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Carboidratos Leonardo Pozza Itaqui, 2017 Carboidratos • Principal fonte de energia - ~50% das Kcal totais diárias sistema nervoso • Plantas – fotossíntese – glicose – base para a síntese de formas mais complexas de carboidratos • Papel importante na manutenção do trato digestório (fibras) Características Químicas • Estrutura química – “Carboidratos são compostos orgânicos constituídos por moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio” - Schmidt (1844) – Razão molecular C:H:O de 1:2:1 • Exceções: oligossacarídeos, polissacarídeos e álcoois do açúcar (sorbitol, manitol, maltitol, galactitol e lactitol) Classificação • De acordo com a capacidade de serem hidrolisados a estruturas mais simples. • Carboidratos simples – Monossacarídeos: glicose, galactose e frutose – Dissacarídeos: maltose, sacarose e lactose • Carboidratos complexos – Oligossacarídeos: rafinose e estaquiose – Polissacarídeos: amido, glicogênio, pectinas, celuloses e gomas Carboidratos Simples Monossacarídeos • Possuem a estrutura química mais simples dos CHOs • Pentoses (5 C): ribose – Produzida por processos metabólicos – Papel importante: ácidos nucléicos (RNA & DNA) • Hexoses (6 C): glicose, frutose e galactose – GLICOSE • Encontrada naturalmente nas frutas, tubérculos e mel • Produto final da degradação da maioria dos CHO complexos • Em condições normais, é a ÚNICA fonte de energia do cérebro • Dois destinos possíveis: – Oxidação nas células para produção de energia – Armazenamento na forma de glicogênio no fígado e músculos. Monossacarídeos • Hexoses (6 C): glicose, frutose e galactose – FRUTOSE (levulose) • Encontrada principalmente em frutas e mel • Possui a maior capacidade adoçante dos CHO Escala de doçura dos carboidratos Sacarose (padrão): 100% Lactose: 15 a 40% Maltose: 43 a 50% Glicose: 61 a 70% Frutose: 130 a 180% Monossacarídeos • Hexoses (6 C): glicose, frutose e galactose – GALACTOSE • Produzido pela degradação da lactose (CHO do leite) • Não é encontrado naturalmente nos alimentos • Lactação: – O organismo re-sintetiza a galactose para a produção de leite nas glândulas mamárias Dissacarídeos • CHO constituídos por DUAS moléculas de monossacarídeos • Mais comuns: sacarose (açúcar comum), lactose (encontrada no leite) e maltose (produzida pela hidrólise do amido) – SACAROSE • Pode ser naturalmente encontrada em frutas, vegetais e mel. Principais fontes: cana-de –açúcar e beterraba • Constituição: GLICOSE + FRUTOSE Dissacarídeos – SACAROSE (cont.) • Aplicação na indústria alimentícia: – Propriedades adoçantes – Conservação (↑ da pressão osmótica) – Fermentação : bebidas alcoólicas e pães Dificulta a avaliação real do consumo alimentar habitual de sacarose pelos indivíduos • Importante fonte de energia das sociedades industrializadas – Cárie dental – Obesidade Dissacarídeos – MALTOSE • Não é encontrado naturalmente nos alimentos. • Deriva da hidrólise do amido e da germinação de grãos • Constituição: GLICOSE + GLICOSE Dissacarídeos – LACTOSE • Principal fonte: laticínios • Constituição: GLICOSE + GALACTOSE • É uma das principais fontes de energia do recémnascido Carboidratos Complexos Oligossacarídeos • Compostos por 3 a 10 unidades de monossacarídeos • Exemplos – Rafinose: GALACTOSE + FRUTOSE + GLUCOSE – Estaquiose: GALACTOSE + GALACTOSE + GLICOSE + FRUTOSE • Principais fontes: legumes • Não são hidrolisados pelas enzimas pancreáticas no intestino delgado • São fermentados pelas bactérias colônicas, produzindo: – Gases – Ácidos graxos de cadeia curta fonte energética dos enterócitos Polissacarídeos • Compostos por 10 a 10.000 (ou mais) unidades de monossacarídeos • Mais importantes: – – – – Amido Glicogênio Dextrina Celulose Formados basicamente por moléculas de GLICOSE, variando apenas na conformação ou ligação química • São menos solúveis (+ estáveis) do que os CHO simples Polissacarídeos – AMIDO • Completamente digerível • Composição: AMILOSE + AMILOPECTINA – Amilose: moléculas de GLICOSE ligadas linearmente – Amilopectina: moléculas de GLICOSE unidas por cadeias ramificadas A proporção de cada um depende do tipo de vegetal • A cocção rompe a parede celular, facilitando o processo enzimático durante a digestão Polissacarídeos – DEXTRINAS • Produtos intermediários obtidos a partir da hidrólise do amido • Possuem maior solubilidade e maior doçura que o amido, por isso são amplamente utilizadas pela indústria alimentícia Polissacarídeos – GLICOGÊNIO • Reserva energética de animais e seres humanos • Constituição: cadeias ramificadas de GLICOSE • Armazenado no fígado e músculos • Papel crucial na manutenção da glicemia durante o período de jejum Polissacarídeos – Carboidratos não-digeríveis FIBRAS DIETÉTICAS • CELULOSE, HEMICELULOSE e LIGNINA – Principal constituinte de paredes celulares e tecidos de sustentação de VEGETAIS – Estrutura semelhante à do amido, difere apenas no tipo de ligação que impossibilita a digestão por humanos – Insolúveis em água – Principais fontes: cascas de frutas e legumes, folhosos e cereais integrais • PECTINAS, GOMAS E MUCILAGENS – Solúveis em água formam um GEL, que tem papel na saciedade e na velocidade de absorção de alguns nutrientes – Principais fontes: polpa de frutas, legumes e aveia. Metabolismo dos Carboidratos Aparelho digestivo Digestão do amido (amilopectina) ~ glicogênio Fig. 33-1 Structure of a branched starch molecule and the action of α-amylase. The colored circles represent glucose monomers linked by α-1,4 linkages. The black circles represent glucose units linked by α-1,6 linkages at the branch points. The α-1,6 linkages and terminal α-1,4 bonds cannot be cleaved by α-amylase. Berne et al., 2004 Digestão e absorção de carbohidratos Digestão e absorção • A FRUTOSE é absorvida no intestino delgado (ID) por difusão facilitada • A GLICOSE e a GALACTOSE são absorvidas com a ajuda de cotransportadores dependentes de Na+ • Frutose e galactose são convertidas a GLICOSE dentro da célula do ID, e então lançada na corrente sanguínea • O excesso de glicose é convertido em glicogênio ou ácidos graxos • Fibras: são fermentadas pelas bactérias colônicas Função dos Carboidratos • Fonte de energia – através da produção de ATP • 1 g de carboidrato ? Kcal • Cérebro e sistema nervoso utilizam exclusivamente GLICOSE como fonte de energia – Exceção: inanição podem ser utilizados os corpos cetônicos, produzidos a partir da degradação dos lipídeos • FIBRAS – Função importante na manutenção do funcionamento adequado do trato digestório. Necessidades e Recomendações • Na ausência de CHO, o organismo utiliza gorduras e proteínas como fonte de energia – Entretanto, os corpos cetônicos, produzidos a partir da degradação de ác. graxos, são tóxicos ao organismo • Dieta rica em gorduras e proteínas está associada a > risco de diversas doenças crônicas • Recomendação de CHO – 50 a 60% das calorias totais – Maior consumo de CHO ricos em fibras – Menor consumo de açúcares simples (máx. 10% das calorias totais) – Fibras: 20 g/dia Fontes Alimentares • Brasil – Carboidratos em geral: cereais, leguminosas, frutas, legumes, tubérculos, cana-de-açúcar, mel e leite – Fibras solúveis: polpas de frutas, legumes, leguminosas (feijão) e aveia – Fibras insolúveis: cereais integrais, casca de legumes e frutas, folhosos e farelos.
