PROCESSOS BIOQUÍMICOS VITAIS - Carboidratos

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PROCESSOS BIOQUÍMICOS VITAIS
CARBOIDRATOS – ESTRUTURA, FUNÇÃO E DIGESTÃO
Carboidrato é um composto formado basicamente por carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Por isso, quimicamente, recebe o nome de hidrato de carbono, cuja fórmula geral é Cx(H2O)y.
IMPORTÂNCIA
Abundantes biomoléculas na natureza, também chamadas de glicídios ou açúcares, que compreendem desde o açúcar que utilizamos para adoçar até a celulose presente nas células vegetais.
FUNÇÃO
· Fornecimento de energia: Os seres humanos obtêm energia através da alimentação. Quando ingerido, o carboidrato é decomposto por enzimas específicas em unidades menores de açúcares até que se produza a glicose. Nas células, a energia é obtida a partir da glicose: 
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energia
Essa energia liberada é utilizada, por exemplo, pelo sistema nervoso, sendo o cérebro o principal consumidor. A energia dos neurônios é proveniente quase que exclusivamente da glicose.
· Armazenamento energético: Plantas possuem um pigmento verde chamado de clorofila, que é capaz de absorver a energia luminosa proveniente do Sol. Utilizando o gás carbônico do ar e a água captada pelas raízes, as plantas são capazes de converter energia solar em energia química no processo de fotossíntese.
6 CO2(g) + 6 H2O(l) + luz solar → C6H12O6(aq) + 6 O2(g)
As moléculas de glicose (C6H12O6) produzidas combinam-se e formam o amido, polissacarídeo responsável pelo armazenamento energético em órgãos vegetais.
· Estruturação celular: A célula vegetal é a unidade formadora do tecido das plantas, sendo constituída de organelas e material genético, delimitados por uma parede celular. O principal componente da parede celular é a celulose, um polissacarídeo composto por inúmeras moléculas de glicose. A celulose faz com que as células dos vegetais possuam uma estrutura fixa, que é responsável pela proteção, sustentação e resistência. Esse carboidrato também regula o acesso de água na célula e a interação entre células vizinhas.
CLASSIFICAÇÃO
Os monossacarídeos, também chamados de oses, são carboidratos mais simples e, por isso, não sofrem hidrólise. Já os oligossacarídeos e os polissacarídeos correspondem aos osídios, carboidratos complexos que podem se transformar em moléculas menores quando são hidrolisados.
· Monossacarídeos: São carboidratos constituídos por aldoses, que possuem o grupo aldeído (-CHO) na cadeia, e cetoses, que possuem o grupo funcional cetona (C=O). De acordo com o número de carbonos, os monossacarídeos são classificados em trioses (3C), tetroses (4C), pentoses (5C), hexoses (6C) e heptoses (7C).
· Oligossacarídeos: Os oligossacarídeos correspondem aos carboidratos solúveis formados por mais de um monossacarídeo unidos por ligações O-glicosídicas. Fazem parte desse grupo os dissacarídeos, junção de dois monossacarídeos, e os trissacarídeos, que correspondem à união de três monossacarídeos em uma molécula
· Polissacarídeos: são vários monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas em uma longa cadeia polimérica.
Exemplos:
· Amido: reserva energética dos vegetais.
· Glicogênio: reserva energética dos animais.
· Celulose: componente estrutural da parede celular dos vegetais.
Os três polissacarídeos acima são polímeros que possuem fórmula molecular (C6H10O6)n, pois são formados pela união de várias moléculas de glicose.
CLASSIFICAÇÃO DOS MONOSSACARÍDEOS
Monossacarídeo é o carboidrato mais simples existente, cuja estrutura é formada por um pequeno número de carbonos, além de outros elementos, como hidrogênio e oxigênio. A fórmula geral de um monossacarídeo é Cn(H2O)n e o número de carbonos varia de 3 a 7.
· Trioses, com três carbonos e fórmula geral C3H6O3.
· Tetroses, com quatro carbonos e fórmula geral C4H8O4.
· Pentoses, com cinco carbonos e fórmula geral C5H10O5..
· Hexoses, com seis carbonos e fórmula geral C6H12O6.
· Heptoses, com sete carbonos e fórmula geral C7H14O7.
CLASSIFICAÇÃO DOS MONOSSACARÍDEOS POR GRUPO FUNCIONAL
A estrutura de um monossacarídeo é formada por diversos grupos OH e isso o caracteriza como um poliálcool.
Além disso, há também os grupos funcionais nas cadeias, que diferenciam os monossacarídeos em aldoses e cetoses.
A aldose apresenta o grupo aldeído (CHO) e a cetose apresenta o grupo cetona (C=O).
MONOSSACARÍDEOS: FUNÇÕES E IMPORTÂNCIA
Eles estão presentes nos ácidos nucleicos (DNA e RNA), que contêm as informações genéticas de um indivíduo.
O RNA é o ácido ribonucleico, pois seu açúcar formador é uma pentose, a ribose. O DNA é a sigla para ácido desoxirribonucleico, pois a molécula é formada por um açúcar de cinco carbonos, a desoxirribose, que apresenta um átomo de oxigênio a menos que a ribose.
Os exemplos mais comuns de hexoses são a glicose, a frutose e a galactose. Todas elas produzem energia através da respiração celular, ou seja, elas são quebradas em reações químicas e, assim, liberam energia. Os três monossacarídeos possuem a mesma fórmula molecular (C6H12O6), mas apresentam diferentes fórmulas estruturais.
DISSACARÍDEOS
Os dissacarídeos são carboidratos formados pela combinação de dois monossacarídeos através de uma ligação glicosídica. Estes compostos orgânicos são formados por moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio. Suas principais características são o sabor doce e a solubilidade em água e, por isso, são muito utilizados como adoçantes.
· Sacarose (glicose + frutose): extraída da cana-de-açúcar;
· Lactose (glicose + galactose): presente no leite;
· Maltose (glicose + glicose): encontrada na cevada.
Ligação glicosídica e a estrutura dos dissacarídeos
A união de dois monossacarídeos acontece através de uma ligação glicosídica. Esta ligação covalente é formada com a perda de um átomo de hidrogênio de um dos monossacarídeos e a saída de um radical hidroxila do outro. Com a saída do hidrogênio e da hidroxila forma-se uma molécula de água. Por isso, pode-se dizer que um dissacarídeo é formado em uma síntese por desidratação. A ligação glicosídica pode ser classificada em alfa ou beta dependendo da posição do radical hidroxila que participará da ligação.
Exemplos de dissacarídeos
Os três dissacarídeos mais conhecidos são: sacarose, maltose e lactose. Ao serem consumidos, o organismo quebra a ligação glicosídica dos dissacarídeos e libera seus monômeros, que são absorvidos e utilizados como fonte de energia.
· Sacarose: este dissacarídeo com sabor doce característico é um açúcar comum em vegetais, extraído principalmente da cana-de-açúcar e beterraba para fazer o açúcar de mesa. Por ser rapidamente absorvido pelo organismo, trata-se de uma fonte de energia imediata. A ação da enzima invertase faz com que sejam liberados os monossacarídeos glicose e frutose por meio da hidrólise.
· Maltose: o malte é um grão com alta concentração de maltose. Durante a digestão, a maltose também é liberada pela quebra do polissacarídeo amido. A maltose é um açúcar redutor, pois em sua estrutura existe uma extremidade redutora e, portanto, pode ser oxidado. Estes compostos possuem um grupo aldeído ou cetona livre.
· Lactose: é encontrada no leite e em seus derivados. Trata-se de um açúcar redutor e menos doce. Sua porcentagem no leite humano pode variar entre 5-8% e no leite de vaca em 4-5%. A lactase é a enzima responsável pela quebra da lactose. A intolerância à lactose está relacionada com a ausência desta enzima no intestino, seja ao nascer ou deixando de produzi-la com o tempo.
POLISSACARÍDEOS
Polissacarídeos são grandes polímeros naturais formados por cadeias de monossacarídeos ligados entre si por ligações glicosídicas, que são ligações covalentes resultantes da condensação de dois monossacarídeos. Insolúveis em água, os polissacarídeos são carboidratos, também conhecidos como glicanos. Através da hidrólise (quebra da ligação) da biomolécula, muitos açúcares menores são liberado.
· Ácido hialurônico: preenche as lacunas entre as células de todos os animais.
· Amido: reservatório de energia em plantas, encontrado em diversos alimentos.
· Celulose: componente da parede celular de plantas e outros organismos.
· Glicogênio:reservatório de energia em animais e outros organismos, como fungos e bactérias.
· Heparina: componente de órgãos, como pulmões, pele e órgãos de defesa do organismo.
· Pectina: fibra solúvel que compõe frutas e vegetais.
· Quitina: componente da parede celular de fungos e da carapaça de insetos.
· Tunicina: secreção responsável por proteger o corpo de alguns animais pela formação de uma túnica.
Classificação dos polissacarídeos
Homopolissacarídeos: apresentam um tipo de monossacarídeo. Exemplos: amido, celulose, glicogênio, pectina, quitina e tunicina.
Heteropolissacarídeos: apresentam dois ou mais tipos de monossacarídeos. Exemplos: ácido hialurônico e heparina.
De acordo com a cadeia polimérica (macromoléculas resultantes da união de muitas unidades de moléculas), os polissacarídeos são classificados em:
Polissacarídeos lineares: a união dos monossacarídeos resulta em uma cadeia linear. Exemplos: amilose e celulose.
Polissacarídeos ramificados: apresentam cadeias laterais ligadas à cadeia principal. Exemplos: amilopectina e glicogênio.
PRINCIPAIS FUNÇÕES DOS POLISSACARÍDEOS
Reserva energética: os polissacarídeos têm a função de armazenar energia. Ao serem decompostos são liberados monossacarídeos, que pela ação de enzimas, transferem para o organismo a energia necessária para realização das atividades. Nas plantas, a reserva energética é desempenhada pelo amido, que é um polissacarídeo de origem vegetal. Nos animais, a energia é armazenada pelo glicogênio, que é um polissacarídeo de origem animal.
Sustentação: polissacarídeos podem ser componentes estruturais, sendo responsáveis por conferir a estabilidade das paredes celulares. A quitina, presente em abundância no nosso planeta, é o principal polissacarídeo que desempenha esse papel nos insetos e fungos. A celulose também desempenha a função estrutural, mas nas plantas. Esse polissacarídeo faz parte da constituição da parede celular das plantas.
Comunicação celular: polissacarídeos podem se ligar a proteínas e lipídios, formando glicoproteínas e glicolipídios, tornando-se responsáveis pela sinalização dentro das células. Nesse processo, o polissacarídeo atua indicando que uma proteína, por exemplo, precisa ser direcionada para uma determinada organela e, dessa forma, ele ajuda a célula a entender qual o seu destino.
INTOLERÂNCIA À LACTOSE 
uma rejeição do organismo ao leite e seus derivados. Essa intolerância é resultado da falta da enzima lactase, produzida no intestino delgado, que tem a finalidade de decompor o açúcar do leite em moléculas menores como a glicose, para que possam ser absorvidos. Com a deficiência ou ausência dessa enzima, a digestão da lactose torna-se difícil e chega ao intestino grosso inalterada, sendo fermentada por bactérias e produzindo acido láctico e gases. Além disso, a presença de lactose no intestino grosso aumenta a retenção de água, podendo causar diarreia e cólicas.
 GALACTOSEMIA 
É uma doença hereditária caracteriza pela falta ou defeito de enzimas presentes no metabolismo da Galactose, podendo causar sérios riscos a vida como, falha no crescimento, problemas com alimentação, destruição de hepatócitos e etc. O teste para Galactosemia é realizada em recém-nascidos pelo teste do pezinho por todo país, sendo disponibilizado pelo SUS.
FIBRAS SOLÚVEIS E FIBRAS INSOLÚVEIS
A fibra dietética, a parte indigestível do material vegetal, é constituída por dois tipos principais. A fibra solúvel se dissolve facilmente na água e é dividida em uma substância semelhante a um gel na parte do intestino conhecida como o cólon. A fibra insolúvel não se dissolve na água e é deixada intacta quando o alimento se move através do trato gastrointestinal.
O termo fibra refere-se a todas as partes de alimentos à base de plantas que não podem ser digeridas ou absorvidas pelo organismo. Ao contrário dos carboidratos simples, incluindo a maioria dos pães e açúcares, a fibra é um carboidrato complexo e não aumenta os níveis de açúcar no sangue.
A fibra é comumente encontrada em vegetais, frutas, grãos integrais e leguminosas. Também é chamado às vezes de forragem ou granel. É um nutriente essencial, o que significa que deve ser comido na dieta.
FIBRAS SOLUVEIS
A fibra solúvel se dissolve em água e fluídos gastrointestinais quando entra no estômago e nos intestinos. É transformado em uma substância tipo gel, que é digerida por bactérias no intestino grosso, liberando gases e algumas calorias. A fibra insolúvel não se dissolve em água ou fluídos gastrointestinais e permanece mais ou menos inalterada à medida que se move através do trato digestivo. Porque não é digerido, a fibra insolúvel não é uma fonte de calorias.
Benefícios da fibra solúvel
Consumir regularmente boas fontes de fibra pode ajudar a estabilizar os níveis de colesterol, açúcar no sangue e gordura.
Reduzir a absorção de gordura e ajudar a controlar o peso: Como um gel espesso e espalhado, a fibra solúvel bloqueia as gorduras que de outra forma seriam digeridas e absorvidas.
Reduzir o colesterol: Fibra solúvel evita que algum colesterol dietético seja quebrado e digerido. Ao longo do tempo, fibra solúvel pode ajudar a reduzir os níveis de colesterol ou a quantidade de colesterol livre no sangue.
Estabilizando os níveis de açúcar no sangue (glicose): Assim como evita que as gorduras sejam absorvidas, a fibra solúvel diminui a taxa de digestão de outros nutrientes, incluindo carboidratos. Isso significa que as refeições contendo fibra solúvel são menos propensas a causar picos afiados nos níveis de açúcar no sangue e podem evitá-los.
Reduzindo o risco de doença cardiovascular: Ao reduzir os níveis de colesterol, estabilizar os açúcares sanguíneos e diminuir a absorção de gordura, comer regularmente fibras solúveis pode reduzir o risco de doença cardíaca e condições circulatórias.
FIBRA INSOLÚVEL
Prevenção da constipação: Como material indigestível, fibra insolúvel fica no trato gastrointestinal, absorvendo fluido e aderindo a outros subprodutos de digestão que estão preparados para serem formados nas fezes. Sua presença acelera o movimento e o processamento dos resíduos, ajudando a prevenir o bloqueio gastrointestinal e a constipação ou a diminuição das evacuações intestinais.
Reduzindo o risco de doença diverticular: Ao prevenir constipação e bloqueios intestinais, a fibra insolúvel ajuda a reduzir o risco de desenvolver pequenas dobras e hemorroidas no cólon. Também pode reduzir o risco de câncer colorretal.