Carboidratos

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Carboidratos
Aspectos gerais: 
1. Compostos orgânicos extremamente abundantes na natureza e amplamente consumidos na dieta humana.
2. Contribuem com 50-60% das necessidades energéticas diárias
3. Cada grama fornece 4 kcal.
4. Papel fundamental na sobrevivência da espécie humana pois é fonte indispensável de calorias e importante valor mercantil que dominou a economia mundial durante as gerações.
5. Formam a estrutura dos ácidos nucleicos (anabolismo).
6. Apresentam propriedade funcionais – fibras e prebióticos.
7. Fornecem textura e sabor (adocicar).
São moléculas orgânicas que apresentam formula empírica Cn(H2O)n, em uma razão de 1:2:1, possuindo como grupo funcional o radical aldeído (carbonila na extremidade: R-CHO) ou cetona (carbonila no segundo carbono: R-CO-R), bem como seus derivados.
Tipos: carboidratos simples- mono e dissacarídeos e complexos- oligossacarídeos e polissacarídeos.
Monossacarídeos: baixo peso molecular; 3 a 6 átomos de carbono; única unidade – sem ligações glicosídicas. Não sofrem hidrólise – estrutura mais simples da hidrólise do nosso trato gastrointestinal. Ou seja, é o produto e são as moléculas que serão absorvidas pelo nosso intestino.
Ex: glicose, galactose e frutose.
Dissacarídeos: formado pela ligação glicosídica entre 2 monossacarídeos com 6 átomos de carbono (hexoses).
Ex: sacarose (glicose + frutose, alfa 1>2), lactose (galactose + glicose, beta 1>2), maltose (glicose + glicose, alfa 1>4), trialose (glicose + glicose, alfa 1>1), isomaltose (glicose + glicose, alfa 1>6).
Oligossacarídeos: são produtos da condensação de 3 a 10 monossacarídeos. A maior parte não é digerida pelas enzimas humanas.
Polissacarídeos: são produtos da condensação de mais de 10 unidades monossacarídica. Exemplos são os amidos, as dextrinas e as fibras. As últimas não são digeridas pois são incapazes de sofrer degradação pelas enzimas digestivas humanas, mas podem ser fermentados por bactérias intestinais (prebióticos).
Obs: com exceção da lactose que tem ligação glicosídica na posição beta, todos os outro sacarídeos de ligação glicosídica na posição beta não serão digeridos no nosso estômago, caracterizando as fibras alimentares. Isso porque os mamíferos carecem de qualquer enzima que hidrolisa as ligações beta.
Obs 2: o glicogênio é a união de várias moléculas de glicose por ligações do tipo alfa 1>4 que formam uma cadeia linear e alfa 1>6 que formam as ramificações. No processo de construção do glicogênio muscular é necessário um primer que é a glicogenina e para degradar é necessário enzimas que façam a degradação.
Obs 3: o grau de processamento do grão não interfere na classificação do tipo de carboidrato! O arroz por exemplo sempre será amido, mas quando ele é consumido da forma integral é preservado a camada de celulose que dificulta o acesso das enzimas digestivas, reduzindo a velocidade de digestão desse amido.
O amido resistente tem a característica de ser compacto e por isso dificulta a chegada de enzimas digestivas na parte interna desse amido. Isso acontece porque a cocção pelo calor gera a gelatinização do amido que no primeiro momento facilita a digestão por expor mais cadeiras glicosídicas às enzimas, mas ao resfriar esse amido se torna compacto. Outro motivo é porque há a presença de fibras envolvendo o grânulo de amido que dificultam o acesso. Dessa forma, são classificados como carboidratos parcialmente digeríveis, pois não conseguem ser digeridos no intestino delgado, servindo como substrato para a microbiota intestinal.
A digestão do amido começa pela boca a partir da amilase salivar que hidrolisa o amido para formar dextrinas e oligossacarídeos ramificados. Posteriormente, o pH ácido do estomago neutraliza a amilase salivar e ao evoluir para o intestino delgado o bolo alimentar recebe o suco pancreático. Esse suco pancreático tem amilase pancreática (alfa-amilase ataca na posição alfa 1>4) que continua a hidrólise do amido e dextrinas para formar dextrinas menores e maltose. Esses dissacarídeos são quebrados pelas dissacaridases da borda em escova do intestino delgado que finalizam o processo de digestão por meio de inúmeras enzimas. Nessa etapa há apenas monossacarídeos que serão absorvidos.
A produção energética só acontece a partir do uso da glicose nas nossas células. Então a frutose e galactose precisam passar por um processo de conversão a glicose ou intermediários do metabolismo da glicose para gerar energia. Esse processo se dá no fígado.
- Glicose: principal fonte de energia dos mamíferos e, em condições normais, única fonte de energia utilizada pelo cérebro. Quando armazenada, está na forma de glicogênio hepático (6%) e muscular (1%). Ou ainda pode ser convertida a Acetil CoA e formar gordura.
- Frutose: poderá originar piruvato (energia), lipídeos (reduzida a glicerol) e glicose ou glicogênio.
- Galactose: produzida pela degradação da lactose. Quando absorvida é transformada em glicose.
Obs 4: açúcares derivados de álcoois como o sorbitol, maltitol, manitol e xilitol são usados como ingredientes de alimentos para fins nutricionais específicos, principalmente para diabetes. Isso porque eles conferem menor impacto na glicemia e tem poder de doçura praticamente igual a sacarose. POR QUE os açúcares derivados de álcoois têm menor impacto na glicemia?
O amido é o polissacarídeo de maior abundância na nossa alimentação. É constituído por duas porções: amilose (estrutura linear, ligação glicosídica na posição alfa 1>4) e amilopectina (estrutura ramificada, alfa 1>4 e 1>6). A amilopectina é clivada por 2 enzimas que são a maltase e a isomaltase e a amilose é clivada apenas pela maltase. Por ter duas enzimas atacando essa estrutura, a amilopectina resulta em monossacarídeo que são absorvidos mais rapidamente que aqueles derivados da hidrólise da amilose.
O glicogênio é a reserva animal de glicose e a energia imediata para ações musculares, contribuindo para a manutenção de glicose sanguínea durante períodos de jejum. Estrutura é semelhante ao amido.
Os 3 monossacarídeos absorvíveis usam transportadores intestinais diferentes. A glicose e galactose são transportados para dentro da célula pelo mesmo transportador chamado SGLT1 que depende de sódio (ativo). Já a frutose é transportada para dentro da célula pelo GLUT5 (facilitado, passivo). O GLUT2 permite a saída da glicose, galactose e frutose da célula para circulação sanguínea. Para entrar em outras células também vão necessitar de transportadores (família de GLUT), sendo que o GLUT4 é dependente de insulina.
Frutose e galactose vão para o fígado e lá serão convertidos a glicose. E assim serão usados da mesma forma que a glicose – armazenamento por glicogênio, produção de energia, armazenamento por ácidos graxos (esterificado a glicerol, formando triacilglicerol) e lactato (na ausência de oxigênio).
A frutose é transportada de maneira livre na circulação sanguínea e entra no fígado pelo GLUT2. Chegando lá, será convertida a Gliceraldeído 3-P (intermediário da degradação da glicose).
A glicose do músculo entra por meio do transportador GLUT4 com ação da insulina. A glicose que é produzida no músculo a partir da degradação de glicogênio não saí mais do músculo pois não existe transportador para saída. Portanto, essa glicose não contribui com a glicemia sanguínea. Ela é utilizada apenas para produzir energia se o músculo precisar.
No tecido adiposo, a glicose é usada principalmente para formar ácidos graxos e armazenar na forma de triglicerídeos. Podem ser recrutados e irem para circulação sanguínea para serem utilizados como fonte energética para algum tecido na ausência de glicose.
A recomendação de consumo de carboidratos vai de 50 a 60% do VET (FAO/OMS). Porém açúcares de adição/simples a recomendação é menos de 10% do VET (OMS) para crianças e adultos. Ideal é estar abaixo de 5%.
*ver estudo do slide
Índice glicêmico: utilizado para classificar os alimentos de acordo com sua capacidade de elevar a glicemia. Pão branco e a glicose sempre são a referência de comparação. Definido como área sob uma curva de respostaa glicose, após o consumo de 50g de carboidrato glicêmico, excluindo-se as fibras, de um alimento teste expresso como percentual em resposta para a mesma quantidade de um alimento padrão.
Obs: a elevação muito rápida da glicemia libera a insulina para reduzir esses níveis. Com a hipersecreção de insulina há uma redução muito severa da glicemia, podendo levar um estado de hipoglicemia. A partir disso, há a ativação de sistemas que induzem a fome – não necessariamente representa uma necessidade energética do indivíduo, mas sim uma resposta de feedback induzida pela hipersecreção de insulina.
	Classificação IG
	
	Padrão glicose
	Padrão pão
	Baixo
	≤ 55
	≤ 75
	Moderado
	56-69
	76-94
	Alto 
	≥ 70
	≥ 95
*Um alimento que tem um IG = 50 produz uma glicemia 50% menos elevada que o alimento de referência (pão branco), cujo IG é igual a 100.
- Baixo IG: redução do risco de desenvolver diabetes mellitus tipo 2; menor digestibilidade devido a maior retenção de alimentos no cólon -> fermentação e produção de ácidos graxos de cadeia curta.
- Alto IG: pico insulinêmico produz risco elevado de diabetes, doenças cardiovasculares e síndrome metabólica.
Fatores que reduzem o índice glicêmico: 
- tipo de amido (razão amilose/amilopectina – amilopectina precisa de duas enzimas); 
- tipo de monossacarídeo presente (IG frutose < IG glicose – frutose precisa ser convertida para glicose no fígado)
- interação com outros nutrientes (presença de gordura lentifica o esvaziamento gástrico) (proteínas principalmente ricas em bcaa em especial a leucina tem estímulo em aumentar a secreção de insulina, o que reduz mais a insulina, reduzindo o efeito do alimento sobre a glicemia de forma indireta)
- inibidores de alfa-amilase (lecitinas e fitatos)
- aprisionamento físico (revestimento fibroso age como uma barreira física e retarda o acesso das enzimas ao amido interior)
- acidez (retarda o esvaziamento gástrico e diminui a velocidade de digestão do amido)
- gelatinização do amido (no resfriamento quando o amido se torna retrogradado)
- fibras (aumentam a viscosidade do conteúdo intestinal e lentificam a interação do amido com enzimas digestivas)
Fatores que aumentam o índice glicêmico:
- forma física (mudanças no tamanho da partícula de alguns alimentos)
- processamento (remoção das fibras)
Carga glicêmica: além do índice glicêmico, considera a quantidade de carboidrato que vai ser ingerida e absorvida (desconta fibras).
CG= (IG X quantidade de carboidrato disponível na porção do alimento) /100
	Classificação CG
	
	Padrão glicose
	Baixo
	≤ 10
	Moderado
	11-19
	Alto 
	≥ 20
Glicação sanguínea: hiperglicemia ou uma elevação contínua da glicemia pode levar a glicose a interagir com aminoácidos de proteínas circulantes e formar uma reação irreversível. O produto final são AGEs. Quando essa proteína é glicosilada por uma hemoglobina, chamados de hemoglobina glicada – usada para avaliar o comportamento da glicemia sanguínea em 4 meses. Essa hemoglobina glicada tem menor potencial de liberar o oxigênio, prejudicando sua função. Quando a proteína da circulação for a albumina ou a globulina chamamos o produto de frutosamina que avalia o comportamento da glicose em 20 dias. Essas proteínas glicadas são reconhecidas como antígenos imunes que ativam o sistema imune e um processo inflamatório que acaba repercutindo para o endotélio, causando disfunção endotelial (arteriosclerose e hipertensão)
Intolerâncias dos carboidratos (lactose, frutose e galactosemia): causadas por falta ou insuficiência de enzimas que realizam sua hidrolise e absorção.
1. Galactosemia: ausência de uma ou duas enzimas (defeitos genéticos) no processo de metabolização da galactose (uridil transferase ou galactoquinase). A galactose precisa ser convertida a galactose-1-P para poder ser metabolizada e, para isso, existe a necessidade das duas enzimas (as duas?). A galactose se acumula na circulação sanguínea e no fígado =, sendo convertida em galactol e galactonato que são substâncias tóxicas – icterícia, hepatomegalia, vômito, hipoglicemia.
2. Intolerância à lactose: ausência ou menor atividade da enzima lactase que digere a lactose (libera galactose e glicose para serem absorvidas). Pode ser congênita ou adquirida com o processo de envelhecimento. A lactose não digerida vai para o intestino delgado, lá é fermentada, produzindo gazes e ácidos (redução do pH) e causando flatulência, distensão abdominal e cólicas. Esses efeitos dependem da quantidade de lactose que é consumida! Esse diagnostico é feito por meio de um teste de consumo de lactose por uma curva glicêmica feita a partir do consumo. Na forma congênita, o bebê não vai conseguir consumir leite humano ou de outros mamíferos, sendo necessário a oferta de uma fórmula especial sem lactose.
Obs: enquanto a intolerância é apenas um processo de dificuldade de digerir, a alergia é um processo que envolve o sistema imune, ativando vias inflamatórias.
3. Intolerância a frutose: ausência da enzima aldolase (hereditária) ou frutoquinase (frutosúria). Essas enzimas são necessárias para o processo de conversão da frutose a gliceralderído. A intolerância acarreta o acúmulo de frutose-1-fosfato nas células hepáticas. Tratamento baseia-se na eliminação de alimentos fonte de frutose.