Macronutrientes- carboidratos

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Macronutrientes – Carboidratos 
Prof. Dr. Mário R. Márostica Jr. 
 
Carboidratos 
 O que são carboidratos e ocorrência em 
alimentos 
 Digestão, absorção e metabolismo de 
carboidratos 
 Índice glicêmico, processamento e 
implicações 
 Fibras 
 ‘Second meal effect’ 
 Síndrome X 
 Dietas isentas em carboidratos 
Revista “Isto é” 
 “Comer pão ou macarrão em público é encarado hoje quase como 
um sacrilégio. 
 
 Para tentar atrair os seguidores de Atkins, o Burger King lançou um 
hambúrguer sem pão, só com carne e alface. 
 
 O rival McDonald’s contratou um especialista em nutrição para 
incluir em seu cardápio itens mais saudáveis, muitos deles “low 
carb”. 
 
 Já a italiana Barilla lançou uma cartilha no mercado americano 
falando dos benefícios das massas na dieta. 
◦ Intitulada A verdade sobre as massas, a cartilha diz que as dietas de baixo 
carboidrato são perigosas e não passam de um modismo. “ 
Carboidratos 
 Pão integral X pão branco 
 
 Ingestão de produtos de trigo com aveia 
 
 Substituir açúcar por adoçantes 
? 
Carboidratos 
 Importância nutricional 
◦ Principal fonte de energia 
◦ 4 kcal/g 
◦ 50-60 % do VET 
◦ Excesso  Glicogênio, tecido adiposo 
◦ Crescimento e reparação (maximiza 
aproveitamento de proteínas) 
◦ Reguladores (fibras) 
 
Carboidratos 
 
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Carboidratos 
 
Carboidratos 
 Monossacarídeos 
 Dissacarídeos 
 Oligossacarídeos 
 Polissacarídeos 
 
 Diferenças: 
◦ Doçura 
◦ Textura 
◦ Velocidade de digestão 
◦ Grau de absorção 
Carboidratos – Monossacarídeos: 
 Galactose 
◦ Transformada em glicose; produzida na 
glândula mamária; 
 Frutose 
◦ Transformada em glicose no fígado; 
 Glicose 
◦ Combustível celular e cerebral; 
 
Dissacarídeos 
 Maltose 
◦ Presente em vários vegetais (cevada) 
 
 Lactose 
◦ Alguns indivíduos possuem intolerância 
 
 Sacarose 
◦ Importante fonte de açúcar na alimentação do 
brasileiro 
◦ Alimento de elevado índice glicêmico 
 
 
Oligossacarídeos 
 3 – 10 unidades de 
monossacarídeos 
 
◦ Rafinose (galactose-glicose-
frutose) 
◦ Estaquiose (galactose-galactose-
glicose-frutose) 
◦ FOS, GOS 
 
 Não digeridos pelas enzimas 
do TGD 
 Metabolizadas pelas bactérias 
da flora intestinal  efeitos 
diversos: gases, etc... 
Polissacarídeos 
 Mais de 10 unidades de monossacarídeos 
 
 Maioria dos carboidratos 
 
 Formação de gel 
 
 Ligações alfa ou beta 
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Polissacarídeos 
 Polissacarídeos: 
 
◦ Digeríveis 
 Amido 
 Glicogênio 
 
◦ Não (ou parcialmente) digeríveis: 
 Fibras dietéticas 
 Alimentos integrais 
 Frutas 
 Verduras 
 
Fibras 
 Celulose 
 
 Lignina 
 
 Pectina 
 
 Amido resistente 
Fibras 
 Solúveis 
◦ Fermentação em AGCC 
◦ Bactérias colônicas 
 
 Insolúveis 
◦ Aumentam trânsito bolo fecal 
 
 Conceito de fibras funcionais 
Fontes de fibras 
 Fibras solúveis 
◦ Gomas – feijões, arroz, cevada 
◦ Pectina – maçãs, frutas cítricas, maracujá 
 
 Fibras insolúveis 
◦ Celulose: farinhas integrais, couve, feijões 
◦ Hemicelulose: farelo, cereais 
◦ Lignina: verduras maduras 
Carboidratos 
 Ingestão 
◦ Preparo físico-químico dos alimentos para serem 
digeridos 
 
 Digestão 
◦ Transformações físico-químicas que os alimentos 
sofrem ao longo do TGI para se converterem em 
compostos mais solúveis e absorvíveis 
 
 Absorção 
◦ Passagem de substâncias para células ou sangue 
através de membranas 
Digestão 
 Digestão: 
envolve 
atividade 
enzimática 
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Digestão 
 
Carboidratos 
 Enzimas 
◦ Sacarase 
 
 
◦ Maltase 
 
 
◦ Lactase 
 Alguns indivíduos possuem deficiência nessa enzima 
 Aumento da lactose no cólon  fermentação  cólicas 
abdominais, flatulência, diarréia... 
G F 
G G 
Ga G 
-amilase  
Isoamaltase I 
Ação de enzimas amiláceas: Resumo 
  
 
 
 
 I 
1 
Ação de enzimas amiláceas: Resumo 
  
 
 
 
 I 
2 
-amilase  
Isoamaltase I 
Digestão Secreções pancreáticas: entram no duodeno 
através do ducto comum da bile  amilase 
pancreático: amido  maltose 
Digestão: 
 
AMIDO/DISSAC  MONOSSAC 
Dissacaridases (sacarase, 
lactase, maltase): 
excretadas pelas células 
intestinais 
Absorção carboidratos 
 Monossacarídeos: hidrossolúveis 
◦ Dificuldade de atravessar membrana 
plasmática dos enterócitos 
 
 Transporte ativo 
 
 Difusão facilitada 
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Absorção 
 Transporte ativo: 
◦ Transporte contra um gradiente de 
concentração 
◦ Com gasto de ATP 
Absorção 
 Transporte ativo 
◦ Realizada por proteínas transportadoras que 
se localizam na membrana celular 
Proteína Local de atividade 
Glut-1 Hemácias, coração, cérebro 
Glut-2 Fígado, células beta (ativo apenas em baixas [glic]) 
Glut-3 Todos os tecidos; em maior quantidade em cérebro 
Glut-4 Adipócitos, MÚSCULOS; depende de INSULINA 
Glut-5 Menor afinidade por glicose; maior afinidade por frutose 
(jejuno, rins, músculos, adip); NÃO NECESSITA INSULINA 
Absorção 
 Após absorção de carboidratos, as células 
beta do pâncreas secretam insulina  
entrada de glicose no tecido muscular e 
nos adipócitos; 
 
 INSULINA: 
◦ Ativa entrada de glicose nas células; 
◦ Inibe a glicogenólise 
◦ Estimula a síntese de glicogênio 
Outros hormônios importantes 
 Cortisol 
◦ Estimula a gluconeogênese 
◦ Conversão de AA a glicose 
 
 Glucagon 
◦ Inibe a síntese de glicogênio 
◦ Estimula a glicogenólise 
 
Carboidratos 
 Possibilidades na digestão, absorção e 
metabolismo de carboidratos 
• Completa (glicose, 
frutose, sacarose) 
• Incompleta 
• MO colônicos 
(FOS, pectina) 
• Passam intactos 
(celulose) 
digestão 
• Completa (glicose, 
frutose, sacarose) 
• Incompleta ou não 
ocorre: sorbitol 
absorção • Atingem tecidos 
(glicose, frutose, 
sacarose) 
• São excretados na 
urina (manitol) 
metabolismo 
Metabolismo dos carboidratos 
 Glicólise 
 Pentose-fosfato 
 Gliconeogênese 
 Síntese e degradação de glicogênio 
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Metabolismo carboidratos 
 Glicólise 
◦ Ocorre no citossol 
◦ Glicose  2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH 
◦ Grande atividade na produção anaeróbia de 
ATP (redução de piruvato a lactato) 
◦ Finalidades: gerar ATP e fornecer esqueletos 
carbonados para as biossínteses (sua 
velocidade é regulada por essas duas 
necessidades) 
◦ Fosfofrutocinase: principal local de controle – 
etapa reguladora (irreversível) 
Metabolismo carboidratos 
 Via pentose fosfato 
◦ Tem como finalidades principais a geração de NADPH 
para biossínteses redutivas e formação de ribose 5-
fosfato para a síntese de nucleotídeos 
◦ Etapa reguladora: desidrogenação da glicose-6-fosfato 
◦ A vantagem de possuirmos NADH e NADPH é que 
podemos manter uma capacidade redutora de uma 
das coenzimas mesmo quando a outra está oxidadada, 
o que permite que duas rotas (uma redutora e outra 
oxidativa) aconteçam ao mesmo tempo: por isso 
podemos realizar biossínteses redutivas ao mesmo 
tempo em que realizamos glicólise; 
Metabolismo carboidratos 
 Gliconeogênese: 
◦ Biossíntese de glicose a partir de substratos 
não glicídicos (lactato, glicerol, AA) 
◦ Ponto de entrada principal: piruvato, 
convertido a oxaloacetato (mitocôndria) 
◦ Várias reações reversas da glicólise são 
utilizadaspara a síntese de glicose, exceto as 
irreversíveis 
◦ Glicólise e gluconeogênese são 
reciprocamente reguladas (uma é ativa, 
enquanto a outra está inativa) 
Metabolismo de carboidratos 
 Síntese e degradação de glicogênio 
◦ Síntese e degradação de glicogênio obedecem 
vias metabólicas diferentes 
◦ Para a síntese, UDP-glicose é a unidade 
acrescentada à hidroxila terminal da cadeia 
polimérica 
◦ Para a degradação, as moléculas de glicose são 
fosforiladas a glicose-1-fosfato 
◦ Sintase e fosforilase são reguladas de forma 
oposta: quando uma é ativa, a outra é inativa; 
Carboidratos – metabolismo energético 
 
◦ Principais funções do metabolismo 
energético: 
 Formar ATP 
 Regenerar coenzimas 
 Produzir unidades para biossíntese 
Visão geral 
CK 
citrato 
isocitrat
o 
A-
cetoglita
rato 
oxaloac
etato 
Glicose 
Glicose 6 fosfato 
Glicose 1,6 bis-fosfato 
piruvato 
Acetil-CoA 
ATP, 
NADH2 
Ubiquinol 
NADH2, 
CO2 
ATP, 
regeneração 
cofatores, 
O2  H20 
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Produção de energia 
 
Índice glicêmico 
 IG = área sob curva alimento teste 
 área sob curva alimento padrão 
 
Depende das taxas: hidrólise, absorção e metabolismo 
 Alimento 
padrão: 50g 
CHO pão 
branco ou 
glicose 
(30% >) 
IG diferente de glicemia 
2 h 
Índice glicêmico 
Índice glicêmico Exemplos 
Elevado 
 
GI > 70 
Mel 
Maltodrextrina 
Pão branco 
Sacarose, glicose 
Médio 
 
69 > GI > 56 
Laranja 
Feijão cozido 
Arroz parboilizado 
Pão + inulina 
Baixo 
 
GI < 55 
Lentilhas 
Leite integral 
Amendoim 
Frutose (*), galactose 
Resposta insulinêmica acompanha a resposta glicêmica! 
(*) Alguns estudos indicam potencial 
adipogênico e decréscimo da 
sensibilidade à insulina da frutose 
IG 
 www.glycemicindex.com 
◦ Classificação dos alimentos 
de acordo com IG 
◦ Selo 
 
Carboidratos 
 Classificação dos carboidratos de acordo com a 
velocidade de digestão “in vitro”: 
 
◦ Rapidamente digerido: 20 min 
 Elevação da glicose 
 Elevada excreção de insulina (células beta do pâncreas) 
 Hipoglicemia após 1- 2 h 
 
◦ Lentamente digerido: 20 – 120 min 
 Liberação lenta da glicose 
 Baixo stress no sistema regulador da glicose 
 
◦ Resistente: não digerido em 120 min 
 Digerido pelos MO colônicos  SCFA 
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Carga glicêmica 
 
 CG = fração biodisponível do CHO x IG / 100 
 
◦ Indicativo de quantidade e qualidade da 
porção de carboidrato da dieta 
 
◦ Classificação: 
 > 20  alta CG 
 19 – 11  média CG 
 < 10  baixa CG 
Glycemic Glucose Equivalent 
 GGE = quantidade de açúcar que 
produziria a mesma resposta que 
determinada porção do alimento em 
questão 
Qualidade do carboidrato 
 Carboidratos complexos 
◦ Geralmente associados a menor IG 
 
 Carboidratos de baixo peso molecular 
◦ pressão osmótica grande 
 Hidratação 
 Diarréia 
◦ Elevados IG em geral 
 Resposta glicêmica 
◦ Alta resposta insulinêmica 
 Elevada excreção de insulina 
 Lipogênese 
 Hipoglicemia reativa 
 Elevados níveis de TAG circulantes 
 Obesidade 
 Doença cardiovascular 
Carboidratos 
 IG e CG 
◦ Têm sido investigadas por suas relações com 
a saúde: 
 câncer, 
 doenças cardiovasculares, 
 diabetes, 
 obesidade 
Amilose X amilopectina 
 Indivíduos substituíram suas fontes de 
carboidratos por 2 fontes experimentais: 
◦ Amido 70/30 – amilose/amilopectina 
◦ Amido 30/70 – amilose/amilopectina 
 
 Indivíduos normais e hiperinsulinêmicos 
 
 Experimento crônico 
 
 Mediram resposta glicêmica e insulinêmica 
Resultados – amilose X amilopectina 
Amilopectina Amilose 
Amilopectina Amilose 
G
li
c
o
se
 
In
su
li
n
a
 
Tempo (min) 
Tempo (min) 
G
li
c
o
se
 
In
su
li
n
a
 
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Carboidratos 
 Presença de outros compostos e IG: 
 
◦ Proteínas 
 Complexação de prot-amido  diminui IG 
 
◦ Lipídeos 
 Interação de amilose com AGL e MAG: mudanças fisico-químicas 
e diminuição da velocidade de digestão; 
 Ingestão de G junto com amido  parece haver diminuição da 
glicemia  diminuída velocidade esvaziamento estomacal  
cuidado com portadores de DM  efeito reverso; 
 
◦ Fibras 
 Estão relacionadas a baixo IG 
 Diminuição do esvaziamento estomacal 
Importância Nutricional 
 Hiperglicemia e hipoglicemia 
◦ Ingestão de carboidratos 
 Manter a glicemia 
 Regeneração de cofatores 
 Metabolismo energético 
 Relação com metabolismo de lipídeos 
 Relação com metabolismo de proteínas 
 Metabolismo de colesterol 
 
 
Importância Nutricional 
 Ganho de peso 
 
 Recomendação de ingestão de 
carboidratos complexos, com baixo IG 
 
 40 – 80 % das dietas (mundo) 
 
 Amercian Heart Association: 55% VET, 
ingestão de carboidratos complexos 
 
Importância nutricional 
 IG pode ter algum impacto na saciedade? 
 
◦ “low-GI foods help one to feel fuller for longer 
than equivalent high-GI foods”, Bornet et al., 
2007. 
◦ Alguns autores realmente acreditam que o IG 
pode estar relacionado à saciedade/apetite. 
 
Cascata da saciedade 
• Aroma 
• Mastigação 
• Sinais 
intestinais 
(contato 
alimento com 
mucosa) 
Alimento 
Ingestão 
• Oxidação 
• Resposta 
hormonal 
• Leptina 
 
Metabolismo • Estímulo do 
nervo vago 
• Resposta 
hipotalâmica 
Atividade 
cerebral 
Saciedade: eventos que surgem do consumo de alimento e 
suprimem a fome e a mantem inibida por certo período de tempo. 
Sinais para cérebro: dependendo da 
composição, há diferença na 
resposta cerebral e na saciedade 
GLP-1 (Glucagon Like Peptide): emite sinais de 
saciedade após ingestão de CHO  contato com 
células do Intestino delgado 
Saciedade x IG 
Resposta / IG Alto Baixo 
Digestão e absorção Rápidas Lentas 
Tempo de exposição 
dos receptores de 
nutrientes (*) 
Curto Longo 
Saciedade 1 h após 
refeição 
Maior Menor 
Saciedade 2-6 h após 
refeição 
Menor Maior 
(*) Maior resposta dos receptores neurais de saciedade 
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Teoria glicostática 
 Historicamente, refeição é considerada resposta ao cérebro de 
déficit energético 
 Natureza do sinal cerebral (hipótese): queda da glicemia 
 Mayer (1957): propôs que a glicemia regula o apetite (glicemia e 
apetite são inversamente proporcionais?) 
 Atualmente não é muito claro, pois a proposta de Mayer foi batida 
por vários estudos 
Alimento 
de alto IG 
Saciedade em 
curto tempo 
Rápido retorno 
à fome 
Alimento de 
baixo IG 
Saciedade em 
logo período 
Retorno à fome 
mais lento Glicose 
Tempo 
Glicose 
Tempo 
Fibras 
 Definição de fibra dietética: 
◦ “parte comestível de plantas ou carboidratos 
análogos que são resistentes à digestão e 
absorção no intestino delgado humano, com 
completa ou parcial fermentação no intestino 
grosso. Inclui polissacarídeos, lignina e outras 
substâncias associadas (*). Promove diminuição 
do colesterol, regulação das funções intestinais e 
redução da glicose sanguínea” 
 (*) expansão do conceito para outros compostos 
Fibras 
 Não são digeridas no intestino delgado e 
atingem o cólon  fermentação 
 
 Características físico-químicas são 
dominadas pela estrutura  interações 
entre as próprias fibras e com outros 
compostos, como a água  solubilidade 
 
 CLASSIFICAÇÃO: 
◦ Fibra solúvel 
◦ Fibra insolúvel 
Fibras 
 Solubilidade rege as propriedadesfisiológicas 
◦ Solúvel: aumento da viscosidade de soluções 
 hidrocolóides  aumentam a viscosidade 
do bolo fecal também! 
 Decréscimo da velocidade do trânsito intestinal 
 Absorção mais lenta dos carboidratos 
 Maior possibilidade de atingir os MO colônicos 
 Aumento da camada não homogênea de água do 
intestino  maior barreira à absorção de glicose 
Fibras 
 Efeitos das fibras 
◦ Bolo fecal 
◦ Produção de SCFA 
◦ Melhora na função dos MO colônicos 
◦ Regulação do apetite 
◦ Diminuição do LDL-colesterol 
◦ Diminuição da glicemia 
Fibras 
 Second meal effect 
 
◦ Muito interesse em se descobrir se a qualidade de uma 
refeição pode interferir na resposta da refeição seguinte; 
 
◦ Quando a absorção de carboidratos é prolongada 
(alimentos com baixo IG), há menor tendência para atingir 
níveis abaixo do basal: 
 
 Isso resulta em menor resposta contra-regulatória e menor 
glicemia da refeição seguinte. 
 
 Possibilidade interessante para pessoas com problemas no 
metabolismo de carboidratos, como os diabéticos; 
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Second meal effect 
 Experimento Wolever et al. (1988) 
◦ Estabelecimento do efeito Second meal effect 
 
 Voluntários – cross over 
 2 refeições no jantar: 
 Jejum até o café da manhã 
 Mesma refeição no café da manhã (50 g de glicose) 
  avaliação da resposta glicêmica 
 
Second meal effect 
SCFA 
 Fermentação colônica: produção de SCFA e gás; 
 
 Alguns autores provaram que a adição de SCFA à 
refeição pode reduzir respostas insulinêmica e 
glicêmica de refeições de elevado IG; 
 
 Saúde da microflora colônica (proteção intestinal), 
interferem na abs de minerais (redução do pH 
pode auxiliar na abs de cálcio) podem ser 
mediadores da motilidade gástrica. 
 
 
 
Resistência à insulina 
 Síndrome X 
◦ Doença crônica não transmissível 
◦ Grande impacto mundial 
◦ Hipertensão, resistência à insulina, obesidade, 
doenças coronarianas, dislipidemia, etc... 
◦ Estudos sugerem que os hábitos de vida têm 
papel fundamental no desenvolvimento da 
Síndrome X, além dos fatores genéticos; 
 
Síndrome X 
 Resistência à insulina: 
 diminuição na capacidade da insulina em estimular a utilização de 
glicose; causas: 
◦ deficiência no receptor de insulina 
◦ defeito em algum mecanismo pós-receptor durante sua utilização 
 Intolerância à glicose ou tolerância à glicose prejudicada ou 
diminuída: estágio intermediário entre a homeostase normal da 
glicose e o diabetes 
◦ Fatores ambientais estão descritos como causas dessa condição: 
 infecções, lesões nas células b, 
 sedentarismo, obesidade, 
 desnutrição, 
 estresse, desequilíbrio hormonal 
 doenças pancreáticas 
 
 O diabetes tipo 2 é o mais comum, atingindo mais de 90% dos casos de 
diabetes (82), e é o tipo de diabetes associado com estilo de vida e 
hábitos da cultura moderna. 
Resistência à insulina 
 Papel do metabolismo de carboidratos na 
síndrome X: 
 
◦ Alimentos de elevado IG: 
 Rápido aumento na glicemia 
 rápido aumento da insulina 
 rápido decréscimo na glicose 
 estimula resposta hormonal e liberação de FFA 
 FFA: associado com resistência à insulina e tolerância 
à glicose desregulada. 
Mecanismos de 
causa e efeito 
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Para discussão 
 Diabetes mellitus 
◦ Existem benefícios potencias da ingestão de 
dietas com variados IG e/ou fibras em 
pacientes com DM? 
 Metabolismo de glicose (essencialidade) 
 Metabolismo de AG 
 Resposta insulinêmica 
Para discussão! 
 Dietas isentas em carboidratos 
 
◦ Quais as implicações metabólicas? 
 
◦ Quais as implicações nutricionais? 
Questões para fixação 
1. O que são carboidratos? Quais são os principais encontrados em 
alimentos? 
2. Como ocorre a digestão, absorção e metabolismo de 
carboidratos? 
3. O que é índice glicêmico (IG)? Como se classificam os alimentos 
de acordo com o IG? O que é carga glicêmica (CG)? 
4. Qual a implicação do IG na saúde? Qual o impacto no IG na 
saciedade? 
5. Quais são os fatores de processo que interferem no IG e na CG? 
O que é amido resistente? 
6. O que são fibras (solúveis e insolúveis)? Qual sua importância 
funcional (ponto de vista fisiológico e tecnológico)? 
7. ‘Second meal effect’ – discorra. 
8. O que é síndrome X? Qual a relação dos alimentos com o 
desenvolvimento dessa síndrome? 
9. Dietas isentas em carboidratos – discuta. 
 
Referências 
 Effect of long-term consumption of amylose vs amylopectin starch on 
metabolic variables in human subjects. Kay M Behall and Juliette C Howe. 
American Journal of Clinical Nutrition, 1995, 61: 334-340. 
 Glycaemic response to foods: Impact on satiety and long-term weight 
regulation Francis R.J. Borneta,, Anne-Elodie Jardy-Gennetiera, Noe´mie 
Jacqueta, Julian Stowell, Appetite, 2007. 
 Effects of stevia, aspartame, and sucrose on food intake, satiety, and 
postprandial glucose and insulin levels. Stephen D. Anton a,b,*, Corby K. 
Martin a, Hongmei Han a, Sandra Coulon a, William T. Cefalu a, Paula 
Geiselman a,c, Donald A. Williamson a, Appetite, 2010 
 Improving the use of dietary fiber and other functional ingredients to 
lower the glycemic index of cereal products S. K. Patil, S. K. Patil and 
Associates, USA, 2008. 
 Second-meal effect: low-glycemic-index foods eaten at dinner improve 
subsequent breakfast glycemic response. Wolever et al., Am J Clin Nutr 
l988;48: 1041-7. 
 Modified carbohydrates with lower glycemic index B. R. Hamaker, G. 
Zhang and M. Venkatachalam, Purdue University, 2007.