Guia de Estudo: Carboidratos
Introdução:
Carboidratos, também conhecidos como hidratos de carbono, são as
biomoléculas mais abundantes na natureza, constituídas principalmente por carbono,
hidrogênio e oxigênio, podendo apresentar nitrogênio, fósforo ou enxofre em sua
composição. Apresentam como fórmula geral: [C(H2O)]n, daí o nome "carboidrato", ou
"hidratos de carbono" e são moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções.
Funções dos Carboidratos:
Dentre as diversas funções atribuídas aos carboidratos, a
principal é a energética. Também atuam como elementos estruturais e de proteção na
parede celular das bactérias, fungos e vegetais, bem como em tecidos conjuntivos e
envoltório celular de animais. Agem como lubrificantes das articulações esqueléticas e
fornecem coesão entre as células. Podem funcionar como sinalizadores celulares. Alguns
carboidratos, como a ribose e a desoxirribose, fazem parte da estrutura de nucleotídeos e dos
ácidos nucléicos.
Classificação dos Carboidratos:
Os carboidratos são classificados de acordo com o
número de moléculas em sua constituição como monossacarídeos, oligossacarídeos e
polissacarídeos.
1) Monossacarídeos: são carboidratos com reduzido número de átomos de carbono em
sua molécula. O "n" da fórmula geral (CnH2nOn) pode variar de 3 a 7 (trioses, tetroses,
pentoses, hexoses e heptoses), sendo os mais importantes as pentoses (C5H10O5) e as
hexoses (C6H12O6). São relativamente pequenos, solúveis em água e não sofrem
hidrólise. Nessa classe, se inclui a glicose, o mais importante combustível para a
maioria dos seres vivos, componente dos polissacarídeos mais importantes, como o
amido e a celulose.
2) Oligossacarídeos: são carboidratos resultantes da união de duas a dez moléculas de
monossacarídeos. A ligação entre os monossacarídeos ocorre por meio de ligação
glicosídica, formada pela perda de uma molécula de água. O grupo mais importante
dos oligossacarídeos são os dissacarídeos, formados pela união de apenas dois
monossacarídeos.
3) Polissacarídeos: são carboidratos grandes, às vezes ramificados, formados pela união
de mais de dez monossacarídeos ligados em cadeia, constituindo, assim, um polímero
de monossacarídeos, geralmente de hexoses. São insolúveis em água e, portanto, não
alteram o equilíbrio osmótico das células. Os polissacarídeos possuem duas funções
biológicas principais, como reserva energética e como elementos estruturais.
Polissacarídeos de reserva energética: O amido é o polissacarídeo de reserva
energética dos vegetais; O glicogênio é o polissacarídeo de reserva energética animal.
Amido e glicogênio são formados por milhares de moléculas de glicose e para serem
aproveitados no metabolismo energético são transformados em moléculas de glicose.
Polissacarídeos Estruturais: A celulose é o polissacarídeo presente na membrana
celulósica das células vegetais; Nos artrópodes, o polissacarídeo quitina é um material
impermeabilizante do exoesqueleto, garantindo boa adaptação à vida terrestre; A
heparina também é um importante polissacarídeo que atua na circulação como
anticoagulante, principalmente em regiões de grande irrigação como pulmões e
fígado.
Digestão e absorção de Carboidratos:
Os principais sítios de digestão de
carboidratos da dieta são a boca e o lúmen intestinal. Durante a mastigação a α-amilase
salivar atua brevemente sobre o amido e glicogênio da dieta, de maneira aleatória,
hidrolisando algumas ligações α (1-4) pela ação da endoglicosidase, os seres humanos não
produzem enzimas para a digestão de ligações β(1-4) este é o motivo pelo qual não digerimos
a celulose. A digestão dos carboidratos cessa temporariamente no estômago, porque a
elevada acidez inativa a α-amilase salivar. Dentro do intestino delgado os movimentos
peristálticos continuam movendo o quimo ao longo do intestino delgado onde a digestão do
carboidrato é finalizada através das secreções pancreática e intestinal. As enzimas do pâncreas
entram no duodeno através de um ducto e contém a amilase pancreática, responsável pela
continuidade do processo do desdobramento do amido e da maltose. Já as secreções
intestinais contêm três enzimas distintas, as dissacaridases: sacarase, lactase e maltase, que
atuam sobre os dissacarídeos para render os monossacarídeos glicose, frutose e galactose para
a absorção.
Distúrbios do Metabolismo de Carboidratos:
Muitos açúcares, além dos bem
conhecidos glicose, sacarose e frutose, estão presentes nos alimentos. Alguns açúcares (p.ex.,
sacarose) devem ser metabolizados (processados) por enzimas no organismo antes de serem
utilizados como fonte de energia. Quando as enzimas necessárias para o seu processamento
estão ausentes, pode ocorrer um acúmulo desses açúcares, acarretando problemas. A
galactosemia (concentração sérica elevada de galactose) é geralmente causada pela falta de
galactose 1-fosfatouridiltransferase, uma das enzimas necessárias para a metabolização da
galactose. Este distúrbio está presente desde o nascimento. As doenças de armazenamento
de glicogênio (glicogenoses) constituem um grupo de distúrbios hereditários causados pela
ausência de uma ou mais das muitas enzimas necessárias para converter o açúcar (glicose) em
sua forma de armazenamento, o glicogênio, ou para convertê-lo de volta em glicose e ser
utilizado como energia. Nas doenças do armazenamento de glicogênio, ocorrem depósitos de
tipos ou quantidades anormais de glicogênio nos tecidos do organismo, principalmente no
fígado.
A intolerância hereditária à frutose é um distúrbio hereditário no qual o organismo
não consegue utilizar a frutose porque a enzima fosfofrutoaldolase está ausente. Como
conseqüência, a frutose 1-fosfato, um subproduto da frutose, acumula- se no organismo,
impedindo a formação de glicogênio e a sua conversão em glicose para ser utilizada como
energia.
A frutosúria é uma condição inofensiva na qual ocorre a excreção de frutose na urina.
A frutosúria é causada por uma deficiência hereditária da enzima frutocinase.
A pentosúria é uma condição inofensiva caracterizada pela excreção do açúcar
xilulose na urina, devido à ausência da enzima necessária para metabolizá-lo.