Carboidratos: Fonte de Energia

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Bioquímica - Carboidratos
Os carboidratos representam a nossa principal fonte de energia, representam 60% da nossa alimentação. A palavra carboidrato não é a forma mais correta de classificar esse grupo de compostos, o certo seria glucídios, glucídes. 
Quimicamente, um carboidrato é um aldeído ou uma cetona, polihidroxilada que cicliza em piranose ou furanose, dependendo do número de átomos de carbonos e posição da carbonila. Quando se fala em aldeído se fala de um grupo funcional carbonila C=O, que está presente na extremidade das moléculas. Já a cetona, que é outro grupo carbonila, mas que fica no meio da cadeia.
A primeira diferença entre os representantes dos aldeídos é o número de átomos de carbonos, sendo o mais simples o gliceraldeido (3 carbonos). Depois, temos a ribose (5 carbonos), glicose (6 carbonos) e galactose (6 carbonos). A glicose e a galactose são compostos muito parecidos, tendo como uma diferença a posição da hidroxila no carbono 4 (na glicose está para a direita e na galactose para a esquerda). Essa diferença de posição faz uma grande diferença para esses compostos, por exemplo a glicose é uma molécula essencial, a nossa principal fonte de energia, já a galactose não, ela simplesmente é um açúcar componente da lactose do leite. Não deixando de ser importante, mas só será realmente importante quando transformada em glicose. A célula que utiliza a glicose como recurso não irá usar a galactose, simplesmente porque a hidroxila mudou de lado, pois as enzimas são específicas. Em relação as cetonas, os mais importantes são a diidroxiacetna (3 carbonos) e a frutose (6 carbonos).	
Dependendo do número de carbonos, os compostos recebem determinadas classificações: trioses (3 carbonos), tetroses (4 carbonos), pentoses (5 carbonos) e hexoses (6 carbonos). Por exemplo, a glicose e a frutose possuem o mesmo número de carbonos (6), mas são de grupos funcionais diferentes, portanto a glicose é classificada de aldohexose (aldeído com 6 carbonos) e a frutose de cetohexose (cetona com 6 carbonos).
Quando esses compostos são jogados em água, eles mudam a sua conformação pois os aldeídos e cetonas reagem com os álcoois. Devido à proximidade desses dois grupos na cadeia, ao serem jogados na água eles começam a reagir, ou seja, as carbonilas vão reagir qualquer hidroxila, até que a reação ocorra entre a carbonila e a hidroxila do carbono subterminal, tornando a reação estável e fechando o ciclo. Quando fecha o ciclo, o átomo de carbono, que antes da ciclização fazia parte do grupo carbonila, será o carbono anomérico. Nas aldoses, o anomérico será o carbono 1 pois o carbono do grupo aldeído encontra-se na ponta da estrutura linear da molécula, e nas cetoses corresponde ao carbono 2 pois o carbono do grupo cetona não está nas pontas da estrutura linear. Quando a hidroxila do carbono subterminal, na forma cíclica, é representada para baixo o carbono dessa hidroxila é chamado de carbono anomérico alfa, e se ela está representada para baixo é chamado de carbono anomérico beta. As outras hidroxilas quando representadas para a direita na estrutura aberta é representada para baixo na estrutura fechada, e quando está para esquerda será representada para cima.
Quando um composto cicliza na forma de um hexágono, como a glicose por exemplo, ele é chamado de piranose, e quando ocorre na forma de um pentágono é chamado de furanose, como a ribose. Estruturas menores, como as trioses e tetroses não ciclizam. A ciclização da frutose, pelo fato da carbonila ser interna (cetose) se cicliza em furanose, mesmo tendo 6 átomos de carbonos. Estas estruturas, ao ciclizarem, se tornam extremamente importantes, pois as hidroxilas representadas para cima ou para baixo determinam o dulçor da molécula, já que as papilas gustativas recebem o estímulo dessas hidroxilas.
Uma vez ingeridos, os carboidratos, quebrados em glicose, permanecem no nosso organismo, mais especificamente no sangue, onde irá circular e não se perde mais, sendo aproveitada energeticamente, para reserva no fígado e na musculatura, o excesso se torna gordura e vai para o tecido adiposo.
Os carboidratos podem ser classificados em monoses ou monossacarídios, oligossacarídios e polissacarídios. Os monossacarídios são os mais simples e representados pelo gliceraldeído, diidroxiacetona, ribose, glicose, galactose e frutose.
Já os oligossacarídeos, ou dissacarídios, são representados pela maltose (glicose + glicose), isomaltose (glicose + glicose α-1:6), lactose (glicose + galactose) e sacarose (glicose + frutose), e são monoses unidas entre si. A maltose, por exemplo, é a união de 2 glicoses por ligação glicosídica α-1:4, ou seja, a ligação glicosídica entre monoses sempre ocorre entre o carbono anomérico da primeira monose com a hidroxila do carbono 4 da segunda monose, com liberação de água. Já a sacarose é a união entre glicose e frutose por ligação glicosídica α-1 2-β. Nesse caso, envolve dois carbonos anoméricos: o da glicose, que como está com a hidroxila para baixo é alfa e é o carbono 1, e o da da frutose, que é um carbono anomérico beta (hidroxila para cima) e o segundo carbno. Por envolver dois carbonos anoméricos deve-se falar se está alfa ou beta.
A maltose e a isomaltose são derivadas da hidrólise parcial do amido, e os pedaços maiores resultantes dessa hidrólise são chamados de dextrinas, ou seja, dextrinas são oligossacarídios resultantes da hidrólise do amido. 
Existe uma doença chamada intolerância a lactose, que afeta 70% da população. Quando bebês, a nossa única fonte energética é a lactose do leite materno, mas com o passar dos anos o consumo de lactose vai diminuindo e sendo substituído por uma alimentação normal, então as enzimas que quebram a lactose (lactase) param de serem expressas, pois o consumo de leite não é alto o suficiente que justifique a produção da lactase, diminuindo sua produção. Mas quando dá ao organismo uma carga muito alta de lactose, a quantidade de enzimas não é o suficiente para reter toda a lactose ingerida, resultando em desconfortos intestinais, pois a lactose precisa ser eliminada. Isso é diferente da alergia ao leite, que está relacionado a proteínas presentes no leite e começa desde de criança. 
Existe também uma outra doença, que é genética, chamada galactosúria, na qual se não houver uma prevenção durante a vida, a galactose será eliminada pela urina, pois ela não é metabolizada. Por isso, o leite, e seus derivados, devem ser evitados, uma vez que o açúcar do leite é a lactose (galactose + glicose).
Os compostos com mais de dez monoses são chamados de polissacarídios e são classificados em homopolissacarídios, quando todos os carboidratos são iguais e em heteropolissacarídios, quando há variações de carboidratos dentro da mesma molécula. Entre os homopolissacarídios os mais importantes são o amido, o glicogênio e a celulose.
O amido é um polissacárido constituído de duas moléculas: a amilose e a amilopectina. A amilose é constituída por inúmeros resíduos de glicose unidos entre si por ligação α-1:4. Já na amilopectina é ligação α-1:4 e α-1:6. Durante o processo de hidrólise, tanto digestiva quanto industrial, o amido vai sendo hidrolisado, a princípio parcialmente, resultando em dextrinas, maltoses e isomaltoses. E a sua hidrólise total vai resultar em glicose, que será aproveitada pelo organismo. Porém, parte desse carboidrato pode ser perdido pois, como no feijão, por exemplo, que está envolto de celulose, ele não será totalmente aproveitado no processo digestivo, pois não hidrolisamos a celulose.
A celulose, que também é constituída por milhares de moléculas de glicose, possui ligação glicosídica β-1:4, como a lactose. Essa ligação glicosídica faz uma diferença na textura da molécula, a tornando totalmente insolúvel em água e não digerida pelo nosso metabolismo, e é representada pelo esqueleto das plantas. Mas, ela é importantíssima na nossa alimentação, pois ela estimula o peristaltismo intestinal e elimina o colesterol, pois ele se liga a celulose.
O glicogênio está para nós como o amidoestá para as plantas, e é descrito da mesma forma que a amilopectina. A diferença entre o amido e o glicogênio está no espaçamento entre as ramificações: no amido, esses espaços são maiores do que no glicogênio. Fazendo com que o amido seja disperso e o glicogênio compacto, localizado nas células hepáticas e nos músculos. O glicogênio, então, é a nossa reserva de glicose, que fica no fígado reservada. A glicose que não foi utilizada pelo organismo será transformada em glicogênio, que começa a somar mais glicose, aumentando o seu tamanho e preenchendo o glicogênio hepático e muscular, ficando totalmente completos. Durante o sono, a energia gasta é vinda da glicose, então o glicogênio hepático vai liberando moléculas de glicose para manter os valores normais de glicose na circulação. Mas, como o glicogênio nunca pode atingir níveis muito baixos, células que podem utilizar outra fonte de energia, como gordura do tecido adiposo, não usam a glicose. O glicogênio que se armazenou no músculo, ele é exclusivo do músculo. Esse glicogênio pode ir a quase zero, causando a fadiga (depressão do glicogênio muscular).
Portanto, podemos definir amido, glicogênio e celulose como polímeros de glicose, sendo suas diferenças as ligações glicosídicas. 
Os heteropolissacarídios são compostos por uma variedade de monoses, que sofrem alterações, permitindo o acréscimo de outras funções orgânicas as monoses. Se encontram, principalmente, na membrana celular e agem como sinalizadores. São exemplos desses polissacáridos: a heparina e ácido hialurônico.
A heparina é um ácido glicurônico sulfatado com ligações α-1:4. Além de ser um anticoagulante usado como medicamento hospitalar. E dentro do nosso organismo ela contribui para a fluidez do sangue. Já o ácido hialurônico está presente em todas as junções do nosso organismo, sendo o principal componente do liquido sinovial.