Bioquímica carboidratos

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BIOQUÍMICA - CARBOIDRATOS
Biomoléculas mais abundantes
Funções:
Fonte de energia
Reserva de energia
Estrutural
Fórmula geral de muitos carboidratos: [C(H2O)]6 
"carboidrato" ou "hidratos de carbono" 
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Os vegetais são auto-suficientes na produção de carboidratos. 
Os animais não são capazes de sintetizar carboidratos a partir de substratos simples não energéticos, precisando obtê-los através da alimentação, produzindo CO2 (excretado para a atmosfera), água e energia (utilizados nas reações intracelulares).
BIOQUÍMICA - CARBOIDRATOS
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também chamados sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares
 são definidos, quimicamente, como poli-hidróxi-cetonas (cetoses) ou poli-hidróxi-aldeídos (aldoses)
 compostos orgânicos com, pelo menos três carbonos onde todos os carbonos possuem uma hidroxila, com exceção de um, que possui a carbonila primária (grupamento aldeídico) ou a carbonila secundária (grupamento cetônico).
BIOQUÍMICA - CARBOIDRATOS
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MONOSSACARÍDEOS: carboidratos mais simples, possuindo pelo menos um átomo de carbono assimétrico que caracteriza a região denominada CENTRO QUIRAL (fornece isômeros ópticos).
Possuem de 3 a 8 carbonos, sendo denominados, respectivamente,
trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses e octoses.
OBS.: com exceção da DIHIDROXICETONA, todos os outros monossacarídeos, e portanto, todos os outros 
Carboidratos, possuem centros de assimetria (ou quirais), e fazem isomeria óptica. 
CARBOIDRATOS
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Pentoses mais importantes:
Ribose e desoxirribose (ác. nucléicos)
Arabinose (glicoproteínas)
Xilose (músc. coração)
Hexoses mais importantes: 
Glicose (dextrose)
Galactose (galactosemia)
Frutose (frutas e mel, 75% mais doce glicose)
 
CARBOIDRATOS
galactose
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Retinopatia
Microaneurismas com exsudatos
Angiogênese
Reabsorção sangüínea
Tração e deslocamento da retina
Neuropatias – pé diabético
CARBOIDRATOS
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MONOSSACARÍDEOS EM SOLUÇÃO AQUOSA:   
 Os monossacarídeos em solução aquosa estão presentes 
na sua forma aberta em uma proporção de apenas 0,02% 
 O restante das moléculas está ciclizada na forma de um 
anel hemiacetal de 5 ou de 6 vértices. 
 O anel de 5 vértices é chamado de ANEL FURANOSÍDICO 
 O anel de 6 vértices é chamado de ANEL PIRANOSÍDICO 
CARBOIDRATOS
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Hemiacetal: resulta da reação intramolecular
 entre o grupamento funcional (C1 nas aldoses e C2 nas cetoses)
 e um dos carbonos hidroxilados do restante da molécula 
(C4 na furanose e C5 na piranose), ocorrendo nas formas 
isoméricas alfa e beta (cis ou trans), conforme a posição da hidroxila
 do C2 em relação à hidroxila do C1. 
Tais formas são interconvertidas através do fenômeno da mutarrotação
- Alfa: quando ela fica para baixo do plano do anel 
- Beta: quando ela fica para cima do plano do anel 
CARBOIDRATOS
H
OH

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CARBOIDRATOS: CLASSIFICAÇÃO 
Dissacarídeos:
Maltose: duas moléculas de glicose e estão presentes no malte (maltose) e são subprodutos da digestão do amido e glicogênio (iso-maltose); 
Sacarose: (glicose + frutose) sendo a forma mais comum de açúcar, obtida da cana-de-açúcar 
Lactose: (galactose + glicose) é o principal carboidrato do leite 
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 também chamados de glicanas
 são polímeros de hexoses
 unidos por ligação glicosídicas na forma alfa ou beta 
 alguns funcionam como reserva de carboidratos
 outros atuam na morfologia celular.
POLISSACARÍDEOS
CARBOIDRATOS: CLASSIFICAÇÃO
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ENERGÉTICA
 principais produtores de energia sob a forma de ATP, cujas ligações ricas 
em energia (±10 Kcal) são quebradas sempre que as células precisam de energia para as reações bioquímicas 
CARBOIDRATOS-FUNÇÕES
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 vegetais: amido (polímero de glicose)
 amilose: cadeias longas, sem ramificação, ligação (1-4) (15 a 20%)
 amilopectina: altamente ramificada (80 a 85%)
 apresenta ligações (1-4) e pontos de ramificação, que ocorrem a cada 24 a 30 resíduos de glicose com ligações (1-6). 
RESERVA ENERGÉTICA
CARBOIDRATOS
Os polissacarídeos de reserva mais importantes são: amido e glicogênio, ambos de alto peso molecular e polímeros de glicose. 
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 animais: glicogênio, também polímero de glicose, porém com uma estrutura mais compacta e ramificada
 subunidades de glicose unidas através de ligações (1-4) , com ligações (1-6) nas ramificações.
 presente no fígado e músculo
RESERVA ENERGÉTICA
CARBOIDRATOS
 a amilopectina e o glicogênio são ramificados para permitir que as enzimas de degradação possam acelerar a conversão do polímero em monossacarídeo
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CARBOIDRATOS
 dextrana: polissacarídeo produzido por bactérias quando elas se desenvolvem na sacarose (placa bacteriana) .
 uso clínico: extensor sanguíneo, retém água na corrente sanguínea prevenindo perdas de volume sanguíneo e quedas de pressão arterial
 dextrina: produzida durante a hidrólise do amido (intermediário entre o amido e a maltose. 
 é utilizada na preparação de adesivos (selos postais)
 utilizada quando a digestão do amido é difícil em crianças e idosos
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 CELULOSE
a parede celular dos vegetais é constituída por um carboidrato polimerizado: a celulose
 formada por moléculas de glicose unidas por ligações β(1- 4) ex: madeira, algodão e papel
apresenta-se impregnada por outras substâncias poliméricas, não sendo digerida pelos animais que não apresentam enzimas para quebrar as ligações do tipo β, com exceção de animais herbívoros, que possuem bactérias e protozoários simbióticos que digerem a celulose em seus aparelhos digestivos.
CARBOIDRATOS: FUNÇÃO ESTRUTURAL
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 a carapaça dos insetos contém quitina, um polímero que dá resistência extrema ao exo-esqueleto; 
 as células animais possuem uma série de carboidratos circundando a membrana plasmática que dão especificidade celular, estimulando a permanência agregada das células de um tecido: o glicocálix. 
CARBOIDRATOS: FUNÇÃO ESTRUTURAL
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 PEPTIDOGLICANAS: paredes porosas e rígidas das bactérias
 
 são polissacarídeos lineares formados por unidades alternadas
 de ácido N-acetil-murâmico e N-acetil-glicosamina (derivados de 
 carboidratos) interligados por cadeias polipeptídicas curtas. 
POLISSACARÍDEOS
CARBOIDRATOS: FUNÇÃO ESTRUTURAL
A lisozima presente na lágrima hidrolisa as ligações glicosídicas formadas entre o ácido N-acetil-murâmico e N-acetil-glicosamina, matando as células bacterianas. 
Funciona como um mecanismo de defesa contra infecções bacterianas.
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MUCOPOLISSACÁRIDES ÁCIDOS DO TECIDO CONJUNTIVO DOS ANIMAIS
 ex.: o ácido hialurônico
 formados por unidades de açúcar alternadas, uma das quais contém o grupamento ácido. 
 HEPARINA: polissacarídeo ácido 
 Função: anticoagulante nos vasos sangüíneos
 é formada por glicosamina + ácido urônico + os aminoácidos 
 serina ou glicina.
POLISSACARÍDEOS
CARBOIDRATOS: FUNÇÃO ESTRUTURAL
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Boca 
Glândula salivar -amilase
amilose glicose maltose maltotriose dextrina
amilopectina dextrina limite  
CARBOIDRATOS-DIGESTÃO
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Enzimas da borda em escova 
Isomaltase intestinal
Dissacaridases
Maltose  maltase  glicose + glicose
Sacarose  sacarase  glicose + frutose
Lactose  lactase  glicose + galactose 
Glicoamilase isomaltase
CARBOIDRATOS: DIGESTÃO
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CARBOIDRATOS: DIGESTÃO
A digestão dos carboidratos começa na boca 
A saliva contém a enzima amilase (ptialina) que catalisa a hidrólise do amido a maltose e outros polímeros pequenos de glicose (3 a 9 moléculas).
Inativada em valores de pH abaixo de 4,0 – inativa no estômago.
Principal função: lubrificar e umedecer o alimento
No estômago não ocorre digestão de carboidratos, exceto aquelas catalisada pela amilase salivar.
Intestino delgado
Local
onde ocorre a principal digestão dos carboidratos
Suco pancreático: contém amilase pancreática (pH 7,1), que catalisa a hidrólise do amido e dextrinas gerando maltose.
A maltose é hidrolisada a glicose, através da enzima maltase (células. da mucosa intestinal). 
As células da mucosa intestinal também contém sacarase e lactase.
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CARBOIDRATOS: ABSORÇÃO
Praticamente todos os carboidratos dos alimentos são absorvidos na forma de monossacarídeos, principalmente glicose (80%) e em menor quantidade lactose e frutose (20%).
A glicose e a galactose são transportadas pelo mecanismo de co-transporte do sódio.
Inicialmente o sódio (Na+) é ativamente transportado através das membranas basolaterais das células epiteliais intestinais pela Na+/K+ ATPase para os espaços paracelulares com depleção de sódio no interior das células epiteliais.
A diminuição do sódio intracelular causa difusão facilitada de sódio do lúmem intestinal para o interior das células epiteliais. O sódio combina-se com uma proteína transportadora que transportará o sódio quando também estiver combinada com alguma outra substância, como a glicose.
A combinação simultânea da glicose e o sódio com a proteína transportadora permite o transporte das duas substâncias juntas para o interior da célula.
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CARBOIDRATOS: ABSORÇÃO
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Glicose pode ser administrada e.v . Glicosúria (diabetes), glicosúria alimentar, glicosúria emocional. A d galactose é convertida a D-glicose no fígado por uma enzima específica epimerase. Galactosemia incapacidade de algumas crianças em metabolizar galactose – defic. Da enz. Galactose 1-fosfato uridil transferase e galactocinase. A galactose é transformada em glicose no fígado. Hemoglobina glicosilada.
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Glicação da mielina pode causar diminuição da condução nervosa, a glicação de leucócitos causa diminuição da função dos mesmos, quimiotaxia, diapedese e fagocitose, diminui atividade antimicrobiana.
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O glicogênio é formado no organismo a partir da glicose (glicogênese) e hidrolisado para formar glicose livre (glicogenólise).
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Celulose função de fibra, aumenta do volume fecal e previne constipação.