Aula 2 - Metabolismo dos Carboidratos

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Metabolismo dos 
Carboidratos
Prof. Fabiano Kenji Haraguchi
• São as biomoléculas mais abundantes da natureza
• Fórmula geral: [C(H2O)]n – hidratos de carbono
• Funções dos carboidratos
– Principal combustível energético para os organismos heterotróficos
– Função estrutural: paredes celular, matrix extracelular
– Lubrificação das junções ósseas
– Reconhecimento e adesão celular
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CLASSIFICAÇÃO 
Classe Subgrupo Componentes
Açúcares
(1-2)
Monossacarídeos Glicose, galactose, frutose
Dissacarídeos sacarose, lactose, trealose
Polióis Sorbitol, manitol
Oligossacarídeos
(3-10)
malto-oligossacarídeos
(digeríveis)
maltodextrina
outros oligossacarídeos
(não digeríveis)
Rafinose, estaquiose,
frutooligossacarídeos
(FOS)
Polissacarídeos
(>10)
amido
Amilose, amilopectina,
amidos modificados
Outros polissacarídeos
ou não amidos
Celulose, hemicelulose
(fibras do cereal), pectina
(hortaliças e frutas).
MONOSSACARÍDEOS
 São os CHO mais simples, constituídos de 3 a 7 átomos de carbono
 São os monômeros à partir dos quais são formados os outros CHO mais
complexos
 São muito solúveis em água, sendo facilmente transportados pelo corpo;
 Os nomes dados aos monossacarídeos são formados por um prefixo que
indica o número de carbonos e um sufixo “ose”
Número de carbonos Sufixo (ose) Fórmula geral
3 Triose C3H6O3
4 Tetrose C4H8O4
5 Pentose C5H10O5
6 Hexose C6H12O6
7 Heptose C7H14O7
MONOSSACARÍDEOS DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
Monossacarídeo Carboidrato Papel biológico
Pentose
Ribose
Matéria-prima necessária à produção de ácido
ribonucléico (RNA).
Desoxirribose
Matéria-prima necessária à produção de ácido 
desoxirribonucléico (DNA).
Hexose
Glicose Principal combustível celular
Frutose
Desempenha papel fundamentalmente 
energético, é encontrada em frutas.
Galactose
Um dos monossacarídeos componentes da 
lactose do leite; também tem papel energético.
Glicose:
 É o monossacarídeo mais importante
 Mais amplamente distribuído na natureza
 Dextrose
Frutose:
 É o mais doce entre os monossacarídeos
 “açúcar” das frutas (1-7%), mel (40%)
Galactose:
 Raramente encontrada livre na natureza
 Principal fonte: lactose
⪫ O açúcar invertido
⪫ Xarope de milho com alto teor de frutose
DISSACARÍDEOS
 São constituídos pela união de dois monossacarídeos. Estes encontram-se ligados
através de uma ligação glicosídica. Observe abaixo:
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Podem ser divididos em duas classes: digeríveis e não digeríveis.
Digeríveis- Maltodextrina – Polímeros de glicose não metabolizáveis de
forma rápida no organismo humano
Não-digeríveis
 Rafinose, estaquiose, inulina, FOS
OLIGOSSACARÍDEOS
A rafinose é um trissacarídeo
constituído de resíduos de galactose,
glicose e frutose. É encontrada na soja
(1,9%), no feijão (0,5%), no grão-de-bico
(1,0%) e na lentilha (0,6%), açúcar da
beterraba.
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A estaquiose um tetrassacarídeo composto por duas galactoses, uma glicose e
uma frutose, encontrado nas leguminosas e abóbora.
Os FOS (Frutooligossacarideos) são polímeros naturais
de frutose usualmente encontrados ligados a uma
molécula inicial de glicose. Também podem ser produzidos
comercialmente por uma ação enzimática sobre a sacarose. Encontrados no trigo,
centeio, aspargos, cebola, chicória e alcachofra, tomate, banana, cevada, centeio,
alho, girassol.
Os FOS são produzidos pela hidrólise da inulina, têm cerca de 30% da doçura da
sacarose, paladar agradável, e são estáveis em pH acima de 3 e temperaturas até
140 ºC.
Dose segura máxima para seres humanos: 2,17mg/Kg/dia.
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A Inulina é um carboidrato cuja cadeia é composta predominantemente por 
unidades de frutose (frutana), com uma unidade de glicose terminal, sendo a 
ligação entre as moléculas de frutose do tipo β (2-1).
Valor calórico: 1 Kcal/g. Particularmente abundante nas raízes da chicória, 
de onde é extraída industrialmente. 
POLISSACARÍDEOS
 São polímeros formados por vários monossacarídeos unidos entre si;
 São insolúveis em água. Sua insolubilidade é vantajosa para os seres vivos, pois,
permite que eles participem como componentes estruturais da célula ou que
funcionem como armazenadores de energia;
 Estas macromoléculas podem ser desdobrados em monossacarídeos por
hidrólise;
POLICARÍDEOS DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
Carboidrato Constituição Ocorrência
Papel 
biológico
Amido Glicose
Substância característica de vegetais sendo
encontradas em raízes, caules e sementes. O
excesso de glicose produzida durante a
fotossíntese é armazenada na forma de
amido. Esta
Presente em grande quantidade nas massas
(feitas de amido).
É a reserva 
energética dos 
vegetais.
Glicogênio Glicose
Encontrado no fígado e músculos. O excesso
de glicose obtido na alimentação é
acumulado nas células destes órgãos.
Constitui a 
reserva 
energética dos 
animais.
Celulose glicose
Componente esquelético da parede de
células vegetais, é o carboidrato mais
abundante na natureza. Humanos não
possuem as enzimas capazes de digerir esta
molécula.
Funciona como
reforço da
parede celular.
Quitina
N-
acetilglucosam
ina
Ocorre na parede celular dos fungos e no
exoesqueleto dos artrópodes, como insetos,
aranhas e crustáceos.
Constitui o
exoesqueleto
dos
artrópodes.
A celulose constitui a parede celular de 
células vegetais.
Exoesqueleto: um tipo de carboidrato
A celulose é um polímero não-ramificado de glicose com ligações 
glicosídicas β-1,4
Camadas de fibras de celulose
O amido é um polímero de glicose com ligações glicosídicas α-1,4 
e ramificaçõesα-1,6
O glicogênio também é um polímero de glicose com ligações glicosídicas α-1,4 e ramificaçõesα-1,6
Fibras
Fibra dietética x Fibra funcional
• As fibras insolúveis e solúveis
– Sequestram ácidos biliares fecais;
– Impedem a absorção de gordura e colesterol dietéticos;
• Os oligossacarídeos não digeríveis
– Produção de AGCC
• Intensificam a absorção de H2O e Na
+;
• Aumentam a proliferação dos colonócitos;
• Energia metabólica;
• Intensificam o fluxo sanguíneo colônico;
• Aumentam a produção de hormônios GI;
• Principais AGCC
– Butirato (4C)
• Principal fonte de energia dos colonócitos;
– Propionato(3C)
• Importante para o metabolismo de lipídeos e glicose no fígado
As fibras e os lipídeos séricos
Digestão dos carboidratos
• 2 Maneiras
– Difusão passiva
– Absorção ativa
Absorção dos carboidratos
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INTOLERÂNCIA À 
LACTOSE
Metabolismo dos carboidratos
INSULINA
GLICOSE
A utilização de glicose pelos tecidos
Metabolismo dos carboidratos
Fígado
 Órgão “central”, regulador
 Converte Gal e Fru em Glc
Galactosemia
Ácidos graxos
Manutenção da glicemia sanguínea
Glicólise
Glicólise aeróbia Glicólise anaeróbia
Glicogênio
Glicólise aeróbia
Glicogênio??
Controle hormonal da glicemia
GH – Hormônio do crescimento
 Antagoniza a ação insulínica
 Aumenta a lipólise
 Possível efeito diabetogênico – (aumenta a glicose sanguínea)
Tiroxina (T4)
 Estimula o metabolismo hepático e muscular
 Aumenta a absorção intesinal
 Aumenta: glicogenólise, gliconeogênese
Epinefrina (Adrenalina)
 Aumenta a gliconeogênese (fígado) e glicogenólise (mm e fígado)
 Inibe a glicogênese
Controle hormonal da glicemia
Glicocorticóides
 Catabolismo proteico para a gliconeogênese
 Lipólise – reduz a utilização da glicose
Glucagon
 Estimula a glicogenólise hepática e gliconeogênse
 Inibe a glicólise muscular
Insulina
 Único que reduz a glicemia
 Promove a glicólise, glicogênese, lipogênese
Peptídeo 1 semelhante ao glucagon (GLP-1_) e Peptídeo insulinotrópico
dependente de glicose(GIP)
 Estimula a liberação de insulina
 GIP diminui a secreção de glucagon
Índice Glicêmico
• Pode ser definido quanto a capacidade de um alimento em elevar a 
glicemia sanguínea quando comparado a um alimento de referência 
(Jenkins, 1981) – pão branco ou glicose
• Considera-se o aumento da glicose sanguínea no período de 2 hr
após a ingestão de 50g de CHO disponível
Alto índice glicêmico (> 70)
Moderado índice glicêmico (55-70)
Baixo índice glicêmico (< 55)
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FATORES QUE INFLUENCIAM O ÍNDICE GLICÊMICO DOS 
ALIMENTOS
1) Quantidade de carboidratos
2) Natureza dos monossacarídeos presentes: glicose, frutose e 
sacarose
3)Natureza do amido:
Amilose: amilopectina
Amido resistente
4)Processo de preparo do alimento
Tamanho da partícula
Forma do alimento
5) Outros componentes presentes no alimento:
Lipídios e proteínas;
Fibra dietética;
TABELA INTERNACIONAL IG
Carga Glicêmica
• A carga glicêmica é um sistema de classificação da quantidade de 
carboidratos em porções de alimento baseado no seu IG e tamanho da 
porção.
• Baixa CG - <10
• Média CG – (<11 a 19)
• Alta CG – (>20)
Ex: Melancia
CG= 6 x 72/100 = 4,32
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Brasil: Portaria 234 da Agência Nacional de Vigilância 
Sanitária/MS.
Os adoçantes dividem-se em duas classes:
Os nutritivos ou calóricos e,
Os não-nutritivos ou não-calóricos.
EDULCORANTES
Edulcorantes não-calóricos - Classe artificial
1.Sacarina (sulfobenzamida) - mais antigo.
Poder adoçante: 300 a 400 x maior do que a sacarose;
É absorvida, mas não metabolizada;
IDA: 2,5 mg/Kg/dia. Baixo custo.
Não deve ser fervido - gosto amargo.
Uso restrito em hipertensos, renais e ascíticos que necessitam de restrição de
sódio.
2. Ciclamato (ácido ciclo-hexanessulfâmico):
Poder adoçante 30 a 40 vezes maior do que a sacarose.
Metabolização baixa e variável:
Eliminado pelas fezes (~80%)
IDA: 11 mg/Kg/dia. Baixo custo.
Suporta altas temperaturas e presença de ácidos.
Seu uso é limitado nas grávidas: possível efeito teratogênico
Mesmas restrições da sacarina, e atualmente é proibido nos EUA.
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3. Acesulfame K
Semelhança estrutural à sacarina.
Não é metabolizado
IDA: 15 mg/Kg/dia.
Poder adoçante: 180 a 200 x maior do que a sacarose.
Não deve ser fervido - gosto amargo.
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Edulcorantes não - calóricos - classe natural
1. Stevia:
Proveniente da planta Stevia rebandiana, natural do Paraguai, Brasil e
Argentina.
Metabolismo pouco conhecido.
Poder adoçante: 250 a 300 x maior do que a sacarose.
IDA: 5,5 mg/Kg/dia.
2. Sucralose
Derivada da sacarose da cana-de-açúcar.
Poder adoçante: 600 vezes maior do que a sacarose.
Fornece 4 Kcal/g, mas é considerada não-calórica pois não é
metabolizada. IDA: 5mg/Kg/dia. É termorresistente.
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3. sorbitol
Encontrado em frutas e vegetais e artificialmente, a partir da hidrogenação da
glicose.
Apresenta 4Kcal/g. Fontes: maçã e a ameixa.
Poder adoçante: 40 x maior do que o da sacarose.
Absorção muito lenta / 70% do total ingerido é absorvido.
IDA: 150mg/Kg/dia.
Quantidades superiores a 30 g/dia: diarréia osmótica.
4. Xilitol
Encontrado naturalmente na framboesa, morango, espinafre e couve-flor. Sua
produção comercial é feita a partir de bétulas.
Apresenta 4Kcal/g.
Poder adoçante: 40 x maior do que o da sacarose.
Pouco absorvido.
IDA: desconhecida.
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5. Frutose:
Levulose ou açúcar das frutas.
Poder adoçante depende do pH e temperatura, em geral é 2,2 x maior do que
a sacarose.
IDA: 40 g/dia ou 0,5g/Kg/dia.
Efeito laxativo: a partir de 70 a 100 g/dia.
6. Aspartame:
Edulcorante peptídico, sintético, totalmente metabolizável, composto por
dois aminoácidos - fenilalanina (50%) e aspartato (40%) e pelo álcool
metanol (10%).
Poder adoçante: 180 a 200 x maior do que a sacarose.
IDA: 50 mg/Kg/dia.
Fornece 4 Kcal/g.
Uso restrito em pacientes nefropatas, encefalopatia hepática, e outros.
É proibido para fenilcetonúricos.