aula 04 carboidrato

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Aula 4 - Carboidratos
Estudos em Fisiologia Humana
Bioquímica
Institucionais da Saúde
Profa. MSc. Isis
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Alimentação Diária
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Fonte Primária de Energia
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Carboidratos
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Fotossíntese X Respiração
Basicamente, a fotossíntese é uma reação com dois reagentes e dois produtos: Gás carbônico + água dão origem a glicose + oxigênio. Esta reação ocorre com consumo energético.
É um processo aeróbio (fosforilação oxidativa). O processo básico é o contrário da fotossíntese, invertendo-se os produtos e os reagentes: oxigênio + glicose dão origem a gás carbônico + água (em forma de vapor). Ocorre consumo energético. 
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Fonte Primária de Carboidrato
Pela ação da fotossíntese são produzidos carboidratos;
Para cada molécula de glicose produzida na fotossíntese são gastos 6 moléculas de CO2, 18 de ATP e 12 de NADPH;
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Carboidratos
São as biomoléculas mais abundantes da Terra.
A cada ano, a fotossíntese converte mais de 100 milhões de toneladas de CO2 e H2O em celulose e outros produtos vegetais.
Fórmula geral Cn (H2O)n
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Carboidratos
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Carboidratos
 
Os carboidratos são predominantemente, poliidroxialdeído ou poliidroxicetonas cíclicos.
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Carboidratos
Importância:
Papel chave nas interações células-células e no reconhecimento imune.
Reconhecimento celular;
Adesão celular;
Estrutura celular : Peptídeosglicanos, Proteoglicanos, quitina e celulose;
Reserva energética: glicose, amido, glicogênio
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Funções dos carboidratos: estrutural 
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Amido
Funções dos carboidratos: reserva energética
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Carboidratos
Três classes principais:
Monossacarídeos: unidade funcional dos carboidratos; 
Dissacarídeos: duas unidades de monossacarídeos;
Oligossacarídeos: 3 a 12 unidades
Polissacarídeos: Acima de 12 unidades
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Estrutura dos carboidratos: Monossacarídeos
São opticamente ativas
Moléculas com N centros quirais
Estereoisômeros são divididos em dois grupos que diferem na configuração do centro quiral mais distante do grupo carbonila: D isômeros e L isômeros. 
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Carboidratos
Monossacarídeos
 Consiste de uma única unidade de poliidroxialdeído ou cetona.
	 Grupo carbonila 
							 
							 
 Grupo carbonila
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Carboidratos
Monossacarídeos
Se o grupo carbonila está em uma das extremidades da cadeia carbônica (isto é, um aldeído), o monossacarídeo é uma aldose; 
Se o grupo carbonila está em qualquer outra posição ( uma cetona), é uma cetose.
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Aldose 
Cetose
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Carboidratos
Monossacarídeos
Os esqueletos de carbono variam de 3 a 7 átomos de carbono.
4C = Tetroses
5C = Pentoses
6C = Hexoses
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Epímeros – dois açúcares que diferem apenas na configuração ao redor de um átomo de carbono
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Carboidratos
Monossacarídeos
Os monossacarídeos comuns possuem estruturas cíclicas.
Em soluções aquosas os açúcares que possuem 5 ou 6C ocorrem normalmente como moléculas cíclicas, em lugar das formas de cadeias abertas.
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Formação de Hemiacetais
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Formação das duas formas cíclicas da D-glicose: 
Aldeído do C-1 com OH do C-5 forma a ligação
Hemiacetal e produz dois 
Estereoisômeros: anômero  e  
Glicose: D-glicose e L-glicose
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Monossacarídeos são agentes redutores
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Carboidratos
Oligossacarídeos
São compostos por cadeias curtas de unidades monossacarídicas, unidas entre si por ligações glicosídicas. Os mais comuns são os dissacarídeos.
Maltose D-glicose + D-glicose
Lactose D-glicose + D-galactose
Sacarose D-glicose + D-frutose
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Carboidratos
Oligossacarídeos
Ligações Glicosídicas.
 Unem dois ou mais monossacarídeos.
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Lactose: 
açúcar redutor
presente no leite 
D-galactosidase ou lactase intestinal: comum a ausência em africanos e orientais: Intolerância à lactose
Sacarose: 
açúcar não redutor
Formado somente por plantas 
Trealose: 
 
açúcar não redutor
Fonte de armazenamento de energia presente na hemolinfa de insetos
Estrutura dos carboidratos: Dissacarídeos
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Carboidratos
Polissacarídeos
Possuem mais de 20 unidades de monossacarídeos
Homopolissacarídeos – contém apenas um único tipo de unidade monomérica.
			Amido e Glicogênio
			Celulose e Quitina
Heteropolissacarídeos – contém 2 ou mais tipos diferentes de unidades monoméricas.
			Peptideoglicano
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Homopolissacarídeos: forma de armazenamento de energia (amido e glicogênio) e componente estrutural de parede celular de vegetais e exoesqueleto (celulose e quitina)
Heteropolissacarídeos: suporte extracelular em muitas formas de vida e componente estrutural de parede celular de bactérias
Estrutura dos carboidratos: 
Polissacarídeos ou glicanos
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Carboidratos
Homopolissacarídeos
Celulose - Glc (b14)
É o principal componente das plantas.
É o polissacarídeo mais abundante na natureza.
Função: estrutural e de resistência mecânica.
É um homopolissacarídeo linear e não ramificado.
Os animais não possuem as enzimas chamadas celulases que hidrolisam a celulose em glicose. Essas enzimas são encontradas nas bactérias.
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Homopolissacarídeos: celulose e quitina
Estrutura da celulose: polímero de -D-glicose
10.000 a 15.000 D-glicose cadeias lineares alinhadas lado a lado e estabilizadas por ligacões de H
intra- e intercadeias
Polissacarídeos estruturais: Celulose
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Carboidratos Homopolissacarídeos
Quitina -
É o principal componente exoesqueleto dos artrópodes.
 É o segundo polissacarídeo mais abundante na natureza
Função: estrutural e de resistência mecânica.
É um homopolissacarídeo linear e não ramificado, constituído de resíduos de N-acetilglicosamina em ligações b.
Não pode se digerido por vertebrados.
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Carboidratos
Homopolissacarídeos
Amido e Glicogênio - Glc (a14) ramificações (a16) 
Fontes de energia.
Armazenamento nos vegetais e animais respectivamente.
São Homopolissacarídeos com cadeias ramificadas
Enzimas agem nas extremidades não redutoras liberando o monossacarídeo
Digestão: -amilase (saliva e intestino) quebra as ligações glicosídicas.
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Amilose: linear, ligações glicosídicas (14) 
Amilopectina: ramificado; ligações glicosídicas (14) 
e (16) a cada 24 a 30 resíduos
Amido: dois tipos de polímeros de -D-glicose (amilose e amilopectina) 
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GLICOGÊNIO:
Definição: polímero de -D-glicose ramificado.
Encontrado: Fígado e músculos esqueléticos.
Similar à amilopectina, porém mais densamente ramificado: cada ramo 8-12 resíduos 
Fígado: 7% do peso úmido 0,01 M (glicose livre = 0,4M)
-amilases (saliva e secreção intestinal: degradam ligações  14
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Grânulos de amido
Grânulos de glicogênio
Amilose
Amilopectina
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Carboidratos Heteropolissacarídeos
Peptideoglicano 
É o principal componente parede celular das bactérias.
Composto de resíduos alternados de N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurâmico em ligação (b1 4).
A enzima lisozima mata as bactérias porque ela hidroliza a ligação glicosídica (b1 4) entre o N-acetilglicosamina e o ácido N-acetilmurâmico 
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Heteropolissacarídeo: N-acetilglicosamina alternado com ác. N-acetilmurâmico (ligações (14).
Componente do peptideoglicano da parede celular de Staphylococcus aureus (bactéria gram +)
Forma um envelope que protege a bactéria de lise osmótica. Lisozima: rompe a Ligação 14. 
Penicilina (Fleming) inibe a enzima transpeptidase responsável pelas ligações cruzadas: bactéria é lisada Penicilinase (bactérias resistentes)  desenvolvimento de penicilinas semi-sintéticas.
Polissacarídeos estruturais: Peptídeoglicanos
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Carboidratos Heteropolissacarídeos
Glicosaminoglicanos 
Polímeros lineares compostos de repetições de dissacarídeos. 
Substância
com aparência de gel presente na matrix extracelular (espaço extracelular em tecidos de animais multicelulares).
Função: mantêm as células unidas e cria um ambiente para difusão dos nutrientes e oxigênio para as células. 
A matrix extracelular é composta por uma rede de heteropolissacarídeos e proteínas fibrosas como colágeno, elastina, fibronectina e laminina.
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Grupos Sangüíneos: A, B, AB e O.
As distinções dependem das porções oligossacarídicas nas superfícies das células sangüíneas.
	Tipo A: N-acetilgalactosamina
	Tipo B: -D-galactose
	Tipo AB: N-acetilgalactosamina + -D-galactose
	Tipo O: nenhum desses terminais estão presentes.
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Glicoproteínas
Oligossacarídeos ligados covalentemente a proteínas.
São encontradas na face externa da membrana plasmática, na matriz extracelular e no sangue (anticorpos).
A porção oligossacarídica é um importante sítio de reconhecimento e ligação entre proteínas.
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Deficiência na digestão de Carboidratos
 Intolerância à Lactose
 Incapacidade de digerir a lactose.
Falta da enzima intestinal (lactase) que quebra a ligação glicosídica da lactose (presente no leite e nos derivados de leite). 
 Dessa maneira a lactose é degradada pelas bactérias intestinais que acabam por liberarem substâncias tóxicas (ácido lático, gases) levando a problemas intestinais.
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Deficiência na digestão de Carboidratos
 Intolerância à Lactose
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Problemas – Avaliação Formativa (2,0 pontos)
1) Em quais tecidos ocorrem as principais reservas de glicogênio?
2) Explique como é sintetizado o glicogênio.
3) Explique a síntese de amido.
4) Quais são os produtos da hidrólise da sacarose e lactose que ocorre por enzimas no intestino delgado?
5) Quais as reações que ocorrem com a frutose e galactose até chegar a produtos que possam ser consumidos pela via glicolítica? 
6) Como se consegue energia química após bebermos leite?
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