O QUE VOCÊ ENTENDE SOBRE CARBOIDRATOS?

O que há em uma batata? Além de água, que compõe a maior parte do peso da batata, há um pouco de gordura, um pouco de proteína e muito de carboidrato (aproximadamente 37 gramas em uma batata média).

Parte desses carboidratos está na forma de açúcares. Eles fornecem à batata e à pessoa que a come, uma fonte de combustível disponível. Um pouco mais dos carboidratos da batata é em forma de fibra, incluindo os polímeros de celulose que dão estrutura às paredes das células da batata. A maior parte do carboidrato, entretanto, está na forma de amido, longas cadeias de moléculas de glicose ligadas, que é uma forma de estocagem de combustível. Quando você come batatas fritas, chips ou batata assada com todo aquele recheio, enzimas do seu trato digestivo começam a trabalhar nas longas cadeias de glicose, quebrando-as em açúcares menores que suas células podem utilizar.

 

Carboidratos são moléculas biológicas feitas de carbono, hidrogênio e oxigênio em uma proporção de aproximadamente um átomo de carbono (C) para uma molécula de água (H₂O). Essa composição dá aos carboidratos o seu nome: são feitos de carbono (carbo-) mais água (-hydrate). As cadeias de carboidrato podem variar de tamanho, e os carboidratos biologicamente importantes pertencem a três categorias: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Neste artigo, iremos aprender mais sobre cada tipo de carboidrato, bem como seus papéis energéticos e estruturais essenciais nos humanos e em outros organismos.

 

Monossacarídeos

Monossacarídeos (mono = “um”; sacarídeo = “doce”) são açúcares simples, o mais comum dentre eles é a glicose. Os monossacarídeos têm a fórmula (CH₂O)_n e geralmente contêm de três a sete átomos de carbono.

Os açúcares também são nomeados de acordo com o número de seus carbonos: alguns dos tipos mais comuns são trioses (três carbonos), tetroses (quatro carbonos), pentoses (cinco carbonos) e hexoses (seis carbonos).

Glicose e seus isômeros

Um monossacarídeo importante é a glicose, um açúcar de seis carbonos com a fórmula C₆H₁₂O_6. Outros monossacarídeos prevalentes incluem a galactose (que forma parte da lactose, açúcar encontrado no leite) e a frutose (encontrado nos frutos).

A glicose, galactose e frutose possuem a mesma fórmula química (C₆H₁₂O₆), mas elas diferenciam-se na organização de seus átomos, tornando-as isômeros uma da outra. A frutose é um isômero estrutural da glicose e da galactose, o que significa que seus átomos estão ligados em ordens diferentes.

Dissacarídeos

Dissacarídeos (di = “dois”) formam-se quando dois monossacarídeos se juntam via reação de desidratação, também conhecida como reação de condensação ou síntese por desidratação. Nesse processo, o grupo hidroxila de um monossacarídeo combina-se com o hidrogênio de outro, liberando uma molécula de água e formando uma ligação covalente conhecida como ligação glicosídica.

Dissacarídeos comuns incluem lactose, maltose e sacarose. Lactose é um dissacarídeo que consiste em glicose e galactose e é encontrado naturalmente no leite. Muitas pessoas não podem digerir lactose quando adultos, resultando em intolerância à lactose (com a qual você, ou seus amigos podem estar bem familiarizados). Maltose, ou açúcar do malte, é um dissacarídeo feito de duas moléculas de glicose. O dissacarídeo mais comum é a sacarose (açúcar comum, de mesa) que é composta de glicose e frutose.

 

Polissacarídeos

Uma longa cadeia de monossacarídeos, unida por ligações glicosídicas, é conhecida como polissacarídeo (poli = “vários”). A cadeia pode ser ramificada ou não ramificada e pode conter diferentes tipos de monossacarídeos. O peso molecular de um polissacarídeo pode ser bem alto, alcançando 100.000 daltons ou mais, se monômeros suficientes se ligarem. Amido, glicogênio, celulose e quitina são os principais exemplos de polissacarídeos importantes nos organismos vivos.

Polissacarídeos de armazenamento

Amido é a forma armazenada dos açúcares nas plantas e é composto de uma mistura de dois polissacarídeos, amilose e amilopectina (ambos são polímeros da glicose). As plantas são capazes de sintetizar glicose usando a energia da luz coletada na fotossíntese e o excesso de glicose que estiver além da necessidade imediata de energia da planta é armazenada em amido em diversas partes da planta, inclusive nas raízes e sementes. O amido nas sementes fornece alimento para o embrião que está germinando e pode também servir como fonte de alimento para seres humanos e animais, que vão quebrá-lo em monômeros de glicose, usando enzimas digestivas.

Isso é ótimo para as plantas, mas e quanto a nós? O Glicogênio é a forma de estoque da glicose nos humanos e em outros vertebrados. Como o amido, o glicogênio é um polímero de monômeros de glicose e é ainda mais ramificado que a amilopectina.

O glicogênio é geralmente armazenado no fígado e nas células musculares. Quando os níveis de glicose plasmática (glicemia) diminuem, o glicogênio é quebrado via hidrólise para liberar monômeros de glicose que as células podem absorver e usar.

Polissacarídeos estruturais

Embora a estocagem de energia seja um papel importante dos polissacarídeos, eles são cruciais também por outra razão: fornecer estrutura. A Celulose, por exemplo, é um dos componentes principais nas paredes celulares das plantas, que são estruturas rígidas que rodeiam as células (e ajudam a deixar a alface e outros vegetais crocantes). Madeira e papel são feitos principalmente de celulose, e a própria celulose é feita de cadeias não ramificadas de monômeros de glicose unidos por ligações glicosídicas.

A celulose não pode ser quebrada pelas enzimas digestivas humanas, então os humanos não são capazes de digerir celulose. (Isso não quer dizer que a celulose não é encontrada em nossa dieta, ela apenas passa pelo nosso sistema digestório como uma fibra indigerível, insolúvel). Entretanto, alguns herbívoros, como as vacas, coalas, búfalos e cavalos, possuem micróbios especializados que os auxiliam no processamento da celulose. Esses micróbios vivem no trato digestório e quebram a celulose em monômeros de glicose que podem ser utilizados pelo animal. Cupins também quebram a celulose com o auxílio de microrganismos que vivem em seu intestino.

A celulose é específica das plantas, mas os polissacarídeos também têm um papel estrutural importante nas espécies não vegetais. Por exemplo, os artrópodes (como insetos e crustáceos) possuem um esqueleto externo duro, chamado de exoesqueleto, que protege suas partes internas, mais moles. Este exoesqueleto é composto da macromolécula quitina, que lembra a celulose, mas é composta de unidades modificadas de glicose que contém um grupo funcional com nitrogênio. A quitina também é um importante componente nas paredes celulares dos fungos que não são nem animais ou plantas, mas formam seu próprio reino.

Fonte: U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service. (2014). Basic report: 11352, potatoes, flesh and skin, raw. In USDA national nutrient database for standard reference; http://ndb.nal.usda.gov/ndb/foods/show/3115?fgcd=&manu=&lfacet=&format=&count=&max=35&offset=&sort=&qlookup=11352; Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., and Singer, S. R. (2014). Sugar isomers have structural differences. In Biology (10th ed., AP ed., p. 38). New York, NY: McGraw-Hill; Glucose. (2015, July 7). Acesso em 24 de julho, 2015. Disponível em Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Glucose; Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). Structural polysaccharides. In Campbell biology (10th ed., p. 71). San Francisco, CA: Pearson; Purves, W. K., Sadava, D., Orians, G. H., and Heller, H. C. (2003). 3.16. Representative polysaccharides. In Life: The science of biology (7th ed., p. 49). Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc;

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