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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 14 (não ramificado, menos solúvel) AMILOPECTINA: amido com ligações 16 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.
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