AULA_02_Carboidratos_estrutura_2001_02 Bioquímica

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Carboidratos:
Estrutura, propriedades, funções e digestão
Moléculas, Células, Gênese e Nível de Organização
Os carboidratos têm função estrutural (quitina e celulose) e armazenamento energético nos animais, sob a forma de glicogênio, e principalmente nos vegetais, sob a forma de amido.
Carboidratos - Funções
Também têm função anticoagulante (heparina), e antigênica (ativa o sistema imunológico, por exemplo, a alergia causada por crustáceos).
HEPARINA
GLICOGÊNIO E AMIDO
O termo carboidratos ou hidratos de carbono é devido a fórmula empírica é Cn(H2O)n  carbo (carbono) + hidros (água).
Quimicamente, são poli-OH-cetonas ou poli-OH-aldeídos (todos os carbonos possuem uma OH com exceção do C funcional que é uma cetona ou um aldeído)
As formas mais simples são os monossacarídeos que possuem de 3 a 8 carbonos (tetroses a octoses).
Possuem um centro quiral (carbono assimétrico) que garante a presença de inúmeros isômeros ópticos (2n)
Carboidratos - Nomenclatura
Carboidratos - Monossacarídeos
D-GLICERALDEÍDO
(aldose)
C
C
C
O
=
OH
OH
H
H
H
H
DI-OH-CETONA
(cetose)
H
C
C
C
O
=
OH
H
H
OH
H
TRIOSES
C
C
C
O
=
OH
OH
H
H
H
H
C
OH
H
D-ERITROSE
C
C
C
O
=
OH
OH
H
H
H
H
C
H
HO
D-TREOSE
TETROSES
C
C
C
O
=
OH
OH
H
H
H
C
OH
H
D-RIBOSE
C
H
H
OH
D-ARABINOSE
C
C
C
O
=
OH
OH
H
H
H
C
H
HO
C
H
H
OH
PENTOSES
C
C
C
OH
OH
OH
H
H
H
H
C
OH
H
D-ALOSE
C
O
=
H
C
OH
H
D-GLICOSE
C
C
C
OH
OH
OH
H
H
H
H
C
H
HO
C
O
=
H
C
OH
H
D-MANOSE
C
C
C
H
OH
OH
H
H
HO
H
C
H
HO
C
O
=
H
C
OH
H
D-GALACTOSE
C
C
C
OH
H
OH
H
HO
H
H
C
H
HO
C
O
=
H
C
OH
H
H
D-FRUTOSE
C
C
C
O
OH
OH
H
H
H
C
H
HO
C -
OH
=
H2
C
OH
H
HEXOSES
C
C
C
O
=
H
OH
H
HO
H
C
OH
H
D-GLICOSE
C
H
H
OH
C
OH
H
C
C
C
O
=
H
H
H
OH
H
C
HO
H
L-GLICOSE
C
H
H
HO
C
HO
H
Isômeros ópticos
Carboidratos - Monossacarídeos
Por que, dentre os inúmeros isômeros possíveis, a D-GLICOSE (6C) é o carboidrato mais abundante e utilizado por todos os seres vivos?
É uma molécula mais estável que as demais
É a molécula que surgiu por primeiro na história da evolução dos seres vivos
Carboidratos – Glicose
Diabetes mellitus
Calorias
Energia para a atividade celular (glicose) e
reserva energética (glicogênio)
Glicose – Forma cíclica
Há a reação intramolecular entre a OH do C1 com o C5
A forma cis (alfa) é utilizada na síntese de AMIDO e GLICOGÊNIO e é utilizada pelo metabolismo energético
A forma trans (beta) é utilizada na síntese da CELULOSE que possui função estrutural
Carboidratos – Polímeros
Dissacarídeos
Cana de açúcar 
Beterraba
Melancia
Lúpulo
Cevada
Malte
Leite e derivados
Carboidratos - Energéticos
Amido e 
Glicogênio
AMILOSE: amido que possui somente ligações  14 (não ramificado, menos solúvel)
AMILOPECTINA: amido com ligações  16 nas ramificações (mais solúvel)
GLICOGÊNIO: muito ramificado
Carboidratos - Estruturais
Celulose
 Estrutura de Carboidratos: Resumo
Os carboidratos são formados por C, O e H e são os produtos primários da fotossíntese.
A D-glicose (6C) é a forma mais abundante na natureza e a principal responsável pela produção de energia no metabolismo celular
Dissacarídeos e amido são importantes fontes de carboidratos na alimentação. A celulose possui funções estruturais.
Distúrbios no metabolismo dos carboidratos levam a doenças graves como a Diabetes Mellitus
 Visão Geral do Metabolismo
Lactato
Glicose 
Ciclo de Krebs
Cadeia respiratória
O2
CO2 + H2O
O2
Piruvato
ATP
Via Metabólica Principal
1mol  2 ATPs
1mol  38 ATPs
ANAEROBIOSE
AEROBIOSE
 Visão Geral do Metabolismo
A anaerobiose ocorre por três motivos principais:
Pelo aumento do metabolismo celular oxidativo levando ao consumo do O2 disponível (p.ex.: exercício físico extenuante);
Por isquemia (p.ex.: obstrução dos vasos sanguíneos)
Por ausência de mitocôndrias (p.ex.: hemácias)
Hemácias
Digestão de Carboidratos
Glândulas salivares
Amilase Salivar
Digestão parcial do amido em virtude do pouco tempo de ação na boca em relação ao tempo necessário para a digestão (1g de amido x 1mL de saliva = 6 minutos)
Amilase Pancreática
Responsável pela digestão do amido alimentar no intestino delgado
Dissacaridases
Enzimas produzidas pelos enterócitos responsáveis pela digestão da sacarose, lactose e maltose
Visão Geral do Metabolismo: Resumo
Os carboidratos fornecem energia por meio da GLICÓLISE (anaerobiose) e pelo CICLO DE KREBS e CADEIA RESPIRATÓRIA (aerobiose).
O metabolismo anaeróbico ocorre em situações de excesso de consumo de O2, em processos de isquemia e em células sem mitocôndrias. 
O metabolismo a aeróbico é mais eficaz, produzindo mais energia sem a produção de ácido láctico.
O processo digestivo dos carboidratos é responsável pela oferta de glicose para o metabolismo celular
Referências
DEVLIN, Thomas M. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. São Paulo: Edgard Blücher, 2007.
FERRIER, Denise R.; CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A. Bioquímica Ilustrada. Porto Alegre: Artmed, 2006.
LEHNINGER, Albert L.; NELSON, Kay Yarborough; COX. Princípios de Bioquímica. São Paulo: Sarvier, 2006.
VIEIRA, JRV. Textos Didáticos de Bioquímica. Disponível em http://biologybrasil.blogspot.com/2009/08/fundamentos-de-bioquimica.html. Acesso em 31 de maio de 2010.
Imagens obtidas no Google images. Disponível em http://www.google.com.br . Acesso em 31 de maio de 2010.