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BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES BIOLOGIA RESUMIDA CARBOIDRATOS PROF. RAFAEL MARQUES Carboidratos, glicídios, hidratos de carbono ou açúcares Glykys = “doce” Fórmula geral: Cx(H2O)y ou CxH2yOy Identidade química Poliidroxialdeídos: vários grupos hidroxila e um aldeído (aldose) Ex.: gliceraldeído, glicose, galactose, ribose e desoxirribose Poliidroxicetonas: vários grupos hidroxila e uma cetona (cetose) Ex.: frutose Funções: apresentam função energética (a grande maioria) e estrutural (celulose e quitina) Classificação Oses: são os açúcares mais simples Não são formados por açúcares menores É impossível quebra-los em açúcares menores São conhecidos como monossacarídeos Osídeos: são os açúcares mais complexos São formados pela união de açúcares menores Podem ser quebrados em açúcares menores e mais simples São conhecidos como oligossacarídeos e polissacarídeos Monossacarídeos São os carboidratos mais simples da natureza Fórmula geral: Cn(H2O)n ou CnH2nOn O valor de “n” pode variar entre 3 e 7 n = 3 (triose): C3(H2O)3 ou C3H6O3 n = 4 (tetrose): C4(H2O)4 ou C4H8O4 n = 5 (pentose): C5(H2O)5 ou C5H10O5 n = 6 (hexose): C6(H2O)6 ou C6H12O6 n = 7 (heptose) C7(H2O)7 ou C7H14O7 Pentoses São os monossacarídeos que apresentam 5 carbonos BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES Existem dois principais exemplos: 1. Ribose – C5(H2O)5 ou C5H10O5: faz parte da composição do ribonucleotídeos (RNA) 2. Desoxirribose – C5H10O4: faz parte da composição dos desoxirribonucleotídeos (DNA); não obedece à fórmula geral dos monossacarídeos pois apresenta um oxigênio a menos OBS: O oxigênio a menos na desoxirribose torna o DNA menos reativo, portanto mais estável e menos reativo Hexoses – C6(H2O)6 C6H12O6 Todos apresentam função energética para os seres vivos Glicose e galactose São monossacarídeos do tipo aldoses Apresentam exatamente o mesmo número de elementos, porém têm distribuição tridimensional diferentes São considerados isômeros espaciais Frutose São monossacarídeos do tipo cetose A diferença em relação a glicose e a galactose é apenas p grupo funcional] São considerados isômeros de função Formas alternativas da glicose Questão 01 Marque a alternativa que contém apenas monossacarídeos. a) Maltose e glicose. BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES b) Sacarose e frutose. c) Glicose e galactose. d) Lactose e glicose. e) Frutose e lactose. Ligação glicosídica É uma ligação covalente que une dois monossacarídeos Ocorre entre um oxigênio de um monossacarídeo e um carbono de outro É um exemplo de síntese por desidratação (perda de água durante o processo) N° de moléculas de água perdidas = N° de ligações glicosídicas = N° de monossacarídeos – 1 A partir desta união, teremos a formação de carboidratos mais complexos, os osídeos Oligossacarídeos Oligos = pouco São formados pela união de 2 à 10 unidades de monossacarídeos Exemplos: Monossac1 + monossac2 = dissacarídeo + 1 H2O Monossac1 + monossac2 + monossac3 = trissacarídeo + 2 H2O Monossac1 + monossac2 + ... + monossac10 = decassacarídeo + 9 H2O Trioses x trissacarídeos Triose É um monossacarídeo que apresenta 3 carbonos – C3(H2O)3 ou C3H6O3 Trissacarídeo É um oligossacarídeo que apresenta 3 monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas Menor trissacarídeo: com 3 trioses = C9(H2O)7 ou C9H14O7 Maior trissacarídeo: com 3 heptoses = C21(H2O)19 ou C21H38O19 BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES OBS: Repare que nos osídeos o número de moléculas de água é diferente do n° de carbonos, pois há perda de água durante a realização da ligação glicosídica Dissacarídeos Todos tem função energética 1. Glicose + glicose = Maltose + 1 água Principal componente dos cereais OBS: A glicose também pode ser chamada de dextrose, dextrosol ou até mesmo de dextrina. A maltodextrina (suplemento alimentar) é um nome alternativo à maltose 2. Glicose + frutose = Sacarose + 1 água É encontrada na seiva elaborada e nos frutos das plantas Pode ser cristalizada na forma de açúcar de cozinha 3. Glicose + galactose = Lactose + 1 água Principal carboidrato encontrado no leite de origem animal (exclusiva de mamíferos) Metabolismo da lactose A ingestão de leite disponibiliza lactose para o intestino A enzima lactase ou beta-lactosidase, encontrada na membrana das células do endotélio intestinal, hidrolisa a lactose em glicose e em galactose Glicose e galactose podem ser absorvidas pelas células, caem na corrente sanguínea e na sequência, entram em todas as células do corpo Após entrar nas células, a galactose é convertida em glicose pela enzima galactosiltransferase A glicose pode entrar nas vias oxidativas da respiração celular e produção e ATP BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES Intolerância à lactose É provocada pela ausência da enzima lactase ou beta-lactosidase A lactose da dieta não é digerida e nem absorvida no intestino O acúmulo de lactose no intestino provocam dois problemas: 1. O excesso será decomposto por bactérias da microbiota intestina e liberam ácidos (inflamação e diarreia inflamatória) e gases (cólicas e flatulência) 2. A lactose acumulada torna a luz intestinal hipertônico e provoca osmose das células para a luz intestinal (diarreia osmótica) Causas da intolerância à lactose 1. Deficiência inata da enzima lactase: Por algum motivo genético, algumas pessoas nascem sem a capacidade de produzir a enzima 2. Deficiência primária de enzima lactase: Ao longo da vida, o organismo perde a capacidade de produzir a enzima (causa ainda desconhecida); é a mais comum. Está muito associada com o fato de os mamíferos não consumirem leite durante a fase adulta 3. Deficiência secundária de enzima lactase: geralmente causada por inflamações ou alergias na região intestinal Diagnóstico da intolerância à lactose 1. Exclusão da lactose da dieta: Caso os sintomas desapareçam, o diagnóstico será positivo 2. Teste de acidez nas fezes: Ingestão de lactose, seguida da medição do pH das fezes; pH ácido indica a intolerância. 3. Teste de acidez na respiração: Ingestão de lactose, seguida da medição do pH da respiração; pH ácido indica a intolerância 4. Teste de glicose no sangue: Ingestão de lactose, seguida da medição da glicemia; baixos níveis de glicose no sangue indica a intolerância BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES Tratamento da intolerância à lactose 1. Dieta restritiva em leite de origem animal 2. Consumo de leite pré-digerido: Leite de origem animal previamente digerido com a enzima lactase; apresenta ausência de lactose e presença de glicose e galactose 3. Ingestão de cápsulas com a enzima lactase: A enzima presente nas cápsulas auxilia na digestão normal da lactose no intestino 4. Consumo de leite fermentado: Iogurtes e coalhadas são previamente digeridos por lactobacilos durante sua fabricação 5. Consumo de leite de origem vegetal: Leite se soja ou de amêndoas são apresentam lactose na composição Origem e evolução da intolerância à lactose Galactosemia: uma espécie de intolerância à galactose Causas: falha genética recessiva, que impede a produção da enzima galactosiltransferase A galactose não é convertida em glicose no interior das células O acúmulo da galactose provoca o aumento da pressão osmótica intracelular A água entra de forma excessiva nas células, provocando a ruptura das membranas plasmáticas (plasmoptise) Sintomas: letargia, irritabilidade e disfunções neurológicas e de crescimento BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSORRAFAEL MARQUES Diagnóstico É realizado através do teste do pezinho Também conhecida como triagem neonatal Tem a finalidade de analisar o sangue da criança para a análise nos níveis de marcadores que indicam várias doenças Tratamento Dieta restritiva em consumo de leite de origem animal; consumo somente de leite de origem vegetal OBS: Cápsulas com a enzima galctosiltransferase não é efetiva pois a enzima necessita adentrar o citoplasma de todas as células do organismo Polissacarídeos São carboidratos formados por mais de 10 monossacarídeos unidos uns aos outros São consideradas macromoléculas: apresentam altíssimo peso molecular pois são formadas por milhares de monossacarídeos Polissacarídeos de reserva energética Glicogênio Principal polissacarídeo de reserva energética em animais Formado por cerca de 30.000 moléculas de glicose Pode ser armazenado no fígado (glicogênio hepático) e nos músculos (glicogênio muscular) Metabolismo do glicogênio Glicogenogênese ou glicogênese Via bioquímica que induz a união de glicoses formando a molécula de glicogênio Ocorre em momentos hiperglicêmicos e induzido pela insulina OBS: Durante a formação das ligações glicosídicas, grupos hidroxilas são perdidos o que provoca a redução da hidrofilia do glicogênio; torna-o menos solúvel, o que facilita o armazenamento e reduz o risco de plasmoptise Como resultado deste processo temos o controle da glicemia e da pressão osmótica entre sangue e tecidos Glicogenólise BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES Via bioquímica que induz a hidrólise do glicogênio, liberando moléculas de glicose livres Ocorre em momentos hipoglicêmicos por intervenção da insulina (nas células hepáticas) e em momentos de estresse por ação da adrenalina (nas células musculares) Como resultado deste processo temos o aumento da glicemia, do controle osmótico entre sangue e tecidos e da redução da fome OBS: O glicogênio muscular não é utilizado para o controle da glicemia, pois as glicoses liberadas pela glicogenólise são utilizadas pelas próprias células musculares (ausência da enzima glicose 6-fosfatase) Questão 02 (Unifor-CE) As fibras musculares estriadas armazenam um carboidrato a partir do qual se obtém energia para a contração. Essa substância de reserva se encontra na forma de: a) Amido; b) Glicose; c) Maltose; d) Sacarose; e) Glicogênio. Polissacarídeos de reserva energética Amido Principal polissacarídeo de reserva em plantas e algas Formados por cerca de 1.400 unidades de alfa-glicose Encontrado em massas, trigo, milho, arroz, mandioca, batata e etc.. O amido pode ser digerido pelos animais pelas enzimas alfa-amilases (salivar e pancreática) Por ser digerível, é considerada a principal fonte de glicose para os animais Polissacarídeos estruturais Celulose Principal polissacarídeo estrutural nos vegetais É formado por aproximadamente 10.000 unidades de beta-glicoses BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES É encontrada na parede celular das plantas, no papel, linho, madeira, algodão e etc.. OBS: Ligações do tipo beta glicosídica não podem ser digeridas por enzimas encontradas nos animais; não apresentam beta-celulases (celulase) Animais herbívoros estão sempre associados a microbiotas capazes de realizar a digestão da celulose e a absorção da glicose resultante Importância das fibras alimentares (celulose) da dieta Fontes: Verduras (folhas), cereais integrais (sementes com casca) e casca de frutos Por não ser digeridas nem absorvidas, as fibras são inteiramente eliminadas junto às fezes Vantagens do consumo 1. Aumento do volume do bolo fecal: aumenta a intensidade do peristaltismo; evita a constipação 2. Eliminação de toxinas do intestino: evita inflamações intestinais, apendicite e câncer de intestino 3. Redução da absorção das gorduras da dieta: aumenta o poder de saciedade 4. Aumento da produção de sais biliares: aumenta o consumo do colesterol circulante e redução do risco de doenças cardiovasculares Questão 03 (Uerj) O papel comum é formado, basicamente, pelo polissacarídeo mais abundante no planeta. Este carboidrato, nas células vegetais, tem a seguinte função: a) Revestir as organelas. b) Formar a membrana plasmática. c) Compor a estrutura da parede celular. d) Acumular reserva energética no hialoplasma Polissacarídeos estruturais Quitina Principal polissacarídeo estrutural do exoesqueleto de artrópodes e da parede celular dos fungos Formada por um monossacarídeo construído a partir de glicose, a N-acetilglicosamina BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES OBS: Por estar presente em animais e em fungos reforça a relação de parentesco entre estes dois grupos Carboidratos conjugados Estes carboidratos estão associados a componentes não glicídicos 1. Glicosaminoglicanas (GAG) ou mucopolissacarídeos: formados por dissacarídios repetitivos, onde um dos componentes é a n-acetilglicosamina Heparina é o principal anticoagulante em circulação no sangue Ácido hialurônico age como um importante componente dos tecidos conjuntivos Ácido condroitinosulfurico faz parte da composição das cartilagens e apresenta um grupo sulfato na composição 2. Glicoproteínas: uma proteína associada a oligossacarídeos Glicoproteínas que fazem parte do glicocálix 3. Proteoglicanos: uma proteína associada a pligopeptídeos Muscina ou muco é formado em grande parte por proteoglicanos Questão 04 (UFR-RJ) As plantas e animais utilizam diversos componentes químicos na formação de partes importantes de seus organismos ou na construção de estruturas importantes em sua sobrevivência. A seguir estão citados alguns: I – O esqueleto externo dos insetos é composto de um polissacarídeo. II – As células vegetais possuem uma parede formada por polipeptídeos. III – Os favos das colmeias são constituídos por lipídios. IV – As unhas são impregnadas de polissacarídeos que as deixam rígidas e impermeabilizadas. Estão corretas as afirmativas a) I e II. b) I e III. c) I e IV. d) II e III. e) II e IV. Questão 05 Complete a frase abaixo marcando em seguida a opção que contém as palavras corretas. BIOLOGIA RESUMIDA - CARBOIDRATOS PROFESSOR RAFAEL MARQUES Os carboidratos, também chamados de _________________ ou hidratos de carbono, são moléculas orgânicas que constituem a principal fonte de energia para os seres vivos. Com exceção do __________, todos os carboidratos são de origem vegetal, e eles podem ser classificados em monossacarídeos, dissacarídeos e ________________. Os ___________ apresentam átomos de carbono em sua molécula e seus principais representantes são a glicose, frutose e ___________. a) Energéticos, carne, polissacarídeos, dissacarídeos, lactose. b) Açúcares, mel, polissacarídeos, monossacarídeos, galactose. c) Hidratos, ovos, oligossacarídeos, polissacarídeos, ácidos nucleicos. d) Substâncias estruturais, peixes, polissacarídeos, monossacarídeos, galactose. e) Polímeros, ovos, polissacarídeos, monossacarídeos, lactose. Questão 05 Quanto aos carboidratos, assinale a alternativa incorreta. a) Os glicídios são classificados de acordo com o tamanho e a organização de sua molécula em três grupos: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. b) Os polissacarídeos compõem um grupo de glicídios cujas moléculas não apresentam sabor adocicado, embora sejam formadas pela união de centenas ou mesmo milhares de monossacarídeos. c) Os dissacarídeos são constituídos pela união de dois monossacarídeos, e seus representantes mais conhecidos são a celulose, a quitina e oglicogênio. d) Os glicídios, além de terem função energética, ainda participam da estrutura dos ácidos nucleicos, tanto RNA quanto DNA. e) A função do glicogênio para os animais é equivalente à do amido para as plantas Gabarito 01 02 03 04 05 06 C E C D B C