CARBOIDRATOS UNISUL – Prof. Denise E. Moritz Nutrição - 2011

CARBOIDRATOSCARBOIDRATOSUNISUL – Prof. Denise E. MoritzUNISUL – Prof. Denise E. Moritz

Nutrição - 2011Nutrição - 2011

IntroduçãoIntroduçãoOutras denominações:Outras denominações:

- Hidratos de carbono- Hidratos de carbono

- Glicídios, glícides ou glucídios- Glicídios, glícides ou glucídios

- Açúcares.- Açúcares.

Ocorrência e funções gerais:Ocorrência e funções gerais:

São amplamente distribuídos nas plantas e São amplamente distribuídos nas plantas e nos animais, onde desempenham funções nos animais, onde desempenham funções estruturais e metabólicas.estruturais e metabólicas.

É o combustível preferencial para a contração É o combustível preferencial para a contração muscular esquelética, sua depleção muscular esquelética, sua depleção

repercute em queda do desempenho.repercute em queda do desempenho.

CarboidratosCarboidratosComposiçãoComposição

São formados por C, H, O.São formados por C, H, O.

Fórmula GeralFórmula Geral

CCnnHH2n2nOOnn

Classificação Classificação (quanto ao número de (quanto ao número de

monômeros)monômeros)

MonossacarídeosMonossacarídeos

Açúcares Fundamentais Açúcares Fundamentais (não necessitam de (não necessitam de qualquer alteração para serem absorvidos)qualquer alteração para serem absorvidos)Fórmula Geral: CFórmula Geral: CnnHH2n2nOOnn n n≥ 3≥ 3

Propriedades:Propriedades: solúveis em água e insolúveis em solventes solúveis em água e insolúveis em solventes orgânicosorgânicos

brancos e cristalinosbrancos e cristalinos

maioria com saber docemaioria com saber doce

estão ligados à produção energética.estão ligados à produção energética.

Carboidratos

Amido, GLICOGÊNIO

CARBOIDRATOS

Monossacarídios

Dissacaridíos

Polissacarídos

Glicose, frutose, Galactose

Sacarose, lactose

e maltose

Armazenamento dos Armazenamento dos carboidratoscarboidratos

Vegetais AMIDOVegetais AMIDO

Animais GLICOGÊNIOAnimais GLICOGÊNIO

Fígado (250 mmKg)

Músculos (100 mm Kg)

A quantidade de Glicogênio armazenada depende

Exercício DIETA

Observação:

Após uma noite de sono os estoques de glicogênio hepático podem até zerar, como

podem alcançar valores de 500 mmol/Kg depois de uma refeição rica em carboidrato.

MonossacarídeosMonossacarídeos

O nome genérico do monossacarídeo O nome genérico do monossacarídeo é dado baseado no número de é dado baseado no número de carbonos mais a terminação carbonos mais a terminação ““oseose””..

03 carbonos – trioses03 carbonos – trioses04 carbonos – tetroses04 carbonos – tetroses05 carbonos – pentoses05 carbonos – pentoses06 carbonos – hexoses06 carbonos – hexoses07 carbonos – heptoses 07 carbonos – heptoses

Podem ser classificados ainda como aldoses Podem ser classificados ainda como aldoses ou cetoses.ou cetoses.

Aldose x CetoseAldose x Cetose

MONOSSACARÍDEO FUNÇÃO

RIBOSE (PENTOSE)

ESTRUTURAL (RNA)

DESOXIRRIBOSE (PENTOSE)

ESTRUTURAL (DNA)

GLICOSE(HEXOSE)

ENERGIA

FRUTOSE(HEXOSE)

ENERGIA

GALACTOSE(HEXOSE)

ENERGIA

Estrutura das osesEstrutura das osesPor convenção:Por convenção:

1.1. Fórmulas de projeção das oses são escritas com a cadeia Fórmulas de projeção das oses são escritas com a cadeia carbônica na posição vertical e o grupo carbônica na posição vertical e o grupo ““CHOCHO”” na parte na parte superior da cadeia.superior da cadeia.

2.2. Quando a hidroxila do C mais afastado do grupo aldeídico Quando a hidroxila do C mais afastado do grupo aldeídico ou cetônico está escrito à direita recebe a letra ou cetônico está escrito à direita recebe a letra ““DD ”” e à e à esquerda a letra esquerda a letra ““LL ””. .

Ex: glicoseEx: glicose

OH ----------- H

L - glicose

Funções dos carboidratos

Fonte de energia

Estrutural

Reserva de Energia

Matéria prima para biossíntesede outras biomoléculas

Os mais Os mais importantimportant

esesGlicose ou dextrose: é a forma de açúcar Glicose ou dextrose: é a forma de açúcar que circula no sangue e se oxida para que circula no sangue e se oxida para fornecer energia. No metabolismo fornecer energia. No metabolismo humano, todos os tipos de açúcar se humano, todos os tipos de açúcar se transformam em glicose. É encontrada no transformam em glicose. É encontrada no milho, na uva e em outras frutas e milho, na uva e em outras frutas e vegetais.vegetais.

Frutose ou Levulose: é o açúcar das Frutose ou Levulose: é o açúcar das frutas.frutas.

Galactose: faz parte da lactose , o Galactose: faz parte da lactose , o açúcar do leite.açúcar do leite.

Oxidação da Oxidação da GlicoseGlicose

OxidaçãoOxidação A oxidação do açúcar fornece energia A oxidação do açúcar fornece energia

para a realização dos processos vitais para a realização dos processos vitais dos organismos.dos organismos.

A oxidação (completa) fornece COA oxidação (completa) fornece CO22 e e HH22O. O.

Cada grama fornece aproximadamente Cada grama fornece aproximadamente 4 kcal, independente da fonte.4 kcal, independente da fonte.

O oposto desta oxidação é o que ocorre O oposto desta oxidação é o que ocorre na fotossíntese.na fotossíntese.

Vídeos Vídeos file://localhost/Users/Denise/Bioquímica/2011/RESPIRAÇÃO CELULAR glicólise,ciclo de krebs,fosforilação oxi.flv

DissacarídeosDissacarídeos

São combinações de açúcares simples São combinações de açúcares simples que, por hidrólise, formam duas que, por hidrólise, formam duas moléculas de monossacarídeos, iguais moléculas de monossacarídeos, iguais ou diferentes.ou diferentes.

Ligação Glicosídica Ligação Glicosídica (maltose)(maltose)

DISSACARÍDEO COMPOSIÇÃO FONTE

Maltose Glicose + Glicose Cereais

Sacarose Glicose + Frutose Cana-de-açúcar

Lactose Glicose + Galactose Leite

Hidrólise da Hidrólise da SacaroseSacarose

OligossacarídeosOligossacarídeos

São açúcares complexos que têm de 3 a São açúcares complexos que têm de 3 a 10 unidades de monossacarídeos.10 unidades de monossacarídeos.

PolissacarídeosPolissacarídeos

São açúcares complexos que têm mais São açúcares complexos que têm mais de 10 moléculas de monossacarídeosde 10 moléculas de monossacarídeos

POLISSACARÍDEO FUNÇÃO E FONTE

Glicogênio Açúcar de reserva energética de animais e fungos

Amido Açúcar de reserva energética de vegetais e algas

Celulose Função estrutural. Compõe a parede celular das células vegetais e algas

Quitina Função estrutural. Compõe a parede celular de fungos e o exoesqueleto de

artrópodes

Ácido hialurônico Função estrutural. Cimento celular em células animais

Polissacarídeos Polissacarídeos

• • Homo ou HeteropolissacarídeosHomo ou Heteropolissacarídeos

• • Caracteriza-se pelo tipo de monômeros Caracteriza-se pelo tipo de monômeros presentes, a seqüência e o tipo de ligação presentes, a seqüência e o tipo de ligação glicosídica envolvida.glicosídica envolvida.

• • Principais polissacarídeos: Principais polissacarídeos:

- Celulose – Homo Glicoproteinas - - Celulose – Homo Glicoproteinas - HeteroHetero

- Amido – Homo Ácido hialurônico - Amido – Homo Ácido hialurônico - Hetero - Hetero

- Glicogênio - Homo- Glicogênio - Homo

- Quitina - homo- Quitina - homo

HeteropolissacarídeosHeteropolissacarídeosPeptidoglicanosPeptidoglicanos - componentes das paredes - componentes das paredes bacterianas;bacterianas;

Formados por unidades de N-Formados por unidades de N-acetilglicosamida e ácido N-acetilmurânico;acetilglicosamida e ácido N-acetilmurânico;

GlicosaminoglicanosGlicosaminoglicanos - presentes na matriz - presentes na matriz extracelular de animais superiores; extracelular de animais superiores;

Polímeros lineares com unidades: Polímeros lineares com unidades:

N-N-acetilglicosamida ou a N-acetilgalactosaminaacetilglicosamida ou a N-acetilgalactosamina. .

A outra unidade monomérica é o A outra unidade monomérica é o ácido urômico;ácido urômico;

Amido composto por: amilose e amilopectina

AMIDOAMIDO Amilose:Amilose:

Macromolécula constituída de 250 a 300 Macromolécula constituída de 250 a 300 resíduos de D-glicopiranose (maltose); resíduos de D-glicopiranose (maltose);

Amilopectina:Amilopectina:

Macromolécula, menos Macromolécula, menos hidrossolúvel hidrossolúvel que a que a amilose, constituída de aproximadamente amilose, constituída de aproximadamente 1400 resíduos de α-glicose;1400 resíduos de α-glicose;

A amilopectina constitui, 80% dos A amilopectina constitui, 80% dos polissacarídeos do grão de amido. polissacarídeos do grão de amido.

GlicogênioEstrutura ramificada, permite rápida produção da glicose em períodos de

necessidade metabólica

Polissacarídeos estruturais

Celulose e Quitina

As plantas possuem paredes celulares rígidas compostas por celulose;

Celulose polímero linear de até 15 mil resíduos de

glicose ligados por ligações glicosídicas β(1" 4)

•• Difere-se da celulose na natureza de Difere-se da celulose na natureza de monossacarídeos; na celulose o monômero é monossacarídeos; na celulose o monômero é ß-D-glicose, e na quitina o monômero é a N-ß-D-glicose, e na quitina o monômero é a N-acetil- ß-D-glicosamina;acetil- ß-D-glicosamina;

• • Possui papel estrutural e apresenta boa Possui papel estrutural e apresenta boa resistência mecânica.resistência mecânica.

Quitina

CeluloseCelulose É o principal componente estrutural das É o principal componente estrutural das

plantas, especialmente de madeira e plantas, especialmente de madeira e plantas fibrosas. plantas fibrosas.

Apresenta cadeias individuais reunidas por Apresenta cadeias individuais reunidas por

pontes de H, que dão às plantas fibrosas pontes de H, que dão às plantas fibrosas sua força mecânica.sua força mecânica.

Os animais não possuem as enzimas Os animais não possuem as enzimas celulases, que são encontradas em celulases, que são encontradas em bactérias, incluindo as que habitam o trato bactérias, incluindo as que habitam o trato digestivo dos cupins e animais de pasto, digestivo dos cupins e animais de pasto, como gados e cavalos.como gados e cavalos.

CeluloseCelulose

Funções Especiais dos Funções Especiais dos Carboidratos no Tecido Carboidratos no Tecido

CorporalCorporal1- Ação poupadora de energia: a presença de : a presença de

carboidratos suficientes para satisfazer a carboidratos suficientes para satisfazer a demanda energética impede que as demanda energética impede que as proteínas sejam desviadas para essa proteínas sejam desviadas para essa proposta, permitindo que a maior proporção proposta, permitindo que a maior proporção de proteína seja usada para função básica de de proteína seja usada para função básica de construção de tecido. construção de tecido.

2-2- Efeito anticetogênico: Efeito anticetogênico: a a quantidade de carboidrato presente quantidade de carboidrato presente determina como as gorduras determina como as gorduras poderiam ser quebradas para suprir poderiam ser quebradas para suprir uma fonte de energia imediata, uma fonte de energia imediata, desta forma afetando a formação e desta forma afetando a formação e disposição das cetonas.disposição das cetonas.

Funções Especiais dos Funções Especiais dos Carboidratos no Tecido Carboidratos no Tecido

CorporalCorporal3- Coração: o glicogênio é uma importante fonte 3- Coração: o glicogênio é uma importante fonte

emergencial de energia contrátil.emergencial de energia contrátil.

4- Sistema Nervoso Central4- Sistema Nervoso Central: O O cérebro não armazena glicose e cérebro não armazena glicose e dessa maneira depende minuto a dessa maneira depende minuto a minuto de um suprimento de glicose minuto de um suprimento de glicose sangüínea. Uma interrupção sangüínea. Uma interrupção prolongada glicêmica pode causar prolongada glicêmica pode causar danos irreversíveis ao cérebro.danos irreversíveis ao cérebro.

Digestão: bocaDigestão: bocaA saliva contém uma enzima que hidrolisa A saliva contém uma enzima que hidrolisa o amido: a amilase salivar (ptialina), o amido: a amilase salivar (ptialina), secretada pelas glândulas parótidas. secretada pelas glândulas parótidas.

A amilase salivar consegue hidrolisar A amilase salivar consegue hidrolisar apenas 3 a 5 % do total, pois age em um apenas 3 a 5 % do total, pois age em um curto período de tempo, liberando curto período de tempo, liberando dextrinas dextrinas

(forma de maltose e isomaltose).(forma de maltose e isomaltose).

Necessidades de Carboidratos

50% a 60% das calorias totais devem ser derivadas dos carboidratos

1 g de carboidrato fornece 4 Kcal

1 g de glicose fornece 3,41 Kcal

Necessidade mínima de carboidrato: 1mg/Kg/dia

Carboidratos

Hiperglicemia

Glicosúria

Síntese e armazenamento de gordura, proteínas e glicogênio

Carboidratos

Consumo glicogênio da reserva

Consumo Triglicerídeos tecido adiposo

Consumo de proteínas

CarênciaCarênciaA falta de carboidratos no organismo A falta de carboidratos no organismo manifesta-se por sintomas de fraqueza, manifesta-se por sintomas de fraqueza, tremores, mãos frias, nervosismo e tremores, mãos frias, nervosismo e tonturas, o que pode levar até ao tonturas, o que pode levar até ao desmaio. É o que acontece no jejum desmaio. É o que acontece no jejum prolongado. A carência leva o prolongado. A carência leva o organismo a utilizar-se das gorduras e organismo a utilizar-se das gorduras e reservas do tecido adiposo para reservas do tecido adiposo para fornecimento de energia, o que provoca fornecimento de energia, o que provoca emagrecimento.emagrecimento.

ExcessoExcessoOs carboidratos, quando em excesso no Os carboidratos, quando em excesso no organismo, transformam-se em gordura organismo, transformam-se em gordura e ficam acumulados nos adipósitos, e ficam acumulados nos adipósitos, podendo causar obesidade e podendo causar obesidade e arterosclerose arterosclerose

(aumento dos triglicerídeos sangüíneos).(aumento dos triglicerídeos sangüíneos).

Mecanismos de Mecanismos de regulaçãoregulação

Níveis de carboidratos no sangue Níveis de carboidratos no sangue

são controlados por hormônios são controlados por hormônios

secretados por células pancreáticas:secretados por células pancreáticas:

INSULINAINSULINA

GLUCAGONGLUCAGON

SOMATOSTATINASOMATOSTATINA

AnatomiAnatomiaa

P. Exócrino – libera enzimas

P. Endócrino – libera hormônios

O açúcar no sangue é regulado pelaO açúcar no sangue é regulado pela Insulina e Glucagon Insulina e Glucagon

GlicemiaGlicemiaÉ a taxa de glicose no sangue. É a taxa de glicose no sangue.

Varia em função da nossa alimentação e Varia em função da nossa alimentação e nossa atividade. nossa atividade.

Uma pessoa em situação de equilíbrio Uma pessoa em situação de equilíbrio glicêmico ou homeostase possui uma glicêmico ou homeostase possui uma glicemia que varia, em geral, de 80 a glicemia que varia, em geral, de 80 a 110 mg/dL. 110 mg/dL.

Segundo recente sugestão da Segundo recente sugestão da Associação Americana de Diabetes, a Associação Americana de Diabetes, a glicemia normal seria de 70 a 99 glicemia normal seria de 70 a 99 mg/dL.mg/dL.

HiperglicemiaHiperglicemiaEstimula a secreção da insulina pelo Estimula a secreção da insulina pelo pâncreas. pâncreas.

Esse hormônio estimula as células do Esse hormônio estimula as células do nosso organismo a absorver a nosso organismo a absorver a glicose presente no sangue. glicose presente no sangue.

Se essas células não necessitam Se essas células não necessitam imediatamente do açúcar disponível, imediatamente do açúcar disponível, as células do fígado se as células do fígado se responsabilizam pela transformação responsabilizam pela transformação da glicose, estocando-a sob a forma da glicose, estocando-a sob a forma de glicogênio.de glicogênio.

DiabetesDiabetesQuando o pâncreas pára de fabricar a Quando o pâncreas pára de fabricar a insulina, ou o organismo não consegue insulina, ou o organismo não consegue utilizá-la de forma eficiente, a glicose utilizá-la de forma eficiente, a glicose fica circulando na corrente sanguínea, fica circulando na corrente sanguínea, gerando a hiperglicemia e levando a gerando a hiperglicemia e levando a uma doença conhecida como o diabetesuma doença conhecida como o diabetes

Glicemia baixaGlicemia baixaEstimula o pâncreas a secretar outro Estimula o pâncreas a secretar outro hormônio: o glucagon. hormônio: o glucagon.

O fígado transforma o glicogênio em O fígado transforma o glicogênio em glicose e libera a glicose no sangue. glicose e libera a glicose no sangue.

A glicemia retorna, então, ao valor de A glicemia retorna, então, ao valor de referência.referência.

Liberação da InsulinaLiberação da Insulina

Após detectar excesso de glicose Após detectar excesso de glicose (HIPERGLICEMIA);(HIPERGLICEMIA);

Exerce três efeitos principais:Exerce três efeitos principais:Estimula a captação de glicose pelas células;Estimula a captação de glicose pelas células;

Estimula a glicogênese (armazenamento da Estimula a glicogênese (armazenamento da glicose na forma de glicogênio);glicose na forma de glicogênio);

Estimula armazenamento de aa e ácidos graxos.Estimula armazenamento de aa e ácidos graxos.

GLUCAGONGLUCAGON

Efeito antagônico à insulina;Efeito antagônico à insulina;

Formado pelas células Formado pelas células pancreáticas; pancreáticas;

Liberado quando na HIPOGLICEMIA; Liberado quando na HIPOGLICEMIA;

Atua:Atua:Estimulando a degradação de glicogênio hepático Estimulando a degradação de glicogênio hepático e muscular;e muscular;

Estimula a mobilização de aa e ácidos graxos;Estimula a mobilização de aa e ácidos graxos;

Estimula a lipóliseEstimula a lipólise..

SOMATOSTATINASOMATOSTATINA

Regulação inibitória da liberação de insulina Regulação inibitória da liberação de insulina

e glucagon;e glucagon;

Sintetizada pelas células delta.Sintetizada pelas células delta.

Digestão: Digestão: estômagoestômago

A amilase salivar é rapidamente inativada A amilase salivar é rapidamente inativada em pH 4,0 ou mais baixo, de modo que a em pH 4,0 ou mais baixo, de modo que a digestão do amido iniciada na boca, cessa digestão do amido iniciada na boca, cessa rapidamente no meio ácido do estômago.rapidamente no meio ácido do estômago.

Digestão: Digestão: intestinointestino

DuodenoDuodeno: A amilase pancreática é capaz de : A amilase pancreática é capaz de realizar à digestão completa do amido, realizar à digestão completa do amido, transformando-o em maltose e dextrina.transformando-o em maltose e dextrina.

Intestino DelgadoIntestino Delgado: Temos a ação das : Temos a ação das dissacaridases ( enzimas que hidrolisam os dissacaridases ( enzimas que hidrolisam os dissacarídeos), que estão na borda das dissacarídeos), que estão na borda das células intestinais.células intestinais.

CuriosidadesCuriosidades1.1. Na rapadura encontramos 90% de Na rapadura encontramos 90% de

carboidratos. Sendo 80% de sacarose. carboidratos. Sendo 80% de sacarose.

2.2. Os carboidratos da nossa dieta são Os carboidratos da nossa dieta são oriundos de alimentos de origem oriundos de alimentos de origem vegetal. A exceção é a lactose, vegetal. A exceção é a lactose, proveniente do leite e seus derivados.proveniente do leite e seus derivados.

3.3. Mais da metade do carbono orgânico Mais da metade do carbono orgânico do planeta está armazenado em do planeta está armazenado em apenas duas moléculas de apenas duas moléculas de carboidratos: amido e celulose.carboidratos: amido e celulose.

FIM!FIM!Assistam os vídeos sugeridos!Assistam os vídeos sugeridos!