O que são Carboidratos? – Carboidrato é o termo aplicado a um grupo de substâncias que incluem açúcares, amidos e celulose, juntamente com muitas outras substâncias relacionadas. Este grupo de compostos desempenha um papel vital em plantas e animais , tanto como elementos estruturais como para a manutenção da atividade funcional. As plantas são únicas na natureza , pois têm a capacidade de sintetizar carboidratos a partir de dióxido de carbono e água na presença de clorofila a partir de plantas verdes e energia solar através do processo de fotossíntese. Este processo é responsável não só pela existência das plantas, mas também pela manutenção da vida dos animais, uma vez que eles obtêm toda a sua alimentação direta ou indiretamente dos carboidratos das plantas.

Origem do termo – O que são Carboidratos?

O termo carboidrato originou-se da crença de que tais compostos existem na natureza; por exemplo, D- glicose , sacarose (C12H22O11) e celulose (C6, H10O5) n poderiam ser formalmente representados como carboidratos, isto é, Cx (H2O) e. Mais tarde, ficou claro que essa definição de carboidratos não era satisfatória, uma vez que novas substâncias foram descobertas, cujas propriedades indicavam que tinham as características dos açúcares e pertenciam às classes de carboidratos; no entanto, eles mostraram um desvio da relação hidrogênio – oxigênio necessária. Exemplos destes são os açúcares desoxi; D- desoxirribose , L- fucosee L- ramnose , ácidos urônicos e alguns compostos, como o ácido ascórbico ( vitamina C ). Conservar o termo carboidrato é, portanto, uma conveniência e não uma definição exata. Um hidrato de carbono é definido como um polihidroxialdeído (aldose), como uma cetona (cetose), ou como uma substância que resulta na formação de alguns destes compostos na sua hidrólise. No entanto, substâncias que também contêm nitrogênio e enxofre foram incluídas nesta classe de compostos .

Monossacarídeos – O que são Carboidratos?

Quimicamente, os carboidratos contêm apenas carbono , hidrogênio e oxigênio . Um dos carboidratos mais simples é a glicose , um açúcar de seis carbonos que não é um componente único, mas uma mistura de vários açúcares com estrutura de anel. Pode-se observar que existem diferenças na posição de oxigênio e hidrogênio no anel, que é a causa das diferenças na solubilidade, doçura, velocidade de fermentação e outras propriedades dos açúcares.

Polissacarídeos – O que são Carboidratos?

Polissacarídeos

Ao remover as moléculas de água de unidades de glucose (tomando – OH e um -H em contrário) uma nova molécula chamada dissacárido se mais unidades estão ligadas formas Glicose polissacarídeo é formado, neste caso, a amilose , também conhecido como Amido; Assim como no caso da glicose, não há um amido, mas vários tipos de amido.

O açúcar de mesa, sacarose, é um dissacarídeo, assim como a maltose.

Ao encadear as unidades de glicose de uma maneira ligeiramente diferente, forma-se celulose, que é um polissacarídeo . Essas ligações devem ser quebradas para que esses alimentos possam ser assimilados pelo organismo humano. Exemplos disso são alimentos: nixtamal, brevas e outros alimentos que são preparados com água sanitária ou cinzas, a fim de quebrar as cadeias de celulose .

A importância dos açúcares nos alimentos é que eles são constituintes dos Dextrins , (eles são nomeados porque são capazes de transformar a luz polarizada no sentido horário), amidos, celuloses (principal constituinte das paredes do células vegetais), hemiceluloses, pectinas (presentes em frutas e suculentas, dão consistência a geléias) e gengivas. A quebra (ou digestão ) destas cadeias é conseguida com ácidos, enzimas ou microrganismos.

Os açúcares estão envolvidos na fabricação de bebidas alcoólicas , que são amplamente consumidas. As plantas verdes produzem carboidratos na reação de fotossíntese , que servem como componentes estruturais (por exemplo, celulose), reservas alimentares (por exemplo, o amido que é abundante em batatas) ou componentes de ácidos nucléicos, da herança.

Nos animais há um polissacarídeo, o glicogênio , semelhante ao amido; está presente nos músculos e especialmente no fígado; serve como uma reserva de carboidratos para o corpo e fornece a energia necessária para o movimento muscular; quando o excesso de glicogênio é convertido em gordura, o que causa um aumento no peso corporal.

Classificação de açúcares – O que são Carboidratos?

Os açúcares são classificados em dois grupos: agentes redutores e não redutores. Os redutores são diferenciados porque seus grupos aldeídos ou cetonas livres, têm a propriedade de reduzir facilmente as soluções alcalinas de muitos sais metálicos, como cobre , prata , bismuto , mercúrio e ferro . O reagente mais utilizado para este fim é a solução Fehling. Os redutores constituem o maior grupo. Os monossacarídeos e muitos de seus derivados reduzem a solução de Fehling. Quase todos os dissacarídeos, incluindo maltose , lactosee outros açúcares menos comuns, como celobiose, gentiobiosa. melibiose e turanosa também são agentes redutores. O açúcar não redutor mais conhecido é o dissacarídeo sacarose . Entre outros, estão o dissacarídeo trealose, o rafinose trissacarídeo e a melezitose, a estaquiose tetrassacarídea e o pentassacarídeo verbascose.

Açúcares consistem em cadeias de átomos de carbono , que se unem um ao outro formando um ângulo tetraédrico de 109 ° 28′. Um átomo de carbono, ao qual quatro grupos diferentes estão ligados, é chamado de assimétrico. Um açúcar ou qualquer outro composto contendo um ou mais átomos de carbono assimétricos possui atividade óptica; isso significa que ele gira o plano da luz polarizada para a direita ou para a esquerda.

Metabolismo- Carboidratos

Metabolismo- Carboidratos

É definido como o metabolismo dos carboidratos para os processos bioquímicos de formação, ruptura e conversão de carboidratos em organismos vivos. Os carboidratos são as principais moléculas para o fornecimento de energia, graças ao seu metabolismo fácil .

O carboidrato mais comum é a glicose ; um monossacarídeo metabolizado por quase todos os organismos conhecidos. A oxidação de um grama de carboidratos gera aproximadamente 4 kcal de energia; algo menos da metade gerada a partir de lipídios .

A glicólise ou glicólise (grego Glycos , açúcar e lise , ruptura), é a via metabólica responsável pela oxidação da glicose , a fim de obter a energia para a célula . Consiste em 10 reações enzimáticas consecutivas que convertem a glicose em duas moléculas de piruvato , que é capaz de seguir outras vias metabólicas e, assim, continuar a fornecer energia ao corpo.

O metabolismo dos carboidratos é a área da bioquímica e fisiologia que estuda a degradação e síntese de açúcares simples, oligossacarídeos e polissacarídeos e o transporte de açúcares através das membranas celulares e tecidos. A decomposição ou catabolismo de açúcares simples, particularmente glicose, é uma das principais fontes de energia para organismos vivos. O catabolismo é anaeróbico, como nas fermentações, ou aeróbico, isto é, na respiração. Em ambos os tipos de metabolismo, a degradação é acompanhada pela formação de ligações ricas em energia, principalmente a ligação pirofosfato da coenzima adenosina trifosfato (ATP), que serve como agente de acoplamento entre diferentes processos metabólicos. Nos animais superiores, a glicose é o principal carboidrato no sangue , que é transportado para os tecidos do corpo. Nas plantas superiores, a sacarose dissacarídica é armazenada e transportada pelos tecidos. Certos polissacarídeos, como amido e glicogênio , são armazenados como reservas endógenas de alimentos nas células de plantas, animais emicroorganismos . Outros, como celulose, quitina e polissacarídeos bacterianos, servem como componentes estruturais das paredes celulares. Como constituintes dos tecidos animais e vegetais, vários carboidratos estão disponíveis para os organismos que dependem de outros organismos vivos ou mortos como fonte de nutrientes. Portanto, todos os carboidratos naturais podem ser assimilados por alguns animais ou microorganismos.

Alguns carboidratos não são usados ​​como nutrientes pelos seres humanos. Por exemplo, a celulose não é digerido por seres humanos ou outros mamíferos , mas é um alimento útil para organismos, tais como ruminantes , contendo microrganismos no seu trato digestivo, que se decompõem. Os principais carboidratos da dieta utilizáveis ​​pelos seres humanos são: açúcares simples, como glicose e frutose , os dissacarídeos sacarose e lactose, e polissacarídeos de glicogênio e amido. A lactose é o principal carboidrato no leite e, portanto, uma das principais fontes de nutrição durante a infância. Os dissacarídeos e polissacarídeos que não são absorvidos diretamente pelo intestino, são digeridos primeiro e hidrolisados ​​por enzimas (glicosidases) secretadas no interior do tubo digestivo.

Os açúcares simples alcançam o intestino ou são produzidos através da digestão dos oligossacarídeos. Eles são absorvidos pela mucosa intestinal e transportados através do tecido para a corrente sanguínea. Este processo requer o acúmulo de açúcar contra um gradiente de concentração e um metabolismo ativo da mucosa como fonte de energia. Os açúcares são retirados do sangue pelo fígado e armazenados lá como glicogênio. O glicogênio no fígado serve como uma fonte constante de glicose para a corrente sanguínea. Os mecanismos de transporte de açúcares através das membranas celulares e tecidos ainda não são completamente conhecidos, mas eles parecem altamente específicos para diferentes açúcares, dependentes de componentes similares àquelas enzimas.

Degradação de monossacarídeos segue uma das vias metabólicas. Nas rotas de fosforilação, o açúcar é primeiro convertido em éster de fosfato. O açúcar fosforilado é então dividido em pequenas unidades, antes ou depois da oxidação. Nas vias não fosforilantes, o açúcar é oxidado em seu correspondente ácido aldônico. É subsequentemente metabolizado com ou sem fosforilação dos intermediários. Entre os principais intermediários no metabolismo dos carboidratos estão o gliceraldeído-3-fosfato e o ácido pirúvico. Os produtos finais do metabolismo dependem de cada organismo e, até certo ponto, das condições ambientais. Além do material celular, os produtos incluem: dióxido de carbono (CO2), álcoois , ácidos orgânicos e hidrogênio gasoso. Nas chamadas oxidações completas, o CO2 é o único produto final excretado. Em oxidações incompletos características de bactérias acumulam vinagre e certos fungos , finais oxidados produtos, tais como ácido glucônico, cetoglucônico, cítrico ou fumárico. Os produtos orgânicos finais são invariavelmente encontrados em fermentações.

A principal via de fosforilação relacionada às fermentações é conhecida como a via glicolítica, a via do hexose difosfato ou a via de Embden-Meyerhof. Esta sequência de reações é a base para a fermentação de ácido láctico a partir do músculo de mamíferos e a fermentação alcoólica de leveduras. O metabolismo de outros açúcares simples, além da glicose, está relacionado à conversão do açúcar em um dos intermediários das vias de fosforilação descritas para o metabolismo da glicose.

O metabolismo oxidativo ou respiratório dos açúcares difere em vários aspectos do catabolismo fermentativo. Primeiro, os passos oxidativos, isto é, a reoxidação da DPNH, estão ligados à redução do oxigênio molecular. Em segundo lugar, o ácido pirúvico, produzido por meio do mecanismo glicolítico ou de qualquer outro, é oxidado para formar CO2. Terceiro, na maioria dos organismos aeróbicos, as rotas alternativas fornecem ou substituem completa ou relativamente a sequência glicolítica de reações para a oxidação de açúcares. Quando o ácido pirúvico aparece como um intermediário metabólico, é tipicamente oxidativamente descarboxilado para produzir C02, e fragmento de acetilo é combinado com dois carbonos coenzima A. O grupo acetilo em seguida é oxidado através do ciclo de Krebs.

Catabolismo e biossíntese de oligossacáridos e polissacáridos são realizadas pela quebra enzimática ou a formação de ligações glicosídicas entre os monosacáridos que constituem simples hidratos de carbono complexos. Os principais tipos de enzimas que quebram ou ligações glicosídicas são sintetizados hidrolases ou glicosidases, fosforilases e transglucosilasas. As enzimas são altamente específicas em relação à porção glicosídica, ou fração e tipo de ligação dos substratos aos quais atacam. Lactases, por exemplo, β-galactosil combinar fracção de lactose dissacarídeo de íon hidroxilo com água para produzir glicose e galactose. Maltases hidrolisam a maltose para formar duas moléculas de glicose. Sucrases ou invertases são enzimas que hidrolisam a sacarose para produzir glicose e frutose-amido . As fosforilases catalizam a fosforlise reversível de certos dissacarídeos, polissacarídeos e nucleosídeos transferindo fragmentos de glicosil para o fosfato inorgânico. Transglucosilases interconvertem vários dissacarídeos e polissacarídeos através da transferência de grupos glicosil.