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CARBOIDRATOS Prof. Leandro Pontes Cursos de Saúde Carboidratos e Cárie Os carboidratos, também chamados de glicídios ou açúcar, são macromoléculas cuja função principal e fornecer energia para a célula. - Biomoléculas mais abundantes: açúcar, amido e fibras - Base da nutrição animal: frutas, legumes, batata e grãos Na bioquímica vemos que eles são compostos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Até mesmo de nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S) Os animais não são capazes de sintetizar carboidratos a partir de substratos simples não energéticos, precisando obtê-los por meio da alimentação, produzindo CO2 (excretado para a atmosfera), água e energia (utilizados nas reações intracelulares). O que são carboidratos? Os vegetais são auto-suficientes na produção de carboidratos. Os animais precisam alimentar-se de células vegetais (ou de animais herbívoros) para obter glicose e O2 para produzir energia para suas reações metabólicas. • ENERGÉTICA: são os principais produtores de energia sob a forma de ATP, cujas ligações ricas em energia são quebradas sempre que as células precisam de energia para as reações bioquímicas. - É a principal função dos carboidratos, com todos os seres vivos (com exceção dos vírus), possuindo metabolismo adaptado ao consumo de glicose como substrato energético. - Algumas bactérias consomem dissacarídeos (p.ex.: a lactose) na ausência de glicose, porém a maioria dos seres vivos a utiliza como principal fonte energética. Função dos carboidratos • ESTRUTURAL: - a parede celular dos vegetais é constituída por um carboidrato polimerizado - a celulose; - a carapaça dos insetos contém quitina, um polímero que dá resistência extrema ao exo- esqueleto; - as células animais possuem uma série de carboidratos circundando a membrana plasmática que dão especificidade celular, estimulando a permanência agregada das células de um tecido - o glicocálix. Função dos carboidratos RESERVA ENERGÉTICA: - nos vegetais, há o amido, polímero de glicose; - nos animais, há o glicogênio, também polímero de glicose porém com uma estrutura mais compacta e ramificada. Função dos carboidratos Quimicamente são poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou substâncias que, hidrolisadas, originam estes compostos. - Fórmula geral (CH2O)n ex: glicose C6H12O6 Alguns carboidratos, entretanto, possuem em sua estrutura nitrogênio, fósforo ou enxofre não se adequando, portanto, à fórmula geral. Duas Famílias: Cetoses e Aldoses Três classes principais de acordo com o tamanho - Monossacarídeos - Oligossacarídeos - Polissacarídeos Bioquímica dos carboidratos - aldeídos ou cetonas com um ou mais grupos hidroxila na molécula - um dos carbonos é unido por dupla ligação a um oxigênio para formar carbonila. - carbonila na extremidade = aldose - Carbonila em outra parte = cetose - no de carbonos (3 a 9) = trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses Carboidratros: monossacarídeos Classificação dos monossacarídeos monossacarídeos de 5 ou mais C estão na forma cíclica – furanoses (5C) e piranoses (6C) a ciclização faz com que o carbono do grupo carbonila fique assimétrico: assim, dependendo da posição da hidroxila ele pode ser ou 2 a 10 monossacarídeos conectados por meio de ligações glicosídicas - um grupo hidroxila de um açúcar reage com o carbono anomérico de outra molécula de açúcar. Carboidratros: oligossacarídeos - polímeros de cadeias com 10 ou mais monossacarídeos de estrutura linear ou ramificados - diferem na identidade dos monossacarídeos, comprimento da cadeia, grau de ramificação, tipo de ligação Carboidratros: polissacarídeos podem ser homo ou heteropolissacarídeos Carboidratros: polissacarídeos (2-10 = oligossacarídeos) (>10) -polissacarídeo composto por resíduos de glicose -funciona como substância de reserva para muitas plantas -o grânulo de amido é uma mistura de dois polissacarídeos: amilose e amilopectina Polissacarídeos: AMIDO Principal carboidrato de armazenamento de energia em plantas Quebrados pela enzima amilase Amilose Macromolécula constituída de 50 a 5.000 resíduos de glicose, ligadas por pontes glicosídicas α-1,4, que conferem à molécula uma estrutura helicoidal. Amilopectina: Macromolécula, menos hidrossolúvel que a amilose, constituída por mais de 106 resíduos de α-glicose ligadas por pontes glicosídicas α-1,4, ocorrendo também ligações α-1,6 (a cada 24 a 30 resíduos). A amilopectina constitui, aproximadamente, 80% dos polissacarídeos existentes no grão de amido. - polissacarídeo de armazenamento de glicose nos animais - ligações (1-4) e (1-6) - mais ramificado (ramificação a cada 8 a 12 resíduos de glicose) e compacto que o amido - é sintetizado e armazenado principalmente no fígado e nos músculos esqueléticos - o seu destino é converter-se em glicose à medida que o organismo necessita Polissacarídeos: GLICOGÊNIO • Glicogênio hepático: mantém na glicemia do corpo entre refeições e jejum noturno (exportado para células/cérebro); • Glicogênio muscular: não é exportado, formado durante o repouso/pós refeições. - substância fibrosa - cadeia longa de beta-glicose (ligações -1,4) - é o principal componente estrutural das plantas (parede celular) - não é digerível pelos animais (não temos celulase) Polissacarídeos: CELULOSE - semelhante à celulose em estrutura e função - cadeia longa" de N-acetil-beta-D-glicosamina (ligações -1,4) - é o principal componente estrutural do exoesqueleto de invertebrados *insetos e crustáceos (lagostas e camarões) - também ocorre em paredes celulares de algas, fungos e leveduras Polissacarídeos: QUITINA -“fibra alimentar” é uma fração complexa composta por um conjunto de componentes presentes nos alimentos vegetais, representados pela soma de lignina e polissacarídeos (celulose, hemicelulose, pectina, mucilagem e goma), sendo estes classificados segundo sua solubilidade em água, como solúveis ou insolúveis. - A fibra se constitui basicamente de componentes da parede celular resistentes às enzimas secretadas pelos animais. Polissacarídeos: FIBRAS hemiceluloses: são polissacarídeos complexos encontrados nas paredes das células vegetais, em estreita associação com celulose e lignina. São moléculas menores que a celulose, constituídas principalmente por unidades de xilose, arabinose, galactose, manose e ramnose. lignina: é um polímero rígido derivado dos aminoácidos fenilalanina e tirosina. pectinas: são ácidos pectínicos (cadeias de ácidos D-galacturônicos) solúveis em água e que formam soluções coloidais. gomas: são polissacarídeos exudados pelas plantas com a finalidade de cobrir ferimentos existentes em frutos e troncos de árvores evitando o ataque de microrganismos. Polissacarídeos: FIBRAS Carboidratos e Cárie A cárie está diretamente relacionada à introdução dos carboidratos refinados na dieta da população, principalmente a sacarose, que é considerada o dissacarídeo mais cariogênico, sendo este o mais presente na dieta familiar em quase todo o mundo. Exercício de Fixação (parcial) 1. Pesquise o motivo de algumas pessoas serem intolerantes à lactose e correlacione com o que você aprendeu sobre enzimas e com o que aprendeu na aula de hoje. 2. Faça a estrutura da glicose, frutose e galactose. 3. Quais as funções dos carboidratos? 4. Como se classificam os carboidratos? 5. Faça a estrutura cíclica da maltose, sacarose, lactose, amido, glicogênio, celulose, quitina e ácido hialurônico. 6. Relacione o consumo de açúcares com o aparecimento de cáries. Como acontece?