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Carboidratos

Prof. Dr. Leandro Felício

Carboidratos

■Carboidratos ou sacarídeos são as moléculas biológicas mais abundantes

■Quimicamente “simples”, apresentam apenas 3 elementos: CARBONO, HIDROGÊNIO e OXIGÊNIO

■Unidades básicas são denominadas MONOSSACARÍDEOS■Monossacarídeos diferem no no de átomos de Carbono e na

organização dos átomos de Hidrogênio e Oxigênio

(C·H2O)n com n ≥ 3

Carboidratos - Funções

■Servem de fonte básica de energia para virtualmente todos os seres vivos

■ In te rmed iá r ios Metabó l i cos : Carbo id ra tos proporcionam um esqueleto para a formação de outras moléculas carbônicas

■Moléculas estruturais principalmente para Plantas, muitos Fungos e Artrópodes (Ex.: Celulose, Quitina)

■Reserva energética (Ex.: Amido, Glicogênio)

Carboidratos - Tipos

■Os Carboidratos podem ser divididos em 2 grupos: Açúcares Simples e Carboidratos Complexos▪ Açúcares Simples:▪ Monossacarídeos: são as subunidades ou monômeros a partir das quais outros

carboidratos são formados

▪ Dissacarídeos: são formados por 2 monossacarídeos, através de uma reação de condensação

▪ Carboidratos Complexos▪ Oligossacarídeos

▪ Polissacarídeos

Simples x complexos

■Carboidratos simples x complexos:■Simples são absorvidos rapidamente liberando energia na

forma de glicose ■Complexos, 1º são quebrados em simples para depois serem

absorvidos, liberam energia aos poucos (ex.Massas, pães, cereais, tubérculos, cereais)

Simples x Complexos

Estrutura do monossacarídeos

■Os grupos funcionais dos monossacarídeos são:

Ex.: Glicose → C6H12O6

Carbonila → -C=OHidroxila → OH-

Estrutura do monossacarídeos

■Quimicamente, monossacarídeos contém Carbono, Hidrogênio e Oxigênio, com a razão entre eles sendo:

■Um monossacarídeo terá um grupo funcional carbonila, os demais átomos de Oxigênio estarão todos em grupos funcionais hidroxila

(C·H2O)n ou Cn(H2O)n

Classificação dos monossacarídeos

■São classificados de acordo com a natureza química de seu grupo Carbonila e pelo no de átomos de Carbono: ▪ Se o grupo Carbonila for um

Alde ído (qua lquer composto orgânico contendo a fórmula R-CH=O), o açúcar será uma Aldose

▪ Se o grupo Carbonila for um Cetona (qualquer composto contendo um grupo carbonila associado a 2 átomos de Carbono), o açúcar será uma Cetose

Classificação dos monossacarídeos

■Classificados de acordo com o número de carbonos:3C ! Trioses4C ! Tetroses

■Os monossacarídeos mais comuns encontrados em seres vivos são:▪ Hexoses → Glicose, Galactose,

Frutose▪ Pentoses → Ribose, Ribulose,

Desoxirribose, Xilose▪ Trioses→ Gliceraldeido

5C ! Pentoses

6C ! Hexoses

7C ! Heptoses

Monossacarídeos

Glicose

■Com exceção de algumas bactérias, a Glicose (produto da fotossíntese) é a molécula energética primária nos organismos vivos e o monossacarídeo mais comum

■A Glicose apresenta duas formas em anel: alfa-Glicose e beta-Glicose ■A posição diferenciada das ligações na alfa-Glicose e na beta-Glicose

é importante para a estrutura e a função dos polissacarídeos formados a partir da Glicose

Glicose – Projeção de Fischer

Dissacarídeos

■São formados a partir de 2 monossacarídeos através do processo de condensação (remoção de molécula de H2O)

■O “H” é retirado do grupo funcional Hidroxila de um monossacar ídeo e o “OH” de um segundo monossacarídeo

■As duas moléculas são então unidas por uma ligação C-O-C, denominada Ligação Glicosídica

Dissacarídeos

■Os Dissacarídeos mais comuns são: Sacarose, Lactose e Maltose

■A Maltose é o produto mais comum da quebra do amido e é constituído por 2 alfa-Glicose (2 beta formam Celubiose)

Dissacarídeos

■A Sacarose ou sucrose é um Dissacarídeos comum em plantas, formado por Frutose e Glicose

■Único que pode ser “legalmente” chamado de sugar ■Alimentos sugar-free, precisam apenas não possuir Sacarose,

podendo apresentar qualquer outro mono ou dissacarídeo.

Dissacarídeos■ A Lactose é o açúcar encontrado no leite, formado por uma

Glicose ligada à Galactose. ■ Algumas pessoas não metabolizam a lactose ! intolerância

Ligações Glicosídicas

Formação dos dissacarídeos

Oligossacarídeos

■Compostos por poucos Monossacarídeos ligados entre si (3-20 monossacarídeos)

■Legumes contém oligossacarídeos que não são bem digeridos pelo organismo humano. ▪ Brócolis ▪ Pepino ▪ Entre outros

■As bactérias que habitam os intestinos humanos são capazes de digerir estes açucares – são prébioticos importantes.

Oligossacarídeos – Sistema ABO

Polissacarídeos

■ São sintetizados a partir da junção de centenas de monossacarídeos através da condensação e formação de ligações glicosídicas

■Apresentam impor tante pape l es t r utur a l e /ou como reser va energética em muitos organismos

■Os polissacarídeos mais comuns são todos polímeros da glicose: Amido, Glicogênio, Celulose e a Quitina (polissacarídeo modificado)

β-Glicoseα-Glicose

Amido x celulose

■O Amido é um polímero da α-Glicose e a Celulose é polímero da β-Glicose

■A posição das ligações e a conformação das moléculas são importantes na estrutura e na função dos polissacarídeos

OHO

CH2OH

OHO

CH2OH

OHO

CH2OH

OHO

CH2OH

CH2OH

OHO

CH2OH

OHO

O O O O

OOOCH2OH

Amido

Glicogênio

■Apresenta estrutura extremamente ramificada▪ Reduz o número de glicoses livres▪ Redução da pressão osmótica

É o principal componente da Parede Celular das células vegetais e o composto orgânico mais abundante no planeta

Celulose

Cupins também se beneficiam das capacidades digestivas de protozoários que vive no intestino destes insetos

Celulose

Apesar de não digeridas, as Fibras são essenciais para a otimização das funções intestinais

Grãos inteiros, vegetais e frutos inteiros são boas fontes de fibra

A celulose e compostos relacionados formam a maior parte do que chamamos de Fibras

Celulose

A Quitina também é usada na medicina para produzir linhas cirúrgicas que se decompõem após um tempo

Muitos Exoesqueletos apresentam também cristais de Carbonato de Cálcio impregnados na molécula de Quitina

Quitina

■Sintomas:▪ f r aqueza, tremores , mãos fr ias ,

nervosismo e tonturas, desmaio.

■No jejum prolongado ! uso das reservas do tecido adiposo para fornecimento de energia, o que provoca emagrecimento.

■Marasmo: quadro de subnutrição severa e prolongada ! apatia e magreza extrema.

Carência de carboidratos na alimentação

■Os carboidratos, quando em excesso no organismo, transformam-se em gordura e ficam acumulados nos adipócitos, podendo causar obesidade e arterosclerose.

Excesso de carboidratos na alimentação

■ É a taxa de glicose no sangue. ■ Varia em função da nossa

alimentação e nossa atividade. ■ Uma pessoa em situação de

equ i l í b r i o g l i c êm i co ou homeostase possu i uma glicemia que varia, em geral, de 80 a 110 mg/dL.

■ Segundo recente sugestão da Associação Americana de Diabetes, a glicemia normal seria de 70 a 99 mg/dL.

Glicemia

■Quando o pâncreas reduz a produção da insulina, ou o organismo não consegue utilizá-la de forma eficiente. Sintomas:

▪ Sede excessiva;▪ Urina em volume aumentado;▪ Perda de peso;▪ Tremores;▪ Fome excessiva;▪ Dificuldade de cicatrização.

Diabetes mellitus