Tudo sobre o metabolismo dos carboidratos

Postado em 02/09/2024 às 11h:40

Os carboidratos são uma extensa classe de compostos muito importantes na alimentação dos seres vivos e, nesse texto, você irá entender tudo que envolve esse macronutriente tão importante para nós e para os outros animais.
Primeiramente, é necessário entendermos o que acontece com esses carboidratos – também chamados de “hidratos de carbono” ou “açúcares” – quando entram na nossa cavidade oral.

O processo digestivo desse nutriente já começa na boca através da enzima alfa-amilase salivar, que tem função de realizar a digestão do amido (um dos tipos de carboidrato), e esse amido precisa permanecer um certo tempo sendo homogeneizado, com a ação dessa enzima. Outros açúcares irão passar sem sofrer ação de enzimas, mas sofrerão ação lá no nosso intestino, de enzimas como isomaltase, maltase, sacarase e lactase, que irão fazer a quebra desses açúcares – que são um pouco mais complexos – para que eles possam ser absorvidos pelas células intestinais. Além disso, nós também temos uma enzima alfa-amilase pancreática, que é liberada pelo pâncreas no intestino superior, e ela vai atuar na digestão também.

O amido nada mais é do que uma amilose (20%) com uma amilopectina (80%), e ele tem ligações do tipo alfa 1,4 e alfa 1,6 e isso faz com que eu tenha produtos digestivos diferentes quando eu tenho a amilopectina sofrendo ação da alfa-amilase e, dessa forma, precisarei da ação de outras enzimas para sofrer a digestão. O amido, quando sofre digestão pela alfa-amilase, irá gerar Maltose, Isomaltose, Trissacarídeos e Alfa-dextrina. A lactose é uma galactose com uma glicose, unidas por ligação do tipo beta-1,4 (que é quebrada pela enzima lactase). Além disso, há também a sacarose, que é uma glicose ligada com frutose, e que necessita da enzima sacarase para ser quebrada.

Um ponto importante de entendermos sobre a digestão dos carboidratos é que nós, seres humanos, precisamos ter uma boa biodisponibilidade desses açúcares para que as enzimas possam atuar. Ou seja, há diferença entre o arroz cru (terei menor biodisponibilidade do grão de amido para ação das enzimas digestivas) e o arroz cozido (terei a liberação do grão de amido com mais facilidade então a digestibilidade será maior). Dessa forma, isso influencia se terei uma biodisponibilidade maior ou menor desse açúcar e também se terei uma velocidade maior ou menor de digestão, o que consequentemente diz se eu terei uma disponibilidade maior ou menor desse açúcar na circulação sanguínea.

A maltodextrina, outro açúcar muito importante, apresenta ligações do tipo alfa-1,4 e apresenta em torno de 2 a 20 unidades de glicose em sua estrutura. Ao sofrer ação da enzima maltodextrina e, conseguimos liberar o açúcar da maltodextrina. Além disso, nós também podemos ter a glicose pura (é absorvida muito rápido), podemos ter a maltose e também a isomaltose, e muitos desses são usados como suplemento.

Quanto ao amido, é importante destacar que ele apresenta uma variabilidade do tipo de grão, em que pode ser “rapidamente digerido”, “lentamente digerido” ou então “resistente à alfa-amilase”. Ou seja, podemos classificar o amido de diversas formas, ele pode ser RÁPIDO ou RESISTENTE. Logo, há uma diferença no grau de resistência e de sensibilidade à enzima alfa-amilase. Um exemplo é a banana verde que, quando está crua, em 100g, tem 38g de amido resistente (que não serão digeridos). Enquanto isso, a banana madura já diminui bastante a quantidade de amido resistente (4,85g em 100g). Ou seja, temos que cuidar para não generalizar alimentos e índice glicêmico, conforme visto no exemplo da banana.

Ainda sobre isso, vale ressaltar que a batata doce é dita como alimento de “baixo índice glicêmico” mas não é por conta do amido resistente que ela tem, pois quando ela está cozida o amido resistente dela cai muito. Ou seja, ela é considerada de baixo índice glicêmico por conta da quantidade de FIBRAS que ela possui. As fibras são outro fator que irá atrasar/dificultar a digestão e absorção dos macronutrientes. Quando tenho fibras a nível intestinal, eu dificulto a absorção de açúcares que estejam juntos pelas células intestinais. As fibras dificultam a absorção da glicose pois a glicose é absorvida por essas fibras.

Se eu for fazer um exercício físico e, 30 minutos antes, resolver comer uma banana “amarelinha” (ou seja, que é comestível/não está verde, mas também não está muito madura) eu irei conseguir fazer o exercício pois terei o processo de digestibilidade e liberação desse açúcar ocorrendo mais lentamente. Geralmente, no pré-treino, nos alimentamos 1h30 a 2h antes, mas às vezes, dependendo do que for consumido, dá para fazer 30 minutos antes de começar a atividade. A escolha do tempo vai depender do objetivo, às vezes não queremos que o indivíduo comece a fazer o exercício com uma taxa de glicose alta pois, com isso, terá também uma taxa alta de insulina. Ou seja, em relação ao esporte, sempre irei me preocupar com a dieta ANTES, DURANTE e APÓS. E a escolha do alimento será de acordo com isso, e irei levar em consideração o índice glicêmico.

Lembre-se também que alimentos com igual quantidade de carboidrato podem provocar diferente índice glicêmico, ou seja, provocar diferente glicemia pós-prandial, e isso tem relação justamente com a biodisponibilidade e digestibilidade. Nós devemos nos preocupar com isso tudo justamente por conta da liberação da INSULINA, que é sintetizada na forma de pró-insulina e será liberada, na forma ativa, pelas células beta do pâncreas mediante estímulo de açúcar.

A insulina é um hormônio que tem ação ANABÓLICA, ou seja, sempre provocará depósito e síntese de compostos. Essa glicose, ao ser absorvida a nível intestinal, irá formar glicogênio no fígado, mas, quando houver excesso de glicose, esse fígado irá desviar essa glicose para fazer triglicerídeo (sendo que a grande maioria do triglicerídeo feito será transportado via VLDL para o tecido adiposo para ser estocado na forma de gordura)! Essa glicose também será distribuída pelos tecidos, irá para o sistema nervoso (ele usa 140g de glicose/dia, ou seja, é essencial), irá para o músculo… Logo, durante o exercício, precisamos muito nos preocupar com as taxas de glicose, que irão movimentar os níveis de insulina e glucagon. Há um balanço entre esses dois hormônios, logo, algum deles sempre irá predominar, mas nunca zerei nenhum).

No entanto, é importante entendermos como, especificamente, os diferentes tecidos utilizam a glicose que está circulando na nossa corrente sanguínea. O músculo irá receber a glicose da circulação e irá priorizar a realização de um depósito dessa glicose na forma de glicogênio muscular para, dessa forma, conseguir garantir que tenha um substrato energético armazenado. Além disso, o músculo também irá captar ácidos graxos como fonte de energia, além da própria glicose. Mas não basta apenas isso, no músculo, para termos a oxidação de ácidos graxos, glicose e aminoácidos, temos que ter as organelas conhecidas como “mitocôndrias” e, para otimizar essa oxidação, precisamos ter uma mitocôndria adaptada e funcionando adequadamente (isso é o que chamamos de “um bom metabolismo aeróbico”).

Outro ponto importante de destacarmos em relação ao metabolismo glicídico é o fato de que existe diversos transportadores de glicose para dentro da célula, mas o que mais nos interessa é o GLUT-4 pois ele é sensível à insulina (o GLUT-4 depende da insulina para ele estar expresso na membrana da célula). Esse GLUT-4 está presente em três tecidos: adiposo, músculo esquelético e músculo cardíaco. Quem tem resistência à insulina terá problemas justamente com esse GLUT-4, e terá a glicose elevada (a glicose fica mais tempo circulando no sangue e não consegue ser internalizada nesses tecidos). A insulina, ao se ligar ao seu receptor de membrana, desencadeia uma cascata que fará com que o GLUT-4, que está previamente sintetizado dentro da célula, vá ser translocado para a membrana, fazendo a captação da glicose para dentro da célula. Depois disso, esse GLUT-4 pode retornar a ser internalizado na célula.

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Todavia, durante o exercício físico, terei outros hormônios atuando, pois a medida em que vou fazendo a captação de glicose sanguínea por esse músculo, vai diminuindo a glicemia e a insulina e vai aumentando os níveis de glucagon. Além do glucagon, durante o exercício também ocorre o aumento da liberação de epinefrina, em função do estresse provocado pelo exercício físico. O glucagon tem receptor no fígado e, dessa forma, teremos a degradação daquele glicogênio, que foi armazenado no estado alimentado, e a liberação dessa glicose para o sangue de forma a manter a glicemia estável. Caso esse estoque de glicogênio hepático venha a diminuir, teremos o processo de gliconeogênese, também realizado pelo fígado, para manter a glicemia. A gliconeogênese hepática nada mais é do que a formação de glicose a partir de substratos não glicídicos.

Agora gostaria de propor uma reflexão para vocês… Se, durante o exercício, o músculo fica “querendo muito” a glicose, então por que não há insulina alta? Isso ocorre justamente porque, durante o exercício físico, o músculo capta a glicose INDEPENDENTE de insulina! Ou seja, mesmo tendo glucagon alto, durante o exercício, o músculo capta sim glicose. Logo, não terei insulina alta e não terei ligação da insulina com o seu receptor desencadeando a cascata, mas terei mecanismos dentro da célula muscular que ocorrem por causa de sinalizadores como o aumento de AMP, ativação da proteína-quinase C via cálcio, aumento de óxido nítrico etc. Ou seja, por causa do estresse oxidativo gerado, irei acabar, por esses mecanismos, translocando GLUT-5 para a membrana, expressando mais GLUT-4 e captando mais glicose para dentro da célula muscular.

Isso é muito importante para pessoas que têm resistência à insulina, pois elas têm uma taxa de glicose elevada e, à medida em que ela treina ela vai consumindo essa glicose sanguínea via GLUT-4 que foi expresso na membrana de forma independente à insulina graças ao exercício físico. E esse GLUT-4 permanece na membrana em certo nível até cerca de 24-48h depois da série de exercícios, o que é muito legal principalmente pensando em pacientes diabéticos. Em resumo, a atividade física induz um rápido aumento da velocidade de captação de glicose pelo músculo esquelético em contração. O exercício aumenta o transporte de glicose através da membrana, pois aumenta a translocação de vesículas contendo GLUT-4.

Um estudo científico viu que, à medida que um indivíduo tem ALTO conteúdo de glicogênio, ele irá expressar uma quantidade MENOR de GLUT-4. E, se há baixa quantidade de carboidrato na dieta desse indivíduo, o GLUT-4 passa a ser maior pois o indivíduo não depositou tanto glicogênio. Quando ele realiza exercícios, há diminuição do glicogênio, pois vai consumindo mais desse glicogênio, mas, paralelamente, vai expressando mais GLUT-4. Os autores disseram que, na verdade, quanto mais grânulos de glicogênio, mais eu RETENHO essa vesícula dentro da célula. Logo, se eu tiver ingestão alta de carboidratos (estímulo bastante meu glicogênio), eu apresentarei bastante GLUT-4, pois se eu tenho bastante glicogênio muscular eu preciso captar menos glicose do sangue! À medida em que vou me exercitando, vou fazendo glicogenólise (quebra do glicogênio em glicose) e meu conteúdo de glicogênio vai diminuindo, eu vou também aumentando a quantidade de GLUT-4 na minha membrana.

Além disso, da mesma forma, à medida que vou aumentando meu depósito de glicogênio, vou diminuindo a síntese (tenho um limite de síntese). Ou seja, caso eu já tenha feito o depósito de glicogênio e não tenha gastado, não preciso aumentar a síntese, então a velocidade da enzima glicogênio-sintetase diminui! A velocidade da enzima glicogênio-sintetase aumenta quando tenho menor conteúdo de glicogênio. Quanto maior o meu uso de glicogênio durante o exercício, maior a quantidade de glicose que irei captar no sangue. Logo, nós sempre iremos nos preocupar com o armazenamento de glicogênio, e o armazenamento de glicogênio é limitado! Sempre irei me preocupar com a última refeição ANTES do exercício e não com o consumo DURANTE (já que o consumo durante o exercício nem sempre é necessário). Além disso, obviamente, o consumo após é importante (visando principalmente a recuperação).

Um estudo observou que logo que o indivíduo realiza uma refeição com alto índice glicêmico, encontramos obviamente uma alta liberação de insulina, já que liberou bastante glicose. Todavia, quando o indivíduo começa a fazer exercício, após cerca de 30 minutos, ele tem uma queda na glicemia, que é a chamada “HIPOGLICEMIA DE REBOTE”.
Ou seja, ele estava com a insulina alta, mas o músculo começou a captar glicose por causa do exercício, e aí caiu a glicemia. Observa-se então que aquela pessoa que se supriu de muito carboidrato antes, teve hipoglicemia de rebote e depois normalizou a glicose. Eles viram que, para quem consumiu alto índice glicêmico, a medida de ácido graxo captado no sangue é muito baixa e depois ela cai muito e depois começa a subir (começo a mobilizar mais triglicerídeo do meu adiposo).
Uma pessoa que é atleta não deveria fazer uma refeição de alto índice glicêmico 30 minutos antes do exercício pois pode dar hipoglicemia de rebote, o ideal seria consumir cerca de 2h antes, pois daí já estará com a insulina baixa e já estará com os estoques de glicogênio.

O consumo de carboidratos tem o intuito de, principalmente, maximizar os estoques de glicogênio – tanto muscular quanto hepático – e manter os níveis de glicose no sangue (manter a glicemia estável). No entanto, devemos ter em mente que o armazenamento de glicogênio é limitado e, à medida em que o indivíduo vai realizando o treinamento físico (de resistência), esse indivíduo vai aumentando essa capacidade de síntese e de depósito de glicogênio.

Se o indivíduo realizar uma refeição 1h30 a 2 horas antes do treino, nós não iremos nos preocupar com o índice glicêmico da refeição, pois esse indivíduo vai ter o tempo necessário para fazer a digestão dos nutrientes e o armazenamento, vai ter tempo de fazer o aumento e a diminuição dos níveis de insulina, vai ter tempo de fazer a síntese e o armazenamento dos depósitos etc. E, com isso, esse indivíduo terá à disposição glicogênio hepático e muscular, durante o exercício.
Todavia, se essa pessoa fizer uma refeição 30 a 45 minutos antes do treinamento, daí sim preciso me preocupar com o índice glicêmico, a ponto de estimular a síntese e depósito de glicogênio e a ponto de não ultrapassar uma concentração elevada de insulina quando se aumenta atividade.

Falando agora especificamente da recuperação desses estoques, é importante frisar que a recuperação pode ter duas fases, a fase logo após o exercício e a fase em que teremos em torno de duas a três horas (considerada “primeira fase de recuperação”), que é a fase em que teremos não só a reposição do glicogênio, mas também a recuperação do próprio músculo no sentido de síntese proteica! E a segunda fase é uma fase mais longa, que vem antes da segunda sessão de exercício, geralmente ocorre em torno de 24h após.

Dito isso, é importante lembrar que temos duas formas da enzima glicogênio-sintetase, a que é independente da glicose-6-fosfato e a que é dependente da glicose-6-fosfato. Mas, independentemente da concentração de glicose-6-fosfato, a enzima glicogênio-sintetase fica inativa, pois quando eu aumento a captação de glicose pelo GLUT-4 eu já estou fazendo o consumo pela rota glicolítica (a rota está ativada).

Quando eu tenho o aumento da captação de glicose independente da insulina, para que ela fique retida dentro da célula, eu tenho as enzimas de fosforilação que deixam ela fosforilada em glicose-6-fosfato. Todavia, se eu terminar a série do exercício e vou aguardar para fazer a outra série, vai acabar acumulando glicose-6-fosfato, pois a rota glicolítica está inativada, já que eu aumentei ATP. A glicose-6-fosfato acumulada irá ativar a enzima glicogênio-sintetase D, que é uma glicogênio-sintetase que fica ativa quando estou com altas concentrações de glicose-6- fosfato. Ou seja, essa ressíntese sempre irá ocorrer no final de um exercício, pois ainda estou com todo meu metabolismo ativo para aumento de captação de glicose, ainda tenho a glicose sanguínea sendo mantida pelo processo de gliconeogênese ou pela degradação do glicogênio hepático (glicogenólise) e os níveis de glicose ainda estão ótimos.
De uma hora para outra, é como se o nosso organismo se visse parado e pensasse “não posso desperdiçar esse substrato”. Logo, esse substrato NÃO irá para a rota de degradação (oxidativa), ele irá retornar para ser acumulado. Com isso, eu tenho uma recaptação e ressíntese do glicogênio.

Pensando em tudo isso, nesse caso de exercícios com tempo intervalado curto, em que eu tenho um aumento da síntese de glicogênio, devo escolher carboidratos de alto ou baixo índice glicêmico? Se eu usar de alto índice glicêmico eu ainda terei uma taxa de insulina, a glicemia irá subir e, com isso, terei uma taxa de insulina bem elevada (em função do alto índice glicêmico). Se eu usar o de baixo índice glicêmico, a insulina não terá um pico tão elevado. Vale ressaltar que tudo isso depende de quando esse indivíduo irá se exercitar de novo. Se ele for se exercitar 15 minutos depois de comer o alimento de alto índice glicêmico, observamos um aumento de insulina maior, o que não é recomendado sempre. Se for de baixo índice glicêmico, observamos uma glicemia e uma insulina pouco elevadas.

Um ponto importante de ressaltar é que, quando um indivíduo realiza um exercício intervalado com longo tempo de recuperação, não faz diferença alguma utilizar carboidratos de alto ou baixo índice glicêmico, pois a preocupação com índice glicêmico é só caso esse indivíduo vá entrar em exercício com uma taxa elevada de insulina, mas como o tempo de recuperação é LONGO, é possível fazer a reposição do glicogênio, essa pessoa terá tempo para isso!

Uma dúvida muito recorrente entre os praticantes de atividade física é em relação aos tipos de substratos utilizados em um exercício de baixa intensidade, como a caminhada… Se a pessoa for saudável, ela utilizará a glicose plasmática (que fará a rota glicolítica). E, como há bastante ácidos graxos de cadeira média e ácidos graxos de cadeia curta na circulação sanguínea (que são absorvidos com facilidade na membrana pois ali tem transportador), esses ácidos graxos também irão entrar.

Se for ácido graxo de cadeia média e curta não precisa de carnitina, pois esses passam facilmente na mitocôndria. Se for ácido graxo de cadeira longa precisa da carnitina, e essa carnitina NÃO estará saturada pois estou em atividade moderada e a mitocôndria está ali recebendo piruvato, ácido graxo e também aminoácidos que vem do sangue, ou seja, esse músculo que está em atividade leve está recebendo todos os componentes.

Todavia, se eu começo a aumentar a intensidade do exercício, daí sim a capacidade mitocondrial oxidativa irá nortear o uso de qual substrato que será priorizado. Os ácidos graxos (gorduras) geram muitos nucleotídeos reduzidos dentro da mitocôndria e, com isso, eu saturo a mitocôndria de nucleotídeo reduzido. Se essa minha mitocôndria não é adaptada (via PGC1a, que causa aumento da capacidade oxidativa da mitocôndria), eu em breve acabarei “trancando” essa mitocôndria, pois eu aumentei muito a quantidade de NADH e a cadeia de transferência de elétrons não está dando conta e está trancando o ciclo de krebs, então eu não consigo seguir a oxidação do ácido graxo e até mesmo dos aminoácidos que estão entrando nessa mitocôndria.

Logo, quando eu aumento muito a intensidade do exercício físico, a saída que nosso corpo encontra é consumir carboidratos. Ou seja, a GLICOSE (que virá ou do glicogênio muscular ou da glicose sanguínea) irá realizar a rota glicolítica, gerar piruvato, e aí esse piruvato ou vai formar acetil-coa na mitocôndria ou vai para a glicólise anaeróbica formar lactato (essa opção ocorrerá pois essa mitocôndria “não está boa”). Nesse caso, eu acabo tendo produção de ATP em alta intensidade pela rota glicolítica anaeróbica. Ou seja, o meu consumo dependerá da intensidade do exercício e da minha capacidade mitocondrial oxidativa.

Texto por: Pietra Fogaça – Graduanda em Nutrição