Carboidratos: Fonte de Energia e Classificação

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Nutrição Humana
Unidade III – Carboidratos
Carboidratos 
- Também chamados de “hidratos de carbono”, glicídios ou açúcares; 
- Macromolécula: Cn(H2O)n: C1:H2:O1 
- Principal fonte de energia para a maioria das células do organismo – mais abundantes na natureza;
Função dos carboidratos 
- Energia; 
- Poupadora de proteína: impede que a proteína seja utilizada para a produção de energia;
- O glicogênio é uma importante fonte emergencial de energia contrátil
- (SNC) O cérebro não armazena glicose e dessa maneira depende minuto a minuto de um suprimento de glicose sanguínea. Uma interrupção prolongada glicêmica pode causar danos irrelevantes no cérebro.
Classificação dos Carboidratos
 
Trioses – 3 carbonos
(gliceraldeído e diidroxicetona)
Tetrose – 4 carbonos
(eritrose e treose)
Pentose – 5 carbonos
(ribose, arabinose, xilulose e ribulose)
Hexose – 6 carbonos
(glicose, manose, galactose,frutose e sorbose)
 De acordo com o Grau de Polimerização (número de unidades de monossacarídeos):
- Monossacarídeos: simples (unidade única) – 3 a 6 carbonos.
- Dissacarídeos: 2 monossacarídeos com 6 átomos de Carbono
- Oligossacarídeos: 3 a 10 monossacarídeos
- Polissacarídeos: mais de 10 monossacarídeos
GLICOSE
• Unidade básica dos polissacarídeos;
• Encontrada nas frutas e nos vegetais;
• Moderadamente doce;
• Forma na qual todos os outros CHO são convertidos para utilização pelas células: todos os tipos de açúcar se transformam em glicose.
• Glicose ou dextrose: forma de açúcar que circula no sangue e se oxida para fornecer energia;
• A dextrose é a glicose produzida após hidrólise do amido de milho.
FRUTOSE
• Ou açúcar das frutas, também chamada de levulose;
• Encontrada associada a glicose em frutas e vegetais;
• Encontrada em frutas, mel e xarope de milho;
• Mais doce que a glicose;
• Dietas com alto teor de frutose (em conjunto com outros fatores) poderia contribuir para a diabetes mellitus tipo2 e a síndrome metabólica.
GALACTOSE
• Não ocorre sob forma livre na natureza;
• Último dos monossacarídeos de importância nutricional;
• Encontrada associada a glicose no leite (lactose);
• Menos doce que a glicose;
• No organismo, a glicose se associa a galactose para formar lactose.
• Dissacarídeos
- Possui sabor adocicado -> liberação de serotonina: poder sedativo
- Precisam ser digeridos para serem absorvidos;
Açúcar invertido é a forma natural de açúcar (por hidrólise resulta de partes iguais de glicose e frutose). Forma cristais menores que a sacarose e possui maior poder edulcorante. Ex: mel.
Sacarose
• Açúcar mais doce de todos;
• Encontrada nas frutas e vegetais (cana-de-açúcar e beterraba);
• Invertase ou sacarase hidrolisa a sacarose em glicose e frutose;
• É mais prevalente dissacarídeo na alimentação.
Lactose
• Não existe livre na natureza, só no leite de mamíferos;
• Possui fraco sabor doce ~ 1/6 da sacarose;
• Lactase desdobra a lactose em glicose e galactose.
Maltose
• Não existe livre na natureza;
• Pela ação da maltase é desdobrada em duas moléculas de glicose;
• Formada no organismo humano durante a digestão do amido.
Oligossacarídeos
▫ Contém de 3 a 10 unidades de monossacarídeos;
▫ Maltodextrina, inulina, oligofrutose, estaquiose e rafinose;
▫ Ligados de tal forma que as enzimas digestivas não conseguem quebrá-los: são resistentes à ação digestiva em humanos: exceção ->maltodextrina
▫ No intestino grosso, as bactérias intestinais os metabolizam, produzindo gases;
▫ Rafinose -> açúcar da beterraba (galactose, glicose e frutose)
▫ Estaquiose -> leguminosas e abóbora (duas galactoses, glicose e frutose)
Polissacarídeos
▫ Formados pela combinação de um grande número de monossacarídeos, a maior parte glicose -> ligações
glicosídicas
▫ Também conhecidos como carboidratos complexos. Amido, glicogênio, polissacarídeos não amido (fibra alimentar
pectina, gomas e celulose)
▫ Não possuem sabor doce.
Ligação Glicosídica
Ligação covalente entre as unidades de monossacarídeos.
Sempre denominada por uma letra grega (alfa ou beta), dependendo da posição de átomos de H e da –OH do carbono1.
Classificação dos Carboidratos
De acordo com a digestibilidade:
• Carboidratos digeríveis: são capazes de sofrer degradação pelas enzimas humanas.
AMIDO, SACAROSE, LACTOSE, MALTOSE e ISOMALTOSE
• Carboidratos parcialmente digeríveis: por alguma razão não sofrem digestão no intestino delgado.
AMIDO RESISTENTE
• Carboidratos não digeríveis: incapazes de sofrer degradação pelas enzimas humanas – fermentação pelas bactérias
Intestinais.
POLISSACARÍDEOS NÃO AMIDO,
OLIGOSSACARÍDEOS E AMIDO RESISTENTE
Principais Carboidratos da Dieta
Absorção dos Carboidratos
• Glicose, galactose e frutose atravessam a célula da mucosa e, através dos capilares das vilosidades, entram na corrente sanguínea, onde são levados pela veia porta até o fígado;
• Glicose e Galactose: transporte ativo, carreador dependente de sódio (membrana apical) e difusão
facilitada na membrana basolateral.
• Frutose: difusão facilitada
Índice Glicêmico
A alteração na área da curva glicêmica após a ingestão de uma dose de carboidrato (50g) de um alimento, em um período de 2h após o consumo, comparado à ingestão da mesma dose de carboidrato derivado de um alimento padrão, como a glicose ou pão branco, testado no mesmo indivíduo, sob as mesmas condições, utilizando a glicemia inicial desse indivíduo como padrão inicial de avaliação.
• Fatores responsáveis pela redução do IG no alimento:
▫ Preparo, processamento e armazenamento;
▫ Concentração de frutose no alimento;
▫ Concentração de galactose no alimento;
▫ Presença de fibras, como a goma guar e beta-glicanos;
▫ Presença de inibidores de amilase: lecitinas e fitatos;
▫ Adição de proteínas e lipídeos às refeições;
▫ Relação amilopectina/amilose
Carga Glicêmica
É a medida de elevação da glicemia diante do consumo de um alimento específico em uma refeição.
Multiplica-se a quantidade de carboidratos disponíveis na porção do alimento em teste pelo IG do respectivo alimento e divide-se o resultado por 100.
CG = IG do alimento x quantidade de carboidrato ingerido (g)
_______________________________________
 100
Assim, a CG ajusta o valor do IG com base no tamanho da porção do alimento CONSUMIDA.
Armazenamento da Glicose
(Glicogênese)
• Assim que são captadas pelas células, as moléculas de glicose são convertidas em glicose-6P.
• Esse mecanismo mantém a permanência deste nutriente dentro da célula (espaço intracelular);
• Insulina: estimula a síntese de glicogênio e inibe sua degradação. (Hormônio anabólico)
Mobilização do Glicogênio
(Glicogenólise)
• Aproximadamente 2h após a refeição, a gradativa redução da glicemia induz o organismo a buscar mecanismos capazes de reverter esse quadro;
• Fígado: enzima glicose 6-fosfatase -> retira fosfato -> liberaglicose para corrente sanguínea (glicogenólise).
1 – Quebra do glicogênio hepático:
Mobilização da Glicose
(Glicólise)
• O processo de formação de energia (ATP) envolve glicólise (citoplasma), ciclo de Krebs e cadeia respiratória
(mitocôndria).
• Alguns tecidos utilizam a glicose como único substrato energético: eritrócitos e os neurônios;
• A degradação da glicose pode ser iniciada logo após sua captação celular: fosforilada a glicose 6P (dieta ou a
armazenada em forma de glicogênio);
• Glicogenólise -> lise do glicogênio -> glicose (glicólise) -> gerar ATP.
Degradação Citossólica:
• Indispensável para algumas células, como as hemácias e para as células do músculo esquelético (em alta atividade);
• Glicólise Anaeróbica (ausência de O2) -> piruvato -> lactato
• A produção de lactato (embora tóxico) é essencial para a síntese do NAD e manutenção do processo da glicólise.
Oxidação do Piruvato
• Na presença de oxigênio, as moléculas deglicose são convertidas em AcetilCoA, pela ação da piruvato desidrogenase -> Para que isso ocorra, o piruvato deve ser transportado para a matriz mitocondrial;
• Na mitocôndria, o piruvato é oxidado em AcetilCoA e desta forma o Acetil CoA é condensado com o oxalacetato e entra no ciclo de Krebs.
• A partir desta reação, forma-se citrato pela enzima citrato sintetase.
• O citrato é oxidado por diversas etapas até oxalacetato novamente. A cada volta do ciclo de Krebs, forma-se agentes redutores (NAD e FADH2) que serão levados à cadeia respiratória para síntese de
ATP.
Gliconeogênese
• Formação de nova glicose por fontes não CHO;
• Nutrientes glicogênicos: aa glicogênicos, lactato e glicerol;
• Acredita-se que o organismo seja capaz de sintetizar 130g de glicose pela gliconeogênese;
• Em períodos de inanição, a gliconeogênese não seria capaz de suprir as necessidades isoladamente. Logo, após 72h de jejum, o cérebro se adapta ao uso de corpos cetônicos como fonte de energia.
Ingestão mínima diária de carboidratos de 130g para indivíduosacima de 1 ano de idade, 175g para gestantes e 210g para nutrizes.
Fibras Alimentares
• É a parte comestível das plantas ou carboidratos análogos que são resistentes à digestão e a absorção no intestino delgado de humanos, com fermentação completa ou parcial no intestino grosso;
• Considera-se fibras alimentares os polissacarídeos vegetais da dieta como a celulose, hemicelulose, lignina, pectinas, gomas, mucilagens e substâncias funcionalmente semelhantes como oligossacarídeos e amido resistente;
• Segundo as DRI, podem ser divididas em:
- Dietéticas: CHO não digeríveis e lignina e intactos das plantas;
- Funcionais: CHO não digeríveis isolados, com efeitos fisiológicos benéficos em humanos (laxação e/ou atenuação
do colesterol e/ou atenuação da glicose no sangue)
- Totais: somatório das fibras dietéticas e funcionais Fibras Alimentares
Os componentes da fração fibra estão presentes em especial nos grãos integrais, vegetais e frutas.
SOLÚVEIS (pectinas, gomas e mucilagens)
• Retardam o esvaziamento gástrico e o trânsito intestinal: absorção intestinal mais lenta;
• Retardam a absorção de glicose e diminuem a concentração sérica de colesterol;
• Altamente fermentáveis: podem ser fermentadas pela microflora intestinal à dióxido de carbono, metano, hidrogênio e ácidos graxos de cadeia curta (butirato, acetato e propianato).
FONTES: frutas, verduras, farelo de aveia e leguminosas (feijão, grão-de-bico, lentilha e ervilha).
INSOLÚVEIS: (celulose, hemicelulose e lignina)
• Seus efeitos fisiológicos estão mais relacionados com a laxação;
• Não sofrem fermentação no cólon ou sofrem parcialmente.
• Retém água: aumenta o bolo fecal e a maciez das fezes;
FONTES: farelo de trigo, grãos integrais e verduras.
• SOLÚVEIS:
- Gomas e mucilagens são de origem vegetal e podem ser classificadas em:
- Extrato de algas (ágar)
- Exsudatos de plantas (goma arábica)
- Gomas de sementes (psyllium)
• Retarda o esvaziamento gástrico;
• Fermentável;
• Reduz o colesterol plasmático e triacilglicerol do plasma;
• Aspecto viscoso usado como geleificadores.
- Beta glicanos: presentes na aveia e na cevada.
GALACTOLIGOSSACARÍDEOS
• Rafinose e estaquiose;
• Resistente à ação de enzimas hidrolíticas;
• Preferencialmente consumido por bifidobactérias (bactéria intestinal benéfica);
• Prevenção de diarreias patogênica, constipação, redução do colesterol, efeito anticancerígeno.
FONTE: frutas, hortaliças, legumes, cereais, leguminosas.
INULINA E FOS (FRUTANOS)
• Fermentados por bactérias no intestino (ácido láctico e ácidos carboxílicos de cadeia curta) -> diminuição do pH (aumento da ionização de minerais, solubilidade e estímulo a difusão passiva e ativa) -> melhora absorção de Ca, Mg e Fe
• Estímulo ao crescimento seletivo de bifidobactérias e redução das bactérias patogênicas;
• Extraído da raiz da chicória, tubérculos de alcachofra, cebola, alho, banana ou produzido industrialmente.
AMIDO RESISTENTE
• De ocorrência natural em alguns alimentos;
• Fração do amido que não é absorvido no intestino;
• Promove intensa fermentação bacteriana nas regiões distais do IG, aumento do peso das fezes e fluxo sanguíneo na região do ceco;
• Possui efeito laxativo;
• Ainda em estudo o efeito da diminuição da glicemia e colesterolemia;
FONTE: leguminosas, banana verde, batata cozida e congelada.
EFEITOS BENÉFICOS
1– Velocidade de esvaziamento gástrico e capacidade de absorção
• Normalização de lipídeos sanguíneos
• Redução de glicemia
2 - Capacidade de fermentação
3 – Contribuição energética (1,5 a 2,5kcal/g)
4 – Efeito laxativo (psyllium, inulina, oligofrutose, celulose e produtos derivados de aveia)
Fibras funcionais como goma guar, quitosana, amido resistente e Bglicanos não tem demonstrado resultado significativo nesse aspecto.
• SOLÚVEIS: fermentadas pelas bactérias do cólon:
Ácidos Graxos de Cadeia Curta
(butirato 16%, propianato 25% e acetato 62%).
▫ Fornecimento de energia necessária ao colonócito: crescimento e manutenção;
▫ Inibição do crescimento de células tumorais no cólon;
▫ Diminuição do pH intestinal -> equilíbrio na microflora intestinal;
▫ Facilitam a absorção de água e sódio.
Efeitos das fibras na Alimentação
1 – Terapêutico: tratamento de doenças como certas desordens do TGI;
• Constipação;
• Diverticulite;
• Desordens gástricas e biliares;
• Controle do diabetes (atrasa a absorção da glicose e atenua a resposta insulínica);
• Dietas para emagrecimento;
• Diminuir colesterol
2 – Preventivo:
• Dietas ricas em fibras e CHO complexos com redução concomitante das gorduras como meio de reduzir o risco de certas doenças como o câncer de cólon;
Dietas pobres em grãos integrais, frutas e vegetais e rica em gordura, carne e ingestão excessiva de energia,
• Existe uma hipótese de que compostos que causam o câncer estão presentes no fluido intestinal e são diluídos por meio das fibras dietéticas, sendo mais rapidamente excretados (produção de butirato e redução na produção de amônia no intestino). 
Biodisponibilidade da Fibra Alimentar
1 – Aumento do trânsito intestinal  Diminuição da absorção e reabsorção de minerais;
2 – Diluição do conteúdo intestinal e aumento do volume fecal;
3 – Formação de quelatos entre componentes de fibra e minerais
Fitato: Fe e Zn são os mais vulneráveis;
Oxalato: Ca, Mg e Zn formam complexos fibra-mineral-
oxalato difíceis de serem rompidos;
Taninos: café e chá contêm compostos fenólicos: o Fe parece ser o mais afetado.
Fibra Alimentar
• Estômago e duodeno
▫ Aumenta a salivação e a viscosidade do suco duodenal -> benéfico para pacientes com úlcera;
▫ Retardam o esvaziamento gástrico  aumento da saciedade -> redução da ingestão alimentar
• Intestino delgado
▫ Aumenta a velocidade do trânsito intestinal no ID proximal e retardam nas porções distais;
▫ Interagem com a glicose (fibra solúvel) e com o colesterol (fibra solúvel e insolúvel).
• Cólon
▫ Aumentam o peso (1g de fibra  eleva 15 g no peso das fezes e aumenta a maciez das fezes pela maior captação de
água e fermentação  dilui o conteúdo intestinal);
▫ Aumentam a frequência das evacuações;
▫ Diminuem a pressão do lúmen intestinal;
▫ Substrato para microflora intestinal;
▫ Mantém a função normal da parede do cólon (efeito trófico);
▫ Diminuem a diarreia;
Carboidratos
• O consumo de carboidratos apresentam efeitos fisiológicos importantes para a saúde:
▫ Produção de energia;
▫ Efeitos na saciedade e no esvaziamento gástrico;
▫ Controle do metabolismo da glicose sanguínea e insulina;
▫ Metabolismo do colesterol e triglicerídeos;
▫ Fermentação com produção de hidrogênio, metano, ácidos graxos de cadeia curta e função no controle colônico;
▫ Regularização da função intestinal;
▫ Efeitos na microflora intestinal.
Fibra Alimentar: recomendações
• DRI, 2002
Adultos e idosos: 10 a 13g fibras/ 1000kcal
Crianças acima de dois anos: idade + 5g até os 20 anos
• Chemin & Mura:14g/1000kcal ingeridas para reduzir risco coronariano