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CARBOIDRATOS Profª. Jessyka Galvão Carboidratos Biomoléculas mais abundantes na natureza. Principais elementos da dieta. Algumas funções importantes: Fornecimento e armazenamento de energia; Componente da membrana celular; Componente estrutural de muitos organismos. Carboidratos • DEFINIÇÃO QUÍMICA: “São poli-hidroxialdeídos (aldoses) ou poli-hidroxicetonas (cetoses), ou substâncias que geram esses compostos quando hidrolisadas.” • Fórmula empírica: Cn(H2O)n Classificação dos Carboidratos Monossacarídeos São os carboidratos mais simples; Estrutura de 3 a 7 carbonos. Dissacarídeos São dois monossacarídeos unidos por ligação covalente (ligação O-glicosídica) Principais Dissacarídeos Polissacarídeos • Também chamados de glicanos; • Longas cadeias de monossacarídeos (hexoses) unidos entre si por ligação glicosídica. • Funções: • Reserva de carboidratos • Morfologia celular Exemplo: ácido hialurônico heparina Exemplo: Amido Glicogênio Celulose Principais Polissacarídeos Polissacarídeos energéticos Amido Encontrado nas plantas; tem função de reserva. Glicogênio Encontrado nos animais; tem função de reserva. Polissacarídeos estruturais Celulose Encontrada principalmente nas plantas, onde participa da constituição da parede celular. Quitina Suas cadeias são formadas por vários açúcares com grupos amina (NH2). Ocorre na parece celular dos fungos e no exoesqueleto de artrópodes, como insetos, arranhas e crustáceos. Glicoconjugados • Moléculas de carboidratos ligados covalentemente às proteínas e aos lipídeos. • Glicoproteínas ou Glicolipídeos • Algumas funções: • Fornece comunicação entre as células e a matriz extracelular circundante; • Sinalizam proteínas para o transporte e a localização em organelas específicas; • Pontos de reconhecimento para moléculas de sinalização extracelulares. METABOLISMO DA GLICOSE GLICOSE Principal fonte de energia Armazenada sob a forma de polímeroPrecursora em vias biossintéticas Produção de ATP aeróbica e anaeróbica Posição central no metabolismo Carboidratos da Dieta • Polissacarídeos: • Amido • Glicogênio • Dissacarídeos: • Sacarose • Lactose • Monossacarídeos: • Frutose • Glicose. No TGI todos os carboidratos complexos serão convertidos em monossacarídeos mais simples que será absorvido Digestão dos Carboidratos Amilase salivar Amilase pancreática GLICOSE 2 Absorção dos Carboidratos Pâncreas INSULINA Muita glicose no sangue Metabolismo da glicose GLICOGÊNIO GLICOSE PENTOSE PIRUVATO ACETIL-CoA CICLO DE KREBS CADEIA RESPIRATÓRIA ADP + Pi ATP - Glicogênese - Glicogenólise - Via das pentoses - Glicólise - Gliconeogênese GLICÓLISE Glicólise Do grego = glykys (“doce” ou “açúcar”) + lysis (“quebra”) Uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas, gerando duas moléculas de piruvato. Glicólise • Primeira via metabólica da glicose; • Via comum em praticamente todas as células; • Ocorre no citosol das células; • Síntese de ATP em aerobiose ou anaerobiose. Glicólise • 10 etapas de reação: • 5 primeiras etapas → Fase preparatória • 5 últimas etapas → Fase de pagamento Investimento de energia Liberação de energia VISÃO GERAL DA GLICÓLISE Transporte da glicose para dentro das células eritrócito Resultado energético da Glicólise • 1ª fase: - 2 ATPs 0 NADH • 2ª fase: + 4 ATPs + 2 NADH • Saldo: + 2 ATPs + 2 NADH Destinos do Piruvato No metabolismo aeróbio, qual o destino do piruvato? Como ocorre a fermentação láctica? Lactase desidrogenase Quando ocorre a produção do lactato? Ciclo de Cori GLICONEOGÊNESE Fontes de energias para os tecidos + 120g glicose/dia 30g glicose/dia Glicemia Degradação do glicogênio Níveis glicêmicos normais por até 8 horas de jejum Glicemia Fontes de glicose endógena Gliconeogênese Em que momento o organismo necessita sintetizar glicose? Entre as refeições Jejum prolongado Exercício vigoroso Gliconeogênese • Conhecida também por neoglicogênese; • Consiste na síntese de glicose a partir de compostos que não são carboidratos: aminoácidos, lactato e glicerol. • Onde ocorre? • Tecidos → fígado (principalmente), no córtex renal e no intestino delgado. • Dentro da célula → no citosol. Glicólise Gliconeogênese CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO Ciclo do ácido cítrico • Ciclo de Krebs ou Ciclo dos ácidos tricarboxílicos. • Estágio final da oxidação de moléculas energéticas: carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos. • Local que ocorre: matriz mitocondrial. • Aerobiose. No metabolismo aeróbio, qual o destino do piruvato? Destinos Metabólicos do Acetil-CoA Piruvato Aminoácidos Ácidos graxos Acetil-CoA Ciclo do ácido Corpos Esteróis-ácidos cítrico cetônicos graxos Ciclo do ácido cítrico 1 glicose 2 piruvatos 2 voltas do ciclo: 4 CO2 2 ATP 6 NADH 2 FADH2 Produtos de uma rodada do ciclo do ácido cítrico Cadeia respiratória Etapas da respiração Resultado do transporte de e-: ATP O2 + 4H+ + 4e- 2H2O Saldo energético GLICOGÊNIO Glicogênio Polissacarídeo composto de unidades repetidas de D-glicose unidas por ligações glicosídicas α(1→4) com ramificações formadas por ligações α(1→6) a cada 8 a 14 resíduos. Principal forma de reserva de polissacarídeos α(1→4) α(1→6) Glicogênio Glicogênio hepático Glicogênio muscular • Reservatório de glicose para a corrente sanguínea com a distribuição para outros tecidos. • Quantidade varia em resposta à ingestão de alimentos. • Fonte de glicose entre as refeições e no jejum noturno. • Combustível para gerar ATP durante atividade muscular aumentada. • Formado durante o repouso após as refeições. • Menor variabilidade em resposta a ingestão de carboidratos. • É a síntese intracelular do glicogênio; • Ocorre após as refeições; • Consiste na repetida adição de resíduos de glicose às extremidades de um núcleo de glicogênio. Glicogênese Glicogênio-sintase Glicogenólise Degradação do glicogênio através da clivagem sequencial de resíduos de glicose da ligação α(1→4), a partir das extremidade não-redutoras das ramificações do glicogênio. Glicogenólise Degradação do glicogênio Processo rápido e eficiente Degradação do Degradação do glicogênio muscular glicogênio hepático