Denise Moritz
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CARBOIDRATOS UNISUL – Prof. Denise E. Moritz Nutrição - 2011 Introdução Outras denominações: - Hidratos de carbono - Glicídios, glícides ou glucídios - Açúcares. Ocorrência e funções gerais: São amplamente distribuídos nas plantas e nos animais, onde desempenham funções estruturais e metabólicas. É o combustível preferencial para a contração muscular esquelética, sua depleção repercute em queda do desempenho. Carboidratos Composição São formados por C, H, O. Fórmula Geral CnH2nOn Classificação (quanto ao número de monômeros) Monossacarídeos Açúcares Fundamentais (não necessitam de qualquer alteração para serem absorvidos) Fórmula Geral: Propriedades: CnH2nOn n≥ 3 solúveis em água e insolúveis em solventes orgânicos brancos e cristalinos maioria com saber doce estão ligados à produção energética. Carboidratos Monossacarídios CARBOIDRATOS Dissacaridíos Polissacarídos Glicose, frutose, Galactose Amido, GLICOGÊNIO Sacarose, lactose e maltose Armazenamento dos carboidratos Vegetais AMIDO Animais GLICOGÊNIO Fígado (250 mmKg) Músculos (100 mm Kg) A quantidade de Glicogênio armazenada depende Exercício DIETA Observação: Após uma noite de sono os estoques de glicogênio hepático podem até zerar, como podem alcançar valores de 500 mmol/Kg depois de uma refeição rica em carboidrato. Monossacarídeos O nome genérico do monossacarídeo é dado baseado no número de carbonos mais a terminação “ose”. 03 carbonos 04 carbonos 05 carbonos 06 carbonos 07 carbonos – trioses – tetroses – pentoses – hexoses – heptoses Podem ser classificados ainda como aldoses ou cetoses. Aldose x Cetose MONOSSACARÍDEO FUNÇÃO RIBOSE (PENTOSE) DESOXIRRIBOSE (PENTOSE) ESTRUTURAL (RNA) ESTRUTURAL (DNA) GLICOSE (HEXOSE) FRUTOSE (HEXOSE) ENERGIA GALACTOSE (HEXOSE) ENERGIA ENERGIA Estrutura das oses Por convenção: 1. Fórmulas de projeção das oses são escritas com a cadeia carbônica na posição vertical e o grupo “CHO” na parte superior da cadeia. 2. Quando a hidroxila do C mais afastado do grupo aldeídico ou cetônico está escrito à direita recebe a letra “D” e à esquerda a letra “L”. Ex: glicose OH ----------- H L - glicose Funções dos carboidratos Fonte de energia Estrutural Reserva de Energia Matéria prima para biossíntese de outras biomoléculas Os mais importantes Glicose ou dextrose: é a forma de açúcar que circula no sangue e se oxida para fornecer energia. No metabolismo humano, todos os tipos de açúcar se transformam em glicose. É encontrada no milho, na uva e em outras frutas e vegetais. Frutose ou Levulose: é o açúcar das frutas. Galactose: faz parte da lactose , o açúcar do leite. Oxidação da Glicose Oxidação A oxidação do açúcar fornece energia para a realização dos processos vitais dos organismos. A oxidação (completa) fornece CO2 e H2O. Cada grama fornece aproximadamente 4 kcal, independente da fonte. O oposto desta oxidação é o que ocorre na fotossíntese. Vídeos file://localhost/Users/Denise/Bioquímica/2011/RESPIRA ÇÃO CELULAR glicólise,ciclo de krebs,fosforilação oxi.flv Dissacarídeos São combinações de açúcares simples que, por hidrólise, formam duas moléculas de monossacarídeos, iguais ou diferentes. Ligação Glicosídica (maltose) DISSACARÍDEO COMPOSIÇÃO FONTE Maltose Glicose + Glicose Cereais Sacarose Glicose + Frutose Cana-de-açúcar Lactose Glicose + Galactose Leite Hidrólise da Sacarose Oligossacarídeos São açúcares complexos que têm de 3 a 10 unidades de monossacarídeos. Polissacarídeos São açúcares complexos que têm mais de 10 moléculas de monossacarídeos POLISSACARÍDEO FUNÇÃO E FONTE Glicogênio Açúcar de reserva energética de animais e fungos Açúcar de reserva energética de vegetais e algas Amido Celulose Função estrutural. Compõe a parede celular das células vegetais e algas Quitina Função estrutural. Compõe a parede celular de fungos e o exoesqueleto de artrópodes Função estrutural. Cimento celular em células animais Ácido hialurônico Polissacarídeos • Homo ou Heteropolissacarídeos Caracteriza-se pelo tipo de monômeros presentes, a seqüência e o tipo de ligação glicosídica envolvida. • • Principais polissacarídeos: - Celulose – Homo - Amido – Homo Hetero - Glicogênio - Homo - Quitina - homo Glicoproteinas - Hetero Ácido hialurônico - Heteropolissacarídeos Peptidoglicanos - componentes das paredes bacterianas; Formados por unidades de N-acetilglicosamida e ácido Nacetilmurânico; Glicosaminoglicanos - presentes na matriz extracelular de animais superiores; Polímeros lineares com unidades: N-acetilglicosamida ou a N-acetilgalactosamina. A outra unidade monomérica é o ácido urômico; Amido composto por: amilose e amilopectina AMIDO Amilose: Macromolécula constituída de 250 a 300 resíduos de Dglicopiranose (maltose); Amilopectina: Macromolécula, menos hidrossolúvel que a amilose, constituída de aproximadamente 1400 resíduos de αglicose; A amilopectina constitui, 80% dos polissacarídeos do grão de amido. Glicogênio Estrutura ramificada, permite rápida produção da glicose em períodos de necessidade metabólica Polissacarídeos estruturais Celulose e Quitina As plantas possuem paredes celulares rígidas compostas por celulose; Celulose polímero linear de até 15 mil resíduos de glicose ligados por ligações glicosídicas β(1" 4) Quitina Difere-se da celulose na natureza de monossacarídeos; na celulose o monômero é ß-Dglicose, e na quitina o monômero é a N-acetil- ßD-glicosamina; • • Possui papel estrutural resistência mecânica. e apresenta boa Celulose É o principal componente estrutural das plantas, especialmente de madeira e plantas fibrosas. Apresenta cadeias individuais reunidas por pontes de H, que dão às plantas fibrosas sua força mecânica. Os animais não possuem as enzimas celulases, que são encontradas em bactérias, incluindo as que habitam o trato digestivo dos cupins e animais de pasto, como gados e cavalos. Celulose Funções Especiais dos Carboidratos no Tecido Corporal 1- Ação poupadora de energia: a presença de carboidratos suficientes para satisfazer a demanda energética impede que as proteínas sejam desviadas para essa proposta, permitindo que a maior proporção de proteína seja usada para função básica de construção de tecido. 2- Efeito anticetogênico: a quantidade de carboidrato presente determina como as gorduras poderiam ser quebradas para suprir uma fonte de energia imediata, desta forma afetando a formação e disposição das cetonas. Funções Especiais dos Carboidratos no Tecido Corporal 3- Coração: o glicogênio é uma importante fonte emergencial de energia contrátil. 4- Sistema Nervoso Central: O cérebro não armazena glicose e dessa maneira depende minuto a minuto de um suprimento de glicose sangüínea. Uma interrupção prolongada glicêmica pode causar danos irreversíveis ao cérebro. Digestão: boca A saliva contém uma enzima que hidrolisa o amido: a amilase salivar (ptialina), secretada pelas glândulas parótidas. A amilase salivar consegue hidrolisar apenas 3 a 5 % do total, pois age em um curto período de tempo, liberando dextrinas (forma de maltose e isomaltose). Necessidades de Carboidratos 50% a 60% das calorias totais devem ser derivadas dos carboidratos 1 g de carboidrato fornece 4 Kcal 1 g de glicose fornece 3,41 Kcal Necessidade mínima de carboidrato: 1mg/Kg/dia Carboidratos Hiperglicemia Glicosúria Síntese e armazenamento de gordura, proteínas e glicogênio Carboidratos Consumo glicogênio da reserva Consumo Triglicerídeos tecido adiposo Consumo de proteínas Carência A falta de carboidratos no organismo manifesta-se por sintomas de fraqueza, tremores, mãos frias, nervosismo e tonturas, o que pode levar até ao desmaio. É o que acontece no jejum prolongado. A carência leva o organismo a utilizar-se das gorduras e reservas do tecido adiposo para fornecimento de energia, o que provoca emagrecimento. Excesso Os carboidratos, quando em excesso no organismo, transformam-se em gordura e ficam acumulados nos adipósitos, podendo causar obesidade e arterosclerose (aumento dos triglicerídeos sangüíneos). Mecanismos de regulação Níveis de carboidratos no sangue são controlados por hormônios secretados por células pancreáticas: INSULINA GLUCAGON SOMATOSTATINA Anatomia P. Exócrino – libera enzimas P. Endócrino – libera hormônios O açúcar no sangue é regulado pela Insulina e Glucagon Glicemia É a taxa de glicose no sangue. Varia em função da nossa alimentação e nossa atividade. Uma pessoa em situação de equilíbrio glicêmico ou homeostase possui 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. Hiperglicemia Estimula a secreção da insulina pelo pâncreas. Esse hormônio estimula as células do nosso organismo a absorver a glicose presente no sangue. Se essas células não necessitam imediatamente do açúcar disponível, as células do fígado se responsabilizam pela transformação da glicose, estocando-a sob a forma de glicogênio. Diabetes Quando o pâncreas pára de fabricar a insulina, ou o organismo não consegue utilizá-la de forma eficiente, a glicose fica circulando na corrente sanguínea, gerando a hiperglicemia e levando a uma doença conhecida como o diabetes Glicemia baixa Estimula o pâncreas a secretar outro hormônio: o glucagon. O fígado transforma o glicogênio em glicose e libera a glicose no sangue. A glicemia retorna, então, ao valor de referência. Liberação da Insulina Após detectar excesso de glicose (HIPERGLICEMIA); Exerce três efeitos principais: Estimula a captação de glicose pelas células; Estimula a glicogênese (armazenamento da glicose na forma de glicogênio); Estimula armazenamento de aa e ácidos graxos. GLUCAGON Efeito antagônico à insulina; Formado pelas células pancreáticas; Liberado quando na HIPOGLICEMIA; Atua: Estimulando a degradação de glicogênio hepático e muscular; Estimula a mobilização de aa e ácidos graxos; Estimula a lipólise. SOMATOSTATINA Regulação inibitória da liberação de insulina e glucagon; Sintetizada pelas células delta. Digestão: estômago A amilase salivar é rapidamente inativada em pH 4,0 ou mais baixo, de modo que a digestão do amido iniciada na boca, cessa rapidamente no meio ácido do estômago. Digestão: intestino Duodeno: A amilase pancreática é capaz de realizar à digestão completa do amido, transformando-o em maltose e dextrina. Intestino Delgado: Temos a ação das dissacaridases ( enzimas que hidrolisam os dissacarídeos), que estão na borda das células intestinais. Curiosidades 1. Na rapadura encontramos 90% de carboidratos. Sendo 80% de sacarose. 2. Os carboidratos da nossa dieta são oriundos de alimentos de origem vegetal. A exceção é a lactose, proveniente do leite e seus derivados. 3. Mais da metade do carbono orgânico do planeta está armazenado em apenas duas moléculas de carboidratos: amido e celulose. FIM! Assistam os vídeos sugeridos!
