carboidratos

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Carboidratos
Apresentação
Os carboidratos correspondem a mais de 45% da ingestão calórica diária de um indivíduo. Eles são 
a maior fonte de substratos energéticos em uma dieta típica ocidental. Portanto, essas 
biomoléculas fornecem grande parte da energia nos processos celulares, além de participarerm da 
comunicação intercelular e da composição das membranas. Nesta Unidade de Aprendizagem, você 
vai estudar como os carboidratos estão amplamente distribuídos nos vegetais e nos animais e 
possuem papéis estruturais, de reserva e metabólicos importantes. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Diferenciar a estrutura dos monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.•
Reconhecer as diversas funções que os carboidratos podem desempenhar nas células.•
Identificar a isomeria entre os monossacarídeos e as ligações glicosídicas.•
Infográfico
Nos vegetais, a glicose é sintetizada a partir do dióxido de carbono e da água por fotossíntese. 
Então, é armazenada como amido ou utilizada para sintetizar a celulose das paredes celulares. Já os 
animais podem sintetizar carboidratos a partir de aminoácidos, porém a maior parte deriva, por fim, 
dos vegetais.
Confira no infográfico a seguir a classificação dos carboidratos de acordo a sua estrutura molecular.
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Conteúdo do livro
Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na Terra. Eles estão amplamente distribuídos 
em vegetais e animais e possuem papéis estruturais e metabólicos importantes. Suas classes 
principais são: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Repare que a palavra “sacarídeo” é 
derivada do grego sakcharon que significa “açúcar”, por isso é comum chamá-los também de 
açúcares. Para entender a importância dos carboidratos no nosso organismo, devemos estudar sua 
estrutura fisiológica e suas funções no metabolismo, para isso acompanhe o capítulo Carboidratos 
do livro Bioquímica Geral.
Boa leitura!
BIOQUÍMICA GERAL
Rodrigo Binkowski
de Andrade
 Carboidratos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 Diferenciar a estrutura dos monossacarídeos, dissacarídeos e 
polissacarídeos.
 Reconhecer as diversas funções que os carboidratos podem desem-
penhar nas células.
 Identificar a isomeria entre os monossacarídeos e as ligações 
glicosídicas.
Introdução
Os carboidratos correspondem a mais de 45% da ingestão calórica diá-
ria de um indivíduo. Eles são a maior fonte de substratos energéticos 
em uma dieta típica ocidental. Portanto, essas biomoléculas fornecem 
grande parte da energia nos processos celulares, além de participarem 
da comunicação intercelular e da composição das membranas. 
Neste capítulo, você vai ver como os carboidratos estão amplamente 
distribuídos nos vegetais e nos animais e possuem papéis estruturais, de 
reserva e metabólicos importantes.
Os glicídios são compostos formados por unidades fundamentais, 
chamadas oses, e por polímeros destas unidades. Os glicídios simples são 
compostos ternários, isto é, formados por três elementos: carbono, hidro-
gênio e oxigênio. Esses três elementos encontram-se na proporção de 1:2:1.
Os glicídios simples admitem, assim, uma fórmula geral CnH2nOn. Nesta 
fórmula existe uma molécula de água para cada átomo de carbono, o que 
originou, erroneamente, o nome de hidratos de carbono ou carboidratos 
para estes compostos. Uma curiosidade interessante sobre este tema é 
que os adoçantes artificiais estimulam os mesmos receptores gustativos 
dos açúcares, porém não são aproveitados pelo organismo.
Identificação interna do documento G1YW89K0CB-ERSEOD1
 A estrutura dos monossacarídeos, 
dissacarídeos e polissacarídeos
Os carboidratos podem ser chamados também de glicídios, hidratos de carbono, 
açúcares e oses. Estes compostos são aldeídos ou cetonas e seus derivados que 
contêm duas ou mais hidroxilas. A nomenclatura inclui a função, o número 
de átomos de carbono e a terminação ose. No caso da aldo-hexose, signifi ca 
que é um aldeído de seis carbonos. 
Os monossacarídeos são carboidratos que não podem ser hidrolisados a 
compostos mais simples. As oses portadoras de grupo aldeído são chamadas 
aldoses e as portadoras de grupo cetônico, cetoses. Tanto as aldoses como 
as cetoses são classificadas de acordo com o número de átomos de carbono 
existentes na molécula. As oses com três carbonos são denominadas de trio-
ses; com quatro carbonos, tetroses; com cinco carbonos, pentoses; com seis 
carbonos, hexoses e com sete carbonos, heptoses (Figura 1).
Figura 1. Os principais monossacarídeos. Em A, estão representadas duas trioses. Em B, 
duas hexoses comuns e, em C, as pentoses de ácidos nucleicos.
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 244). 
Já os oligossacarídeos são polímeros de menos de oito monossacarídeos. 
Por fim, os olissacarídeos são feitos a partir da união de oito ou mais monos-
sacarídeos. “Os dissacarídeos (como maltose, lactose e sacarose) consistem em 
dois monossacarídeos unidos covalentemente por uma ligação O-glicosídica, 
a qual é formada quando um grupo hidroxila de uma molécula de açúcar, 
normalmente cíclica, reage com o carbono anomérico de outra molécula” 
(NELSON; COX, 2018, p. 250). Na figura 2, é possível observar três exemplos 
de dissacarídeo: lactose, sacarose e trealose.
Carboidratos2
Identificação interna do documento G1YW89K0CB-ERSEOD1
Figura 2. Três dissacarídeos mais comuns estão representados com suas ligações glicosídicas. 
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 253).
 As funções que os carboidratos podem 
desempenhar nas células
Os polissacarídeos da dieta são sólidos, cristalinos e incolores, dissolvendo-se 
perfeitamente em soluções aquosas (polares). O amido é um homopolissacarí-
deo, pois é composto exclusivamente por polímeros da glicose. Há dois tipos: 
a α-amilose (linear, de ligações α- 1,4), extraída durante o cozimento da batata 
e responsável pela coloração escura da água, e a amilopectina (ramifi cada, 
de ligações α-1,4 e α-1,6), que não é liberada do legume ao aquecimento. Nos 
alimentos é encontrada em grãos. O cozimento rompe as moléculas ali arma-
zenadas, aumentando a digestibilidade. Com o resfriamento, essas estruturas 
se reorganizam. Por outro lado, o glicogênio tem ligações α-1,4, mas possui 
mais ramifi cações com as ligações α-1,6 e tem origem em células animais. 
Veja na Figura 3 abaixo a estrutura desses polissacarídeos.
3Carboidratos
Identificação interna do documento G1YW89K0CB-ERSEOD1
Figura 3. Glicogênio e amido. No item A está representado a amilose, com as ligações 
glicosídicas α-1,4. No item B, estão demonstradas as ligações α-1,6 da amilopectina e nos 
pontos de ramicação do glicogênio. No item C está um esquema dos agrupamentos de 
amilose e amilopectina.
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 256).
A celulose é uma fibra e, portanto, é digerível apenas pelos ruminantes, 
possuidores de uma bactéria simbionte específica no trato digestório, secre-
tora de celulase. Caracteriza-se como um homopolissacarídeo linear não 
ramificado de glicoses unidas em ligações β-1,4. Outro polissacarídeo é a 
quitina, homopolissacarídeo feito por N-acetilglicosaminas e interconectados 
em ligações β-1,4. Compõe o exoesqueleto de insetos e a parede celular de 
fungos. Uma utilidade dos carboidratos é a fabricação de ágar, pois certas 
algas contêm uma mistura de D-galactose e L-galactose, com que se produz 
um gel utilizado no processo de eletroforese. A eletroforese é uma técnica que 
separa biomoléculas por meio de carga e massa molecular.
Metabolismo de açúcares pelas bactérias: nem todo amido ingerido é hidrolisado, 
principalmente aquele rico em amilose ou pouco hidratado, como o do feijão. Essas 
substâncias entram, então, no cólon, onde sãodigeridas por bactérias em ácidos graxos 
de cadeia curta, lactato e gases. Deste grupo, podem ser citados o gás hidrogênio (H2), 
o gás carbônico (CO2) e o gás metano (CH4).
Carboidratos4
Identificação interna do documento G1YW89K0CB-ERSEOD1
Clique no link abaixo e veja todas informações sobre a estrutura e função dos carboi-
dratos na animação da BiologyBasics.
https://goo.gl/JyjpoY
 Isomeria entre os monossacarídeos 
e as ligações glicosídicas
O D-gliceraldeído, o L-gliceraldeído e a dihidroxiacetona são os hidratos de 
carbono mais simples (trioses). O átomo de carbono assimétrico mais afastado 
da carbonila defi ne se um composto é D, se estiver à direita, ou L, à esquerda. 
Estes isômeros são o aldeído D-glicérico e o aldeído L-glicérico. O primeiro 
é dextrógiro e o segundo, levogiro.
Os enantiômeros são compostos nos quais a conformação espacial de um 
é a imagem especular do outro. Já os epímeros são esteroisômeros (isômeros 
ópticos) que diferem na configuração dos ligantes de apenas um carbono 
assimétrico. Alguns exemplos de aldoses epímeras: D-Glicose, D-Manose 
e D-Galactose.
Os carboidratos têm a propriedade de ciclização em soluções aquosas. 
Aldotetroses e todos os monossacarídeos de cinco ou mais átomos de car-
bono apresentam- se como anéis, pois o grupo carbonila une-se ao oxigênio 
da hidroxila. Forma-se, então, um composto intermediário, os hemicetais, 
de cetonas, ou hemiacetais, de aldeídos, que apresentam um carbono quiral 
adicional. As aldohexoses tendem a fazer ligações 1,5 e as aldocetoses, 2,5 e 
2,6, pois a carbonila está no segundo carbono. 
O sufixo é dado aos açúcares cíclicos, furanoses, em anéis de cinco membros 
e piranoses em anéis de seis. As formas α e β de um mesmo monossacarídeo 
são anômeras, diferindo somente na configuração dos elementos do carbono 
anomérico. Em solução, embora reajam como aldeídos e cetonas, essas subs-
tâncias majoritariamente apresentam-se como hemiacetais e hemicetais. Outra 
propriedade importante é a mutarrotação: a conversão de um anômero em 
outro. Além disso, para que um açúcar seja considerado redutor deve possuir o 
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carbono anomérco livre. Como a oxidação de um composto só ocorre na forma 
linear, um dissacarídeo cujo dois carbonos anoméricos não sejam ocupados 
na ligação, pode atuar como glicídio redutor (Figura 4). 
Figura 4. Piranoses e furanoses. As conformações 
cíclicas dos monossacarídeos glicose e frutose, 
respectivamente.
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 248).
A ligação glicosídica, de modo geral, acontece com o carbono anomérico de 
um monossacarídeo e o C-4 ou C-6 de outro, liberando uma molécula de água, 
sendo uma ligação covalente. Duas oses são epímeras quando se diferenciam 
pela posição de uma única hidroxila (Figura 5). Quando a diferença se encontra 
no carbono 2 não há necessidade de especificar o número do carbono que deu 
origem à epimerização. Nos outros casos, o número do carbono responsável 
pela epimerização deverá ser salientado. A glicose e a galactose são epímeras 
em C4 e a ribulose e a xilulose são epímeras em C3.
Carboidratos6
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Figura 5. Epímeros. A D-glicose e seus epímeros são mostrados em suas fórmulas químicas.
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 246).
Deficiência das dissacaridases é uma patologia relativamente frequente, causada por 
defeito genético, declínio fisiológico pela idade ou por agressões à mucosa. A enzima 
mais facilmente atingida é a β-glicosidase (lactase). A deficiência da lactase ocorre 
porque o dissacarídeo não pode ser aproveitado pelo organismo nem quebrado em 
unidades menores, permanecendo no intestino e causando desequilíbrio osmótico. 
A grande quantidade de água no trato intestinal provoca, então, diarreia aquosa, fluxo 
intestinal anormal e cólicas abdominais. Essa doença tem prevalência de quase 100% 
em asiáticos e de 0% em dinamarqueses e holandeses.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6 ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2014. 
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 7. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2019.
Referências
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Dica do professor
Do ponto de vista biomédico, a glicose é o monossacarídeo mais importante, pois a maior parte dos 
carboidratos é absorvida para a corrente sanguínea à medida que a glicose é formada pela hidrólise 
do amido e dissacarídeos da dieta. Essa é uma das razões da importância em reconhecer a estrutura 
dos carboidratos, dado que são o principal combustível metabólico dos mamíferos. Veja na Dica do 
Professor os principais aspectos estruturais dos carboidratos, suas classificações e funções.
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Exercícios
1) O que são os monossacarídeos?
A) Monossacarídeos são produtos de condensação de ácidos graxos.
B) Monossacarídeos são produtos de condensação de mais de dez unidades de 
monossacarídeos.
C) Monossacarídeos são produtos de condensação de três a dez monossacarídeos.
D) Monossacarídeos são produtos de condensação de duas unidades monossacarídeos.
E) Monossacarídeos são aqueles açúcares que não podem ser hidrolisados em carboidratos mais 
simples.
2) Quais dos carboidratos a seguir podem ser classificados como dissacarídeos?
A) Lactose, maltose e sacarose.
B) Glicose, frutose e galactose.
C) Lactose, sacarose e galactose.
D) Amido e celulose.
E) Glicogênio e quitina.
3) Qual a função do glicogênio e como sua estrutura pode ser definida?
A) Função: Armazenar frutose. Estrutura: Polímero linear com inúmeras frutoses ligadas por 
ligações alfa1-4.
B) Função: Disponibilizar um polímero de glicose para uso em condições como jejum ou 
exercício. Estrutura: polímero ramificado com várias estruturas de glicose ligadas por 
ligações entre os carbonos alfa (1 e 4) e (1 e 6).
C) Função: Formar um esqueleto de lactose. Estrutura: monômeros agrupados em torno do 
centro do grânulo de glicogênio.
D) Formar um polímero de frutose para uso após uma refeição. Estrutura: polímero linear 
formado por inúmeras frutoses ligadas por ligações beta 1-4.
E) Função: Armazenar galactose. Estrutura: polímero ramificado de galactose formado por 
inúmeras ligações alfa 1-4 e alfa 1-6.
4) Sobre a celulose, é CORRETO afirmar que:
A) O organismo humano consegue digerir a celulose. 
B) A celulose é solúvel e o principal componente das paredes das células vegetais.
C) Micro-organismos como alguns fungos e bactérias são capazes de hidrolisar as ligações β1 → 
4 da celulose.
D) Os ruminantes produzem uma enzima capaz de hidrolisar as ligações β1 → 4 da celulose. 
E) A celulose é um monossacarídeo estrutural no exoesqueleto de crustáceos e insetos.
5) Sobre o amido, é correto afirmar:
A) É de origem animal, porém com estrutura similar à da celulose.
B) O glicogênio é o principal constituinte deste polissacarídeo e suas estruturas são similares.
C) É de origem vegetal e possui estrutura ramificada, similar a do glicogênio.
D) É constituído por dissacarídeos, principalmente pela sacarose, e sua estrutura é octogonal.
E) É a principal forma de armazenamento de glicose em animais e sua estrutura é mista, sendo 
parte constituído por oilgossacarídeos e parte por dissacarídeos.
Na prática
O diabetes melito é uma doença metabólica, a principal associada ao metabolismo dos carboidratos, 
caracterizada pela hiperglicemia (alta concentração de glicose no sangue). A causa é a falha na 
produção ou ação da insulina (um hormônio produzido pelo pâncreas e que tem as funções de 
controlar os níveis da glicemia e hiperglicemia, além de sintetizar proteínas e armazenar lipídios).
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Saiba +
Para ampliar o seu conhecimentoa respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Veja mais sobre a estrutura dos carboidratos e suas 
propriedades:
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Veja na revista "A Bioquímica como ela é" os carboidratos no 
metabolismo e suas funções:
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Saiba mais com o capítulo 7, Carboidratos e Glicobiologia, do 
livro Princípios de Bioquímica de Lehninger. A relevância da 
bioquímica nos mecanismos moleculares das doenças é 
destaque nesta edição, enfocando seu papel fundamental nos 
avanços da saúde e do bem-estar humano e incorporando os 
mais recentes avanços científicos:
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