabolismo de carboidratos, como os ácidos pirúvico e láctico. A conversão de aminoácidos em ácido pirúvico, α-cetoglutarato e oxalacetato pode levar à formação de carboidratos. Os processos da cadeia glicolítica estão localizados no citoplasma das células.

Um estudo da proporção de metabólitos da cadeia glicolítica e do ciclo de Krebs no sangue de crianças mostra diferenças bastante significativas em comparação com adultos. O soro sanguíneo de um recém-nascido e de uma criança do primeiro ano de vida contém uma quantidade bastante significativa de ácido lático, o que indica a prevalência da glicólise anaeróbica. O corpo da criança tenta compensar o acúmulo excessivo de ácido lático aumentando a atividade da enzima lactato desidrogenase, que converte o ácido lático em ácido pirúvico, com sua subsequente inclusão no ciclo de Krebs.

Existem também algumas diferenças no conteúdo das isoenzimas da lactato desidrogenase. Em crianças pequenas, a atividade das 4ª e 5ª frações é maior e o conteúdo da 1ª fração é menor.

Outra forma, não menos importante, de decompor a glicose é o ciclo das pentoses, que começa com a cadeia glicolítica no nível da glicose-6-fosfato. Como resultado de um ciclo, uma das seis moléculas de glicose é completamente decomposta em dióxido de carbono e água. Este é um caminho de decaimento mais curto e rápido, que proporciona a liberação de uma grande quantidade de energia. Como resultado do ciclo das pentoses, também são formadas pentoses, que são utilizadas pelo corpo para a biossíntese de ácidos nucleicos. Isso provavelmente explica por que o ciclo das pentoses é de grande importância em crianças. Sua enzima chave é a glicose-6-fosfato desidrogenase, que estabelece a conexão entre a glicólise e o ciclo das pentoses. A atividade dessa enzima no sangue de crianças de 1 mês a 3 anos é de 67 a 83 mmol/g, de 4 a 6 anos a 50 a 60 mmol/g e de 7 a 14 anos a 50 a 63 mmol/g de hemoglobina.

A interrupção do ciclo das pentoses na degradação da glicose devido à deficiência da glicose-6-fosfato desidrogenase é a causa subjacente da anemia hemolítica não esferocítica (um dos tipos de eritrocitopatia), que se manifesta por anemia, icterícia e esplenomegalia. Via de regra, as crises hemolíticas são provocadas pelo uso de medicamentos (quinino, quinidina, sulfonamidas, alguns antibióticos, etc.), que aumentam o bloqueio dessa enzima.

Um quadro clínico semelhante ao da anemia hemolítica é observado devido à deficiência da piruvato quinase, que catalisa a conversão de fosfoenolpiruvato em piruvato. Essas doenças são diferenciadas por um método laboratorial que determina a atividade dessas enzimas nos eritrócitos.

A interrupção da glicólise plaquetária é a base da patogênese de muitas tromboastenias, manifestando-se clinicamente por sangramento aumentado com número normal de plaquetas, mas função prejudicada (agregação) e fatores de coagulação sanguínea intactos. Sabe-se que o principal metabolismo energético humano se baseia na utilização da glicose. As hexoses restantes (galactose, frutose), via de regra, são transformadas em glicose e sofrem degradação completa. A conversão dessas hexoses em glicose é realizada por sistemas enzimáticos. A deficiência de enzimas que transformam essa conversão é a base da glicosemia e da frutosemia. Essas são enzimopatias geneticamente determinadas. Na glicosemia, há uma deficiência da enzima galactose-1-fosfato uridil transferase. Como resultado, a galactose-1-fosfato se acumula no corpo. Além disso, uma grande quantidade de fosfato é removida da circulação, o que causa falta de ATP, causando danos aos processos energéticos nas células.

Os primeiros sintomas de galactosemia aparecem logo após o início da alimentação das crianças com leite, especialmente o leite materno, que contém uma grande quantidade de lactose, que inclui quantidades iguais de glicose e galactose. Vômitos aparecem, o peso corporal aumenta lentamente (hipotrofia se desenvolve). Em seguida, surge hepatoesplenomegalia com icterícia e catarata. Ascite e varizes do esôfago e do estômago podem se desenvolver. O exame de urina revela galactosúria.

Em caso de galactosemia, a lactose deve ser excluída da dieta. São utilizadas fórmulas lácteas especialmente preparadas, nas quais o teor de lactose é drasticamente reduzido. Isso garante o desenvolvimento adequado das crianças.

A frutosemia se desenvolve quando a frutose não é convertida em glicose devido à deficiência da frutose-1-fosfato aldolase. Suas manifestações clínicas são semelhantes às da galactosemia, mas são mais brandas. Seus sintomas mais característicos são vômitos e uma diminuição acentuada do apetite (até anorexia) quando as crianças recebem sucos de frutas, cereais adoçados e purês (a sacarose contém frutose e glicose). Portanto, as manifestações clínicas são especialmente agravadas quando as crianças são transferidas para a alimentação mista e artificial. Em idades mais avançadas, os pacientes não toleram doces e mel, que contêm frutose pura. A frutosúria é detectada no exame de urina. É necessário excluir da dieta a sacarose e os produtos que contêm frutose.