CONTEÚDO 2 - BIOENERGÉTICA E CARBOIDRATOS

Prévia do material em texto

CARBOIDRATOS
 
 Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza, apresentam como fórmula geral: CnH2nOn, e são
moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas:
 - Fonte de energia;
 - Reserva de energia;
 - Estrutural;
 - Matéria-prima para a biossíntese de outras biomoléculas.
 Na biosfera, há provavelmente mais carboidratos do que todas as outras matérias orgânicas juntas, graças à grande
abundância, no reino vegetal, de dois polímeros da D-glucose, o amido e a celulose. O carboidrato é a única fonte de energia aceita
pelo cérebro, importante para o funcionamento do coração e de todo sistema nervoso. O corpo armazena carboidratos em três
lugares: fígado (300 a 400g), músculo (glicogênio) e sangue (glicose). Os carboidratos evitam que nossos músculos sejam digeridos
para produção de energia, por isso se sua dieta for baixa em carboidratos, o corpo faz canibalismo muscular.
São classificados em monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.
 
Monossacarídeos
Os monossacarídeos geralmente têm sabor adocicado, de fórmula estrutural Cn(H2O)n. Esse "n" pode variar de 3 a 7 (trioses,
tetroses, pentoses, hexoses e heptoses), sendo os mais importantes as pentoses e hexoses. Não sofrem hidrólise : Glicose - Frutose
- Galactose - Manose
Os monossacarídeos ou açúcares simples constituem as moléculas dos carboidratos, as quais são relativamente pequenas, solúveis
em água e não hidrolisáveis.
 
Pentoses:
-Ribose C5H10O5 forma o RNA
-Desoxiribose C5H10O4 forma o DNA
Pentoses são monossacarídeos de 5 carbonos. Para os seres vivos, as pentoses mais importantes são a ribose e a desoxirribose,
que entram na composição química dos ácidos nucleícos, os quais comandam e coordenam as funções celulares.
 
Hexoses:
-Glicose: C6H12O6
-Frutose: C6H12O6
-Galactose: C6H12O6
Hexoses são monossacarídeos de 6 carbonos, que obedecem à fórmula geral - CnH2n0n (n=6). As hexoses mais importantes são a
glicose, a frutose e a galactose, principais fontes de energia para os seres vivos. Ricas em energia, as hexoses constituem os
principais combustíveis das células. São naturalmente sintetizadas por fotossíntese, processo de absorção de energia da luz.
 
Oligossacarídeos
Grupamento de dois a dez monossacarídeos através de ligação glicosídica. Os mais importantes são os dissacarídios.
 
Dissacarídeos:
Quando, por hidrólise, produzem dois monossacarídeos. Exemplo de dissacarídios: Maltose, sacarose, lactose.
Exemplo:
Sacarose + H2O → glicose + frutose
Maltose + H2O → glicose + glicose
Lactose + H2O → glicose + galactose
 
 
Polissacarídeos
Sofrem hidrólise produzindo grande quantidade de monossacarídeos. Ocorrem no talo e folhas vegetais e camada externa de
revestimento de grãos e são insolúveis em água.
Exemplo: Celulose, Amido e Glicogênio
Os polissacarídeos ou açúcares múltiplos são carboidratos formadas pela união de mais de dez moléculas monossacarídeas,
constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, geralmente de hexoses. Ao contrário dos mono e dos dissacarídeos, os
polissacarídeos são insolúveis em água; não alteram, pois, o equilíbrio osmótico das células e se prestam muito bem à função de
armazenamento ou reserva nutritiva. De acordo com a função que exercem os polissacarídeos classificam-se em energéticos e
estruturais. Polissacarídeos energéticos têm função de reserva nutritiva. Os mais importantes são o amido e o glicogênio.
 
Amido:
Principal produto de reserva nutritiva vegetal , o amido é geralmente encontrado em órgão de reserva nutritiva, como raízes do tipo
tuberosa (mandioca, batata doce, cará), caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos e sementes. Constitui um polímero de glicose
(mais ou menos 1.400 unidades de glicose) com ligação glicossídica.
O amido constitui-se de dois tipos diferentes de polissacarídeos: a amilose com cerca de 1.000 unidades de glicose numa longa
cadeia não ramificada enrolada em hélice e a amilopectina com cerca de 48 a 60 unidades de glicose dispostas em cadeias mais
curtas e ramificadas. Espiral helicoidal da amilose.
 
Glicogênio:
Polissacarídeo de reserva nutritiva dos animais, o glicogênio é encontrado, principalmente, nos músculos. Também é produto de
reserva dos fungos. Constitui um polímero de glicose (mais ou menos 30.000 resíduos de glicose) com ligação glicossídica e várias
ramificações.
Polissacarídeos estruturais entram na formação de algumas estruturas do corpo dos seres vivos. Os mais importantes são a celulose
e a quitina.
 
Quitina:
É um polissacarídeo que possui nitrogênio em suas unidades de acetilglicosamina. Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e é
também encontrada na parede celular dos fungos. A quitina é um polímero de acetilglicosamina com ligações β.
 
Observação: Existem outros tipos de polissacarídeos denominados hetropolissacarídeos que originam, por hidrólise, vários tipos
diferentes de monossacarídeos. Como, por exemplo, o ácido hialurônico, condroitinsulfato e a heparina.
 
 
Introdução ao metabolismo
 
Metabolismo: é o processo geral pelo qual os sistemas vivos adquirem e usam energia livre para realizarem suas
funções, é tradicionalmente dividido em duas partes.
 
1- O catabolismo ou degradação- é o processo no qual os nutrientes e os constituintes celulares são degradados
para o aproveitamento de seus componentes e/ou para geração de energia. Geralmente as reações metabólicas
realizam a oxidação das moléculas nutrientes.
 
2- O anabolismo ou biossíntese - é o processo no qual as biomoléculas são sintetizadas a partir de componentes
mais simples.
Os seres vivos necessitam de uma entrada contínua de energia livre para três objetivos principais:
1- desempenho de trabalho mecânico na contração muscular e em outros movimentos celulares,
2- transporte ativo de moléculas e íons,
3- síntese de macromoléculas e outras biomoléculas a partir de precursores simples.
 
As substâncias oxidáveis utilizadas pelos seres humanos, estão presentes nos seus alimentos, principalmente sob
forma dos carboidratos, lipídios e proteínas. Há também reservas endógenas de carboidratos e lipídios, que são
oxidadas nos intervalos das refeições.
A manutenção da vida celular depende da contínua ocorrência de um conjunto de reações químicas que devem
atender duas exigências fundamentais:
 
· precisam ser altamente específicas, de modo a gerar produtos definidos,
· devem ocorrer em velocidades adequadas para a fisiologia celular, a insuficiência na produção ou na remoção
de metabólitos podem levar a condições patológicas.
As reações orgânicas são sempre muito lentas, dada a complexidade e tamanho das moléculas, o que seria
incompatível com o processo vital. Estas reações necessitam ser catalisadas por aceleradores de reações chamados
de enzimas
 
Estrutura dos Carboidratos:
 
Os Carboidratos são moléculas orgânicas que contém carbono, hidrogênio e oxigênio e que em geral apresentam a
fórmula empírica (CH2O)n, ou seja CnH2nOn. A letra (n) descrita na fórmula representa o número de carbonos.
Na figura abaixo os carboidratos possuem 3 carbonos (C) , então aplicando a fórmula teremos C3H6O3. Os
carboidratos tem em sua estrutura os grupos funcionais aldeídos ou cetonas e contêm ainda grupos hidroxilas
(OH). Assim, eles são chamados de poliidroxialdeído ou poliidroxicetonas.
 
Há vários exemplos de carboidratos, mas a glicose e a frutose são muito conhecidas pela população em geral. A
glicose é um carboidrato com 6 carbonos, ou seja, C6H12O6 e possui o grupo funcional aldeído, enquanto a frutose
possui o mesmo número de carbonos, hidrogênio e oxigênio, C6H12O6, porém, possui um grupo funcional diferente,
o grupo cetona.
 
Os carboidratos com sabor doce, como sacarose, glicose e frutose, comuns na alimentação humana, são
chamadas de açúcares.
No início do século passado, foram adotadas por Fischer, as fórmulas no sentido linear, como as figuras acima. Um
outro pesquisador,chamado Tollens, verificou que as moléculas dos carboidratos, com mais de cinco carbonos tente
a formar um anel, ou seja, ficar na forma cíclica. Atualmente, adota-se as projeções propostas por Haworth, que
permite, uma visualização da molécula na forma cíclica. Menos de 1% de cada monossacarídeo com mais de cinco
carbonos na sua estrutura estão na forma de cadeia aberta, eles são encontrados predominantemente na forma
cíclica.
 
Digestão dos carboidratos
 
Os principais polissacarídeos da dieta são de origem animal (glicogênio) e vegetal (amido). Essa digestão é rápida e
geralmente está completa no momento que o conteúdo estomacal atinge a junção duodeno e jejuno. A hidrólise de
ligações glicosídicas é catalisada por uma família de glicosidases que degrada os carboidratos.
O amido é a principal fonte de carboidratos da dieta e, sendo um polissacarídeo, deve ser hidrolisado até glicose.
A digestão começa na boca, onde as ligações glicosídicas (ligações entre os carboidratos) são “quebradas” em
presença das enzimas especiais presentes na saliva (amilase salivar ou ptialina). A amilase salivar atua brevemente
sobre o amido da dieta, de maneira aleatória. Os produtos da digestão da amilase uma mistura de oligossacarídeos.
No estômago, há uma "parada"da digestão por causa do seu pH ácido, mas quando o seu conteúdo entra no
intestino delgado ele é neutralizado pelo bicarbonato e a amilase pancreática (secretada pelo pâncreas) continua o
processo de digestão do amido.
 
Resumindo, as hidrólises aleatórias do amido pelas enzimas amilases salivar e pancreática resultam em moléculas
polissacarídeas cada vez menores chamadas de dextrinas, até se reduzirem à condição de dissacarídeos chamadas
de maltoses. As maltoses serão hidrolisadas em duas moléculas de glicose, através da ação da enzima maltase.
 
 
 
A sacarose é um dissacarídeo que é quebrado pela ação da enzima sacarase em uma molécula de glicose e uma
de frutose
Transporte:
 
A glicose, presente na luz intestinal, é absorvida (por transporte ativo ou simples difusão) e encaminhada para o
sangue em concentrações controladas (glicemia).
Intolerância à lactose
 
 A mais comum dessas deficiências é a intolerância a lactose, causada pela ausência da enzima lactase.
Várias são as causas que podem culminar na ausência da lactase
 A lactase hidrolise a lactose, açúcar do leite, em glicose e galactose.
 
 A maioria das crianças possuem atividade máxima da lactase até os dois anos. Depois desse período pode-
se distinguir dois grupos: os que digerem a lactose, também chamados de lactose persistente ou normolactasia e os
que tem uma má digestão da lactose, também chamados de lactose não persistente ou hipolactasia. O grupo que
não digere a lactose corresponde a aproximadamente 75% da população mundial.O mecanismo pelo qual a enzima é
perdida ainda não é claro.
 A doença também pode ser congênita, ou seja, afetar a criança desde seu nascimento, porém essa é uma
doença rara de caráter autossômico e recessivo.
 A intolerância à lactose também pode estar relacionada a doenças intestinais como a doença de Crohn´s ou
drogas que danifiquem a mucosa do intestino delgado.
 O diagnóstico da intolerância à lactose pode ser realizado de duas maneiras. Uma delas envolve a realização
de uma curva glicêmica onde coleta-se uma amostra de sangue do paciente em jejum depois o paciente recebe uma
dose de lactose e novas amostras de sangue são coletadas após 15, 30, 60 e 90 minutos.
 
Exercício 1:
Os polissacarídeos sofrem hidrólise produzindo grande quantidade de monossacarídeos. Ocorrem no talo e folhas vegetais e
camada externa de revestimento de grãos e são insolúveis em água. O glicogênio é um polissacarídeo de reserva nutritiva dos
animais, sendo encontrado principalmente nos músculos. Também é produto de reserva dos fungos. Constitui um polímero de mais
ou menos 30.000 resíduos, com ligações glicosídicas e várias ramificações. Após uma hidrólise completa do polissacarídeo
glicogênio, no processo digestório, deve-se obter muitos monossacarídeos do tipo:
A)
glicose
B)
galactose
C)
frutose
D)
sacarose
E)
maltose
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
A) 
Exercício 2:
A intolerância à lactose é a incapacidade de digerir a lactose (carboidrato do leite). Há três tipos principais de intolerância à lactose:
congênita, causada por doenças intestinais e diminuição progressiva da capacidade de digestão da lactose. O teste laboratorial
utilizado na prática clínica para o diagnóstico de intolerância à lactose consiste em monitorar a glicose sanguínea após uma dose
oral de lactose. A partir destas informações e de seus conhecimentos, assinale a alternativa correta:
A)
Impossibilidade de absorver lactose
B)
Falta da enzima lactase
C)
Excesso de glicose no intestino
D)
Falta de glicose no intestino
E)
Excesso da enzima lactase
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
B) 
B) 
Exercício 3:
A bioenergética estuda os fenômenos energéticos no organismo. Sabe-se que a energia livre é a quantidade máxima de energia que
pode ser obtida de uma reação em temperatura e pressão constantes. Assim é possível medir a quantidade de energia pela variação
da energia livre em uma reação. Com os seus conhecimentos de bioenergética, leia atentamente as afirmações abaixo e responda:
I- A reação exergônica possui um valor de ΔG negativo com perda líquida de energia
II- A reação endergônica possui um valor de ΔG negativo com perda líquida de energia
III- Em reações que ocorrem espontaneamente a reação continua até que o ΔG atinja zero e seja restabelecido o equilíbrio da
reação
IV- Os catalisadores diminuem a necessidade de energia de ativação para a ocorrência das reações
É correto o que se afirma em:
A)
Apenas I e II
B)
Apenas I, II, III
C)
Apenas I, II, IV
D)
Apenas I, III, IV
E)
Apenas I e III
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 4:
O sistema digestório transforma proteínas, lipídeos e carboidratos em moléculas menores, a fim de permitir a
entrada desses alimentos nas células. Esse processo é chamado de digestão e realizado com auxílio de enzimas
digestivas. Analise as afirmativas a seguir a respeito da digestão do amido. 
Está correto afimar que:
I - a maltose e a amilase salivar são enzimas que participam deste processo
II - a amilase salivar, FFK e maltase são enzimas que participam deste processo
III- a amilase salivar, amilase pancreática e maltase são enzimas que participam deste processo 
 
A)
As alternativas I e II estão corretas
B)
As alternativas II e III estão corretas
C)
As alternativas I, II e III estão corretas
 
D)
Somente a alternativa I está correta
 
E)
Somente a alternativa III está correta
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 5:
Os carboidratos são digeridos rapidamente no organismo humano, a hidrólise de ligações glicosídicas são catalisadas
por enzimas específicas.Os principais polissacarídeos da dieta são de origem animal (glicogênio) e vegetal (amido).
Assinale qual das alternativas identificam os sítios de digestão dos carboidratos:
A)
Os principais sítios de digestão são a boca e o estômago
 
B)
Os principais sítios de digestão são a boca, o estômago e o intestino
C)
Os principais sítios de digestão são a boca e o intestino
 
D)
Os principais sítios de digestão são o sangue, a boca e o intestino
 
E)
Os principais sítios de digestão são o estômago e o intestino
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(C)
Comentários:
C) 
Exercício 6:
Os monossacarídeos podem se ligar através das ligações glicosídicas criando estruturas maiores. Os polissacarídeos
são estruturas que podem chegar a centenas de unidades de açucares em sua estrutura. Um dos polissacarídeos
muito conhecido é o amido que tem função:
A)
 Depósito de glicose de origem animaisB)
 Depósitos de frutose de origem animais
 
C)
 Depósito de lipídeos de origem vegetal
 
D)
Depósito de sacarose de origem vegetal
 
E)
Depósito de glicose de origem vegetal
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 7:
A ingestão diária de leite pode causar perturbações digestivas em milhões de brasileiros que apresentam intolerância
a esse alimento, a qual é provocada pela deficiência de lactase no adulto, uma condição determinada geneticamente
e de prevalência significativa no Brasil. "CIÊNCIA HOJE", v. 26, n. 152, p. 49. [Adaptado]. Tendo em vista o tema
apresentado, é INCORRETO afirmar:
 
A)
A lactose, presente no leite, bem como outros carboidratos de origem animal representam uma fonte de energia na
dieta humana.
 
B)
 A lactase, assim como outras enzimas, tem sua atividade influenciada por diversos fatores, tais como a temperatura
e o pH.
 
C)
 A lactose é uma enzima que age sobre a lactase, quebrando-a em duas moléculas, sendo uma de maltose e outra
de galactose.
 
D)
A intolerância à lactose também pode estar relacionada a doenças intestinais como a doença de Crohn´s ou drogas
que danifiquem a mucosa do intestino delgado
 
E)
A lactose é um dissacarídeo que é quebrado sob a ação da enzima lactase
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(C)
Comentários:
C) 
Exercício 8:
A vida depende essencialmente da nossa capacidade de realizar tarefas, tais como pensar, falar, ouvir, movimentar, entre outras. Estas atividades em termos bioenergéticos são
traduzidas na execução de trabalho de diferentes tipos (trabalho osmótico, trabalho de síntese, trabalho mecânico). A Bioenergética constitui um dos principais blocos temáticos
da Fisiologia, sendo essencialmente dedicada ao estudo dos vários processos químicos que tornam possível a vida celular do ponto de vista energético. Portanto, estaremos
vivos enquanto tivermos energia para realizarmos todos os trabalhos relacionados com a manutenção da vida da célula, dos órgãos, tecidos, sistemas e do corpo. Para
compreender as necessidades energéticas de qualquer modalidade desportiva, tanto a nível do treino como da competição, é importante conhecê-la profundamente.
 I. Procura explicar os principais processos químicos que decorrem na célula visando apenas a queima de calorias.
II. Analisa as implicações fisiológicas do processo respiratório do organismo do indivíduo.
III. Permite entender a capacidade para realizar trabalho (exercício) e é dependente da conversão sucessiva de uma forma de energia em forma de trabalho.
IV. Ajuda a compreender o que significa “energia” e a forma como o organismo pode obter, converter, armazenar e utilizar a mesma e promover trabalho
V. A bioenergética torna-se inespecífica, não agindo de forma a influenciar o organismo, alterando assim o metabolismo do indivíduo em atividade física.
Sobre a Bioenergética estão corretas apenas as asserções:
A)
Apenas as asserções I e II estão corretas
B)
Apenas as asserções II e III estão corretas
C)
Apenas as asserções III e IV estão corretas
D)
Apenas as asserções I e V estão corretas
E)
Apenas as asserções I, III e V
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(C)
Comentários:
C)