Metabolismo dos Carboidratos

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Metabolismo de Carboidratos
Introdução aos Carboidratos
Conceito e Composição
Carboidratos são moléculas compostas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. São a principal fonte
energética da dieta, fornecendo 4 kcal por grama. Além de energia, eles poupam proteínas e servem como
combustível eficaz para o Sistema Nervoso Central (SNC), prevenindo a cetose.
Fontes Alimentares
As principais fontes de carboidratos incluem:
Cereais (arroz, trigo, milho, aveia, cevada)
Raízes e tubérculos (batata inglesa, batata-doce, mandioca, beterraba, inhame)
Leguminosas (feijão)
Frutas, doces, lactose (açúcar do leite)
Uma pequena quantidade de glicogênio animal.
Classificação Geral
Os carboidratos são classificados em:
Carboidratos simples
Carboidratos complexos
Classificação Detalhada dos Carboidratos
1. Monossacarídeos (Açúcares Simples)
São as unidades mais simples de carboidratos, compostos por 3 a 7 átomos de carbono. Não podem ser
hidrolisados em unidades menores.
Glicose (Dextrose): Circula no sangue, sendo oxidada para fornecer energia. Todo carboidrato
ingerido é inicialmente transformado em glicose no corpo humano.
Galactose: É o açúcar do leite. A galactosemia é uma condição em que há incapacidade de
metabolizar a galactose.
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Frutose: É o açúcar das frutas e é considerado o monossacarídeo mais doce. Pode ser armazenada
como glicogênio no fígado e/ou músculo, ou transformada em gordura.
2. Dissacarídeos
São formados pela união de dois monossacarídeos através de uma ligação glicosídica.
Sacarose (Glicose + Frutose): Conhecida como açúcar de mesa.
Lactose (Glicose + Galactose): O açúcar do leite.
Maltose (Glicose + Glicose): Encontrada em vegetais, com função energética.
3. Oligossacarídeos
São formados pela união de três a nove monossacarídeos.
Maltodextrina: Produzida a partir da hidrólise do amido (de milho ou fécula), é um polímero de
glicose com cerca de 5 a 10 unidades por molécula. É mais solúvel que o amido, mais agradável à
ingestão, mais fácil de digerir e de rápida absorção.
Encontrados na maioria dos legumes. Exemplos incluem rafinose e estaquiose.
4. Polissacarídeos (Carboidratos Complexos)
São formados por 10 ou mais resíduos de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas. Sua quebra
requer múltiplas enzimas digestivas.
Glicogênio: Açúcar de reserva energética de animais e fungos.
Amido: Açúcar de reserva energética de vegetais e algas.
Celulose: Componente estrutural da parede celular de plantas e algas. É uma fibra alimentar
insolúvel.
Funções dos Carboidratos
Fonte Energética: Fornece 4 kcal/g.
Poupa Proteínas: Evita que as proteínas sejam usadas como fonte de energia.
Combustível Eficaz: Principal fonte de energia para o SNC.
Prevenção de Cetose: Ao serem metabolizados, evitam o acúmulo de corpos cetônicos.
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Índice Glicêmico (IG) e Carga Glicêmica (CG)
Índice Glicêmico (IG)
Mede a velocidade com que um alimento contendo carboidratos eleva a glicose no sangue após o
consumo.
Baixo IG: Menor que 55
Médio IG: Entre 56 e 69
Alto IG: 70 ou mais
Carga Glicêmica (CG)
Considera tanto a qualidade (IG) quanto a quantidade de carboidrato em uma porção de alimento.
Fibras Alimentares
Definição e Classificação
Fibras são carboidratos não digeríveis (polissacarídeos) para os quais os humanos não possuem a enzima
celulase.
Fibras Solúveis
Solúveis em água.
Fermentáveis pela microbiota do cólon.
Formam um gel que retarda o trânsito intestinal e a absorção de nutrientes.
Exemplos: Pectinas, gomas, mucilagens (encontradas em aveia, cevada, legumes, frutas como maçãs
e morangos).
Benefícios: Reduzem o colesterol sérico ao se ligarem a ácidos biliares e lipídios, promovem
saciedade.
Fibras Insolúveis
Insolúveis em água.
Fermentação limitada.
Aumentam o volume fecal e aceleram o trânsito intestinal.
Exemplos: Celulose, hemicelulose (encontradas em farelos de trigo, vegetais, cascas de frutas).
CG = 
100
IG do alimento × Quantidade de carboidrato ingerido (g)
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Benefícios: Auxiliam na regularidade intestinal, previnem constipação.
Fibras Funcionais
São fibras extraídas de alimentos ou sintetizadas, com benefícios específicos à saúde.
Quitina: Encontrada na carapaça de crustáceos. Reduz o colesterol sérico.
β-glucanas: Encontradas na aveia. Reduzem o colesterol sérico.
Frutanos (Inulina): Extraídos da chicória e cebola. Atuam como prebióticos, estimulando o
crescimento de bactérias benéficas no intestino.
Polidextrose: Sintética, usada como substituto de açúcar.
Psyllium: Extraído da semente de psyllium, com alta capacidade de retenção de água.
Processo Digestivo de Carboidratos
O processo digestivo de carboidratos envolve a ação de enzimas em diferentes partes do trato
gastrointestinal.
1. Boca
Amilase Salivar (Ptialina): Secreção da saliva que inicia a quebra do amido em oligo ou
dissacarídeos (maltoses). Sua ação dura até meia hora no bolo alimentar e é inativada no estômago.
2. Estômago
A acidez gástrica (pH baixo) inativa a amilase salivar. A digestão de carboidratos praticamente cessa
nesta fase.
3. Intestino Delgado (ID)
Duodeno:
Amilase Pancreática: Secretada pelo pâncreas, continua a digestão do amido em maltoses e
outros dissacarídeos.
Jejuno e Íleo:
Enzimas da Borda em Escova: Sacarase, Lactase, Maltase, Isomaltase.
Sacarase: Hidrolisa a sacarose em glicose e frutose.
Lactase: Hidrolisa a lactose em glicose e galactose.
Maltase: Hidrolisa a maltose em duas moléculas de glicose.
Isomaltase: Hidrolisa a isomaltose.
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Absorção de Glicose
A absorção dos monossacarídeos (glicose, frutose, galactose) ocorre no íleo, onde eles passam pela parede
intestinal e entram na corrente sanguínea.
Metabolismo Energético dos Carboidratos
Obtenção de Energia
A energia a partir dos alimentos é obtida por:
Respiração Celular: Processo aeróbio (com oxigênio).
Fermentação: Processo anaeróbio (sem oxigênio).
Respiração Celular
Processo de decomposição de moléculas (CHO, Proteínas, Lipídios) para obter ATP. Possui três estágios
principais:
1. Glicólise
Ocorre no citoplasma.
Processo aeróbio ou anaeróbio.
A molécula de glicose ( ) é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico ( ).
Saldo Líquido: 2 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH.
2. Ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico)
Ocorre na matriz mitocondrial.
Processo aeróbio.
O piruvato é convertido em Acetil-CoA, que entra no ciclo.
O Acetil-CoA é oxidado, liberando .
Produtos por molécula de glicose (2 piruvatos): 6 NADH, 2 FADH , e 2 ATP (ou GTP).
3. Fosforilação Oxidativa
Ocorre nas cristas mitocondriais.
É o principal produtor de ATP.
Envolve a cadeia transportadora de elétrons e a quimiosmose.
O NADH e o FADH liberam elétrons, que passam por complexos proteicos.
C H O 6 12 6 C H O 3 4 3
CO 2
 2
 2
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A energia liberada é usada para bombear prótons ( ) para o espaço intermembrana, criando um
gradiente eletroquímico (Força Próton-Motriz).
Os prótons retornam à matriz através da ATP sintase, impulsionando a síntese de ATP.
O oxigênio ( ) atua como aceptor final de elétrons, formando água ( ).
Produção total estimada por molécula de glicose: Aproximadamente 32 ATPs.
Outros Processos Metabólicos da Glicose
Glicogênese: Síntese de glicogênio a partir de glicose. Ocorre no fígado e músculos, ativada pela
insulina em resposta a altos níveis de glicose no sangue.
Glicogenólise: Degradação de glicogênio em glicose. Ocorre no fígado (para manter a glicemia) e nos
músculos (para energia muscular) durante jejum ou exercício.
Gliconeogênese: Síntese de glicose a partir de precursores não-carboidratos (como lactato,
aminoácidos, glicerol). Essencial para manter a glicemia em jejum prolongado, especialmente para o
cérebro.
Regulação Hormonal da Glicose Sanguínea
Insulina: Produzida pelas células beta do pâncreas em resposta a altos níveis de glicose. Promove a
captação e armazenamento de glicose (glicogênese), reduzindo a glicemia.
Glucagon: Produzido pelas células alfa do pâncreasem resposta a baixos níveis de glicose. Estimula a
glicogenólise e a gliconeogênese hepática, aumentando a glicemia.
Cortisol: Hormônio do estresse que também pode aumentar a glicemia através da gliconeogênese.
Transportadores de Glicose
Existem várias isoformas de transportadores de glicose (GLUTs), cada uma com diferentes afinidades e
locais de expressão.
GLUT 1: Baixa afinidade ( ~1-2 mM), alta distribuição (cérebro, eritrócitos). Transportador
constitutivo.
GLUT 2: Baixa afinidade ( ~15-20 mM), expresso em fígado, pâncreas, intestino delgado, rim.
Sensor de glicose.
GLUT 3: Alta afinidade ( ~10 mM), principal transportador em neurônios.
GLUT 4: Afimidade moderada ( ~5 mM), expresso em músculos esquelético e cardíaco, tecido
adiposo. Dependente de insulina.
GLUT 5: Transportador primário de frutose, com baixa afinidade para glicose. Expresso no intestino
delgado, rim, cérebro.
H+
O 2 H O2
K m
K m
K m
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