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Unidade curricular: Bioquímica dos Alimentos Profa Msc. Rafaela da Silveira Corrêa CLASSIFICAÇÃO, FONTES, DIGESTÃO E ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS Características Principal fonte de energia → biomoléculas mais abundantes na natureza. Fornecem: 4 Kcal por grama Estrutura: compostos orgânicos formados por C, H e O. Papel importante na integridade trato digestório e no fornecimento de energia para o cérebro e sistema nervoso Unidades básicas: monossacarídeos; Estrutura São formados por átomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), na proporção de 1:2:1. Sua fórmula genérica é: C(H2O) Daí o nome "carboidrato” ou “carbono hidratado" Formula geral Cn(H2O)n http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.bycarmen.com.br/carboidratos.jpg&imgrefurl=http://www.bycarmen.com.br/aimportanciadeumaboaalimentacao.htm&h=359&w=537&sz=103&tbnid=BWfZO2JpnrUJ:&tbnh=86&tbnw=129&hl=pt-BR&start=3&prev=/images?q=carboidratos&svnum=10&hl=pt-BR&lr= http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.centershop.com.br/noticias/fotos/77951121776375.jpg&imgrefurl=http://www.centershop.com.br/mostraConteudo.php?conteudoid=7708&menuid=50&sessaoid=28&h=160&w=212&sz=9&tbnid=q5FqO_EwNOgJ:&tbnh=76&tbnw=101&hl=pt-BR&start=15&prev=/images?q=carboidratos&svnum=10&hl=pt-BR&lr= http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.jeanpiaget.g12.br/pao_frances.jpg&imgrefurl=http://www.jeanpiaget.g12.br/alimentacao_caloria1.htm&h=260&w=175&sz=16&tbnid=9Je6MFEAFI0J:&tbnh=107&tbnw=72&hl=pt-BR&start=152&prev=/images?q=carboidratos&start=140&svnum=10&hl=pt-BR&lr=&sa=N http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://coleiro.tripod.com.br/arquivos/sementes/sement1.jpg&imgrefurl=http://coleiro.tripod.com.br/sementes.html&h=220&w=350&sz=17&tbnid=5uoxvmesGY4J:&tbnh=72&tbnw=116&hl=pt-BR&start=160&prev=/images?q=carboidratos&start=140&svnum=10&hl=pt-BR&lr=&sa=N FUNÇÕES DOS CARBOIDRATOS CARBOIDRATOS ATUAM Produzir energia (E = ATP): no homem 300g de CHO são armazenados no fígado e nos músculos e 10g estão na forma circulante; Manutenção homeostase glicêmica do organismo Manter a glicemia (concentração de glicose no sangue) CARBOIDRATOS ATUAM Prevenir a formação de corpos cetônicos: cetonas são um intermediário do metabolismo dos LIP e em excesso podem causar acidose metabólica; CARBOIDRATOS ATUAM CARBOIDRATOS ATUAM Formam componentes de membrana glicolipídios e glicoproteínas CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS Características químicas Classificados conforme capacidade de hidrolise Monossacarídeos e dissacarídeos(açúcares): Oligossacarídeos e polissacarídeos Glicose Galactose Frutose Maltose Sacarose Lactose Rafinose Estaquiose Fruto-oligossacarídeos Amido Glicogênio Pectinas Celuloses Gomas Observação: hidrólise é o termo usado para descrever a dissociação de uma molécula pela reação com a água. CLASSIFICAÇÃO: Monossacarídeos Monossacarídeos: São unidades básica de um carboidrato Não podem ser hidrolisados; Os monossacarídeos ou açúcares constituem as moléculas dos CHO, relativamente pequenas, solúveis em água e não hidrolisáveis. Frutose GalactoseGlicose Principal fonte de energia celular Fontes: frutas, tubérculos, mel Produto de degradação dos carboidratos complexos Sob condições normais é a única fonte de energia utilizada pelo cérebro Em excesso → prejuízos à saúde – risco de DCNT Pode ser oxidada para produção de energia ou armazenada como glicogênio no músculo e fígado A frutose e galactose são convertidas à glicose no fígado Manutenção glicemia Precursor de ácidos graxos e colesterol MONOSSACARÍDEO: GLICOSE MONOSSACARÍDEO: FRUTOSE Fontes: frutas e mel, xarope de milho Na escala de doçura dos carboidratos: sacarose (100%), glicose (60 a 70%), maltose (43 a 50%), lactose (15 a 40%) frutose (130 a 180%) MONOSSACARÍDEO: GALACTOSE Deve ser previamente convertida em glicose no fígado antes que possam ser oxidadas Alguns lactentes nascem com uma incapacidade de metabolizar galactose, condição denominada de galactosemia É produzido pela degradação da lactose Não é encontrada naturalmente nos alimentos Na lactação, a galactose será ressintetizada pelo organismo para produção de leite nas glândulas mamárias • Dissacarídeos: – Uma hidrólise produz dois (2) monossacarídeos; Os dissacarídeos são CHO compostos pela ligação de 2 monossacarídeos Sacarose GLI + FRU cana-de-açúcar, beterraba e mel Lactose GLI + GALAC leite e derivados Maltose GLI + GLI grãos em germinação (durante a germinação o amido se rompe gerando moléculas de maltose) CLASSIFICAÇÃO: dissacarídeos Fontes: cana de açúcar, beterraba, mas também encontrada nas frutas, vegetais e mel Propriedades: Adoçantes; Conservação (pelo aumento da pressão osmótica) Fermentação (bebidas alcoólicas e pães) Seu consumo está associado à maior ocorrência de carie dental aumenta risco de obesidade Dissacarídeos - Sacarose Mais abundante dissacarídeo ingerido na dieta Precisam ser digeridos para serem absorvidos Fontes: laticínios Principal fonte de energia do recém-nascido Menor poder adoçante e solubilidade Dissacarídeos - Lactose Produzido pela hidrolise do amido, não encontrada naturalmente nos alimentos É produzida durante a germinação de grãos, e seu uso é empregado na fabricação de cerveja Dissacarídeos - Maltose CLASSIFICAÇÃO: Oligossacarídeos São constituído por 3 a 10 monossacarídeos Encontrados geralmente em legumes e resultantes da hidrolise do amido Altamente solúveis em agua Rafinose Estaquinose Maltodextrina Frutooligossacaridios (FOS) Galactooligossacaridios Alfaglucano = maltodextrina é hidrolisada e absorvida com resposta glicêmica rápida Não alfaglucano = Não são hidrolisados pelas enzimas pancreáticas, passam direto para o colon , e podem ser fermentados por bactérias colônicas Gases e AGCC Formados por 10 ou mais unidades de monossacarídeos Amido Glicogênio Dextrina Celulose CLASSIFICAÇÃO: Polissacarídeos União de moléculas de glicose variando a ligação química e conformação, podendo ser digeríveis ou não São menos solúveis e mais estáveis dos que os açucares CLASSIFICAÇÃO: polissacarídeos Polissacarídeos: Uma hidrólise produz muitos monossacarídeos. Os polissacarídeos são formados por milhares de unidades monossacarídicas Três tipos de polissacarídeos são essenciais na nutrição Observação: hidrólise é o termo usado para descrever a dissociação de uma molécula pela reação com a água. Reserva energética Formado por cadeias ramificadas de glicose Armazenado no fígado e músculo Manutenção da glicemia durante o jejum Polissacarídeos – Glicogênio Celulose, hemicelulose, pectinas, gomas e mucilagens FIBRAS ALIMENTARES CELULOSE Principal constituinte das paredes celulares e tecidos vegetais Semelhante ao amido, mas suas ligações não permite a hidrolise Insolúvel em água aumenta volume do bolo fecal Encontrada em cascas de frutas/vegetais, folhosos e cereais integrais Polissacarídeos – CHO não digeríveis PECTINA, GOMAS E MUCILAGENS São solúveis em água Não hidrolisada em seres humanos Ao contato com água formam gel Saciedade Velocidade de absorção de alguns nutrientes Encontrada na polpa de frutas/legumes e aveia Polissacarídeos – CHO não digeríveis Digestão dos Carboidratos Digestão Carboidratos BOCA O contato do alimento com a mucosa da cavidade oral estimula secreção da alfa-amilase salivar Mastigação (quebra mecânica) Hidratação com saliva Ação enzimática (amilase salivar) é normalmente inativada pelo pH estomacal ácido No duodeno (pH 7) amido entra em contato com alfa-amilase pancreática (hidrolisa ligações glicosídicas alfa-1,4, mas não alfa-1,6) Degrada o amido em dextrinas limitantes que sofrem clivagem pela ação da glicoamilase(dextrinase alfa-limite) Dissacaridases (lactase, sacarase e maltase) secretadas e presentes na borda em escova dos enterócitos hidrolisam em glicose, frutose e galactose Monossacarídeos são absorvidos no intestino delgado e transportados para o fígado Digestão Carboidratos Enzima Substrato Produtos Local ação enzimática Sacarase Sacarose Glicose e frutose Ligação alfa1-beta2 Lactase Lactose Glicose e galactose Ligação beta-1,4 Maltase Maltose Glicose e glicose Ligação alfa-1,4 Fermentação colônica Componentes não digeridos por enzimas gastrointestinais e nem absorvidos pelo intestino delgado Chegam intactos no intestino grosso Podem ser degradados pela microbiota Degradação anaeróbica dos substratos, principalmente CHO Boca Alfa amilase salivar Estômago pH ácido – inativa enzima Intestino delgado Alfa amilase pancreática Digestão polissacarídeos - enzimas Intolerância à Lactose Intolerância à lactose congênita Hipolactasia primária em adultos Hipolactasia secundária à doenças Absorção dos Carboidratos Os monossacarídeos são transportados pelas células do epitélio intestinal para o sangue Circulam entre o fígado e os tecidos periféricos Captados por transporte facilitado. transporte às células São transportados pelas células do epitélio intestinal por transporte ativo Na+ dependente e por difusão facilitada Absorção dos carboidratos Há duas famílias de transportadores de monossacarídeos do lúmen intestinal até a circulação: Transportadores ativos de glicose (cotransporte de sódio e glicose) - SGLT1 e SGLT2 → Na presença de íon Na transportam a molécula de glicose para dentro da célula liberando íon K Transportadores passivos de glicose (transportadores de glicose – GLUT) → Transporte independente → GLUT1, GLUT2, GLUT3, GLUT4 e GLUT5. TRANSPORTADORES ATIVOS DE GLICOSE Os rins e o intestinos são os dois principais órgãos que utiliza o transporte ativo de glicose dependente de Na+ (SGLT – sodium glucose transporters) Transporta glicose e galactose em quantidades equimolares ao sódio contra o gradiente de concentração Com gasto de energia bomba de Na/K-ATPase Absorção dos carboidratos ABSORÇÃO ABSORÇÃO • Intestino • absorve glicose contra o gradiente de [ ] SGLT 1 • Rins • Contra o gradiente de concentração SGLT2 Transporte Ativo SGLT= Sodium-dependent Glucose Transporter GLUT 1 • Hemácias GLUT 2 • Intestino • Rins • Pâncreas • Fígado GLUT 3 • Neurônios GLUT 4 • REQUER • INSULINA • Músculos • Adipócitos GLUT 5 • Intestino • FRUTOSE Transporte facilitado TRANSPORTADORES PASSIVOS DE GLICOSE A glicose move-se do lado mais concentrado (dentro da célula) para o menos concentrado (no sangue) sem gasto de energia; Absorção dos carboidratos Transportador Locais de expressão Comentários GLUT1 (hemácias) Placenta, cérebro, rins, cólon, retina, coração Células com função de barreira -Transporte com alta afinidade por glicose GLUT2 (fígado) Células beta, rins, intestino delgado Transporta também galactose, manose, frutose. Alta capacidade e baixa afinidade (bom para gliconeogênese) GLUT3 (cérebro) Neurônios, testículos, rins, placenta Principal transportador do sist nervoso central. Alta afinidade GLUT4 (músculo- gordura) Musculo esquelético e cardiaco, tec adiposo marrom e branco Transportador sensível à insulina. Na presença de insulina aumenta o numero de GLUT4 na membrana. Alta afinidade. GLUT5 (intestino delgado) Intestino delgado e esperma Baixa afinidade pela glicose e alta pela frutose Transportador de glicose – GLUT4 FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE Após entrar na célula, a glicose se liga a um radical fosfato: Manter a molécula de glicose dentro da célula impedindo sua difusão para o meio extracelular Células hepáticas, do epitélio tubular renal e do epitélio intestinal tem a expressão da glicose fosfatase, capaz de reverter a reação Absorção dos carboidratos ABSORÇÃO E TRANSPORTE DA GALACTOSE Mesmo mecanismo de transporte da glicose nos enterócitos: Cotransportadores apicais SGLT (transporte ativo) e o GLUT2 basolateral (transporte passivo) ABSORÇÃO E TRANSPORTE DA FRUTOSE O principal transportador da frutose é o GLUT5, com participação do GLUT2 Absorção dos carboidratos Galactose É convertida em glicose e armazenada como glicogênio Ela esta presente em elementos estruturais das células e tecidos como glicoproteínas e mucopolissacarídeos Frutose Após absorção e ida para o fígado ela pode ser metabolizada: metabolito intermediário (via glicolítica ou gliconeogênese) lactato Armazenamento e utilização da glicose Após captação para interior da célula: Liberar energia; Armazenada como glicogênio Armazenar grandes quantidades de carboidratos sem alterar a pressão osmótica do meio intracelular Todas as células podem armazenar glicogênio, mas o fígado e o musculo tem maior capacidade Glicogênio muscular: energia para o próprio músculo Glicogênio hepático: manutenção da glicemia, no processo de armazenamento, hidrólise e exportação na forma de glicose Mantem reservar de glicogênio por 12 a 18 horas Glicólise, ciclo de Krebs , fosforilação oxidativa
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