Funções e Estrutura dos Carboidratos

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CARBOIDRATOS
Funções
Sustentação (celulose, nos vegetais), reserva (glicogênio nos animais e amido nos 
vegetais), componentes de membranas (ligados a lipídios e proteínas, formando 
glicolipídos e glicoproteínas). Polímeros insolúveis de carboidratos funcionam como 
elementos estruturais de proteção nos tecidos conjuntivos dos animais. Outros 
polímeros agem como lubrificantes das articulações esqueléticas e participam do 
reconhecimento e da coesão entre as células. Glicoconjugados são polímeros mais 
complexos ligados covalentemente a proteínas ou lipídios e agem como sinais que 
determinam a localização intracelular ou o destino metabólico dessas moléculas 
híbridas.
Estrutura
São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou substâncias que, hidrolisadas, originam 
esses compostos. Fórmula geral: (CH2O)n -> alguns também contêm nitrogênio, 
fósforo ou enxofre
Monossacarídeos: são o tipo mais simples de carboidrato, chamados aldoses (se 
apresentarem o grupo funcional aldeído) ou cetoses (grupo funcional cetona).
Também são designados de acordo com seu número de átomos de carbono: trioses 
(como gliceraldeído e diidroxiacetona, das quais derivam os outros monossacarídeos), 
tetroses, pentoses, hexoses e heptoses.
O esqueleto molecular dos monossacarídeos comuns é constituído por uma cadeia 
carbônica não ramificada na qual todos os átomos de carbono estão unidos entre si por 
ligações covalentes simples. Possuem um ou mais átomos de carbono assimétrico 
(existindo formas estereoisôméricas).
Ligações entre os carbonos têm ângulos bem pequenos. Os monossacarídios com 
mais de quatro carbonos apresentam estrutura cíclica.
O monossacarídio mais abundante é a D-glicose (ou dextrose).
São compostos incolores, sólidos cristalinos, naturalmente solúveis em água.
Dissacarídeos: (maltose, lactose, sacarose) são constituídos por dois monossacarídeos 
unidos covalentemente entre si por uma ligação O-glicosídica, a qual é formada quando 
um grupo hidroxila de uma molécula de açúcar reage com o átomo de carbono 
anomérico da outra molécula de açúcar. Essa reação representa a formação de um 
acetal a partir de um hemiacetal e de um álcool.
Oligossacarídeos: são carboidratos formados por um pequeno número de 
monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas (formadas entre duas hidroxilas de 
duas moléculas de monossacarídeos, pela exclusão de uma molécula de água). Os 
mais comuns são os dissacarídeos (como a sacarose e a lactose).
Polissacarídeos: também chamados glicanos, são polímeros constituídos de mais de 
20 monossacarídeos (podendo ter centenas ou milhares de monossacarídeos), 
normalmente a glicose. Podem formar cadeias lineares (como a celulose) ou cadeias 
ramificadas (amido e glicogênio). Diferem entre si na identidade de suas unidades 
monossacarídeas e nos tipos de ligação que os unem, no comprimento de suas 
cadeias e no grau de ramificação delas.
Os homopolissacarídeos contêm apenas um único tipo de unidade monomérica (como 
amido e glicogênio) e os heteropolissacarídeos contêm dois ou mais tipos diferentes de 
unidades monoméricas (formadores de matriz extracelular).
O amido é o carboidrato mais abundante da dieta dos seres humanos, seguido por 
sacarose e lactose. Consequentemente, o principal produto da digestão dos 
carboidratos é a glicose. As moléculas de amido e glicogênio são altamente hidratadas, 
porque elas têm muitos grupos hidroxila expostos e capazes de formar pontes de 
hidrogênio com a água.
O glicogênio é o principal polissacarídeo de armazenamento das células animais. É 
mais extensamente ramificado e mais compacto do que o amido. Especialmente 
abundante no fígado, também está presente no músculo esquelético.
O glicogênio e o amido, ingeridos na dieta, são hidrolisados por alfa-amilases, enzimas 
das salivas e das secreções intestinais que rompem as ligações glicosídicas entre as 
unidades de glicose.
Glicoconjugado: molécula biologicamente ativa formada por um carboidrato sinalizador, 
normalmente ligado a proteina ou lipídio, agindo no reconhecimento e na adesão 
célula-célula. Proteoglicanos são macromoléculas da superfície da célula ou da matriz 
extracelular, nos quais uma ou mais cadeias de glicosaminoglicanos estão ligadas 
covalentemente a uma proteína de membrana ou a uma proteína secretada. São o 
maior componente de tecidos conectivos como cartilagens. Glicoproteínas têm um ou 
vários oligossacarídeos de complexidade variada ligados covalentemente à proteína. 
As frações oligossacarídicas das glicoproteínas são ricas em informações, compondo 
sítios altamente específicos para o reconhecimento e a ligação de alta afinidade com 
outras proteínas. Exemplos: anticorpos (imunoglobulinas) e hormônios (LH e FSH). 
Selectinas são lectinas da membrana plasmática que ligam cadeias de carboidratos na 
matriz extracelular ou na superfície de outras células, mediando o fluxo de informações 
entre a célula e a matriz ou entre células. Glicolipídios são lipídios das membranas nos 
quais os grupos hidrofílicos são oligossacarídeos que agem como sítios específicos 
para o reconhecimento pelas proteínas ligadas a carboidratos.
Glicosaminoglicanos
Família de polímeros lineares compostos por unidades repetitivas de dissacarídeos. 
Um dos monossacarídeos que compõem os dissacarídeos é sempre a N-
acetilglucosamina ou a N-acetilgalactosamina, o outro na maioria dos casos é um ácido 
urônico.
O padrão característico das unidades sulfatadas e não-sulfatadas nos 
glicosaminoglicanos estabelece um reconhecimento específico por uma variedade de 
proteínas ligantes que se associam eletroestaticamente com essas moléculas. Os 
glicosaminoglicanos estão ligados a proteínas extracelulares para formar os 
proteoglicanos. A controitina sulfato contribui para a resistência à tensão na cartilagem, 
tendões, ligamentos e paredes da aorta. A dermatana sulfato colabora com a 
flexibilidade da pele e também está presente nos vasos sanguíneos e válvulas do 
coração. A queratina sulfato está presente na córnea, cartilagens, ossos e em 
estruturas calosas.
O glicosaminoglicano ácido hialurônico (hialuronato em pH fisiológico) forma soluções 
altamente viscosas e claras, funcionando como lubrificantes nos fluidos sinoviais das 
juntas e conferindo ao humor vítreo dos olhos sua consistência gelatinosa. Também é 
componente essencial da matriz extracelular das cartilagens e dos tendões, nos quais 
contribui para sua elasticidade característica e para a resistência à tensão.