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Bioquímica | Carboidratos

Os carboidratos, também conhecidos como glicídios, glucídios, açúcares ou hidratos de carbono, representam o principal componente orgânico no que se refere à produção de energia em nosso organismo, sendo também indispensáveis à realização de diversos processos metabólicos e à formação de diferentes tipos de hormônios e estruturas celulares, possuindo como fórmula geral Cn(H2O)n, com n≥3. São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou ainda, substâncias que, por hidrólise, formem aqueles compostos.

Figura 1 - Espaguete.
(Fonte: https://bit.ly/2yALO8J).
Características e Funções

Energética – As reações de oxidação realizadas no processo de respiração celular aeróbia garantem a produção de grandes quantidades de energia por molécula de glicose que inicia o processo metabólico. A principal via para a obtenção de energia em nosso organismo é a partir dos carboidratos, pois são de rápida metabolização se comparados aos lipídios e proteínas.

Estrutural – Tal propriedade pode ser observada, por exemplo, na estruturação da parede celular vegetal, também designada como parece celulósica, que confere resistência e rigidez para suportar o corpo do vegetal. Os carboidratos também participam da estruturação de células animais, sendo constituinte do glicocálice, estrutura responsável pelo processo de reconhecimento celular.

Hormonal – Através da formação de glicoproteínas como, por exemplo, os hormônios folículo estimulante (FSH) e luteinizante (LH). As glicoproteínas são proteínas conjugadas que possuem como grupo prostético um ou vários oligossacarídeos formando uma série de unidades repetidas e ligadas covalentemente a uma proteína.

Reservas Energéticas – Como forma de conservar energia para necessidades futuras, os seres vivos desenvolveram diferentes tipos de armazenamento, dentre eles, temos a participação dos carboidratos na forma de amido e glicogênio, servindo como reserva energética vegetal e animal, respectivamente. Entretanto, tal armazenamento, em animais, servirá apenas para necessidades momentâneas, como por exemplo, em casos de privação de alimento para organismo, o mesmo utilizará as reservas de carboidratos existentes.

O amido pode ser mais facilmente encontrado em órgãos de vegetais tuberosos, como o caule e as raízes. Com relação ao glicogênio, este se armazena principalmente nos músculos e no fígado, órgãos com intensa atividade metabólica, sendo necessária, portanto, uma de reposição mais eficaz de glicose para suas células.

Classificação dos Carboidratos

1. Quanto ao número de moléculas

Monossacarídeos – São aqueles formados por 1 molécula. Ex: Glicose (G), Frutose (F), Galactose (Ga), Ribose e Desoxirribose.


Figura 2 - Monossacarídeo de cadeia fechada.
(Fonte: Life - The Science of Biology. 7ª Ed,m 2004).

Dissacarídeos – São aqueles formados pela união de dois monossacarídeos, ou seja, possuem 2 moléculas. A união dos monossacarídeos é caracterizada como ligação glicosídica, que libera uma molécula de água e, por isso, uma síntese por desidratação. Ex: Maltose (G+G); Sacarose (G+F) e Lactose (G+Ga).


Figura 3 - Formação de um dissacarídeo, a maltose.
(Fonte: Life - The Science of Biology. 7ª Ed,m 2004).

Polissacarídeos – São aqueles formados pela união de vários monossacarídeos, podendo ser divididos em homopolissacarídeos e heteropolissacarídeos.


Figura 3 - Fragmento de quitina.
(Fonte:Life - The Science of Biology. 7ª Ed,m 2004).

Os homopolissacarídeos são constituídos por um único tipo de monossacarídeo (Celulose, Amido e Glicogênio), enquanto que os heteropolissacarídeos contêm dois ou mais tipos diferentes de monossacarídeos (ácido hialurônico, condroitina sulfato, dermatana sulfato e heparina). Dentre os homopolissacarídeos destacamos a quitina, um importante polissacarídeo estrutural presente no exoesqueleto de artrópodes e na parede celular de fungos possuindo, portanto, papel fundamentalmente estrutural.


Figura 4 - Fragmento de um polissacarídeo, a celulose.
(Fonte: Life - The Science of Biology. 7ª Ed,m 2004).

O glicogênio, além de estar presente nos animais, também pode ser encontrado como reserva energética em fungos. A estrutura do glicogênio assemelha-se à da amilopectina, exceto pelo maior número de ramificações que ocorrem em intervalos de 8-12 resíduos de glicose, na amilopectina, os intervalos são de 24-30 resíduos de glicose.



Figura 5 - Fragmento de um polissacarídeos, o glicogênio.
(Fonte: Life - The Science of Biology. 7ª Ed,m 2004).

A celulose é uma formada por uma sequência linear de unidades de D-glicose, unidas por ligações glicosídicas β(1-4). É o principal componente das paredes celulares nos vegetais e um dos compostos orgânicos mais abundantes na biosfera. A hidrólise parcial da celulose produz o dissacarídeo redutor celobiose.

2. Quanto ao número de átomos de carbono

Trioses - São carboidratos formados por três átomos de carbono. Ex: Gliceraldeído.
Pentoses – São aqueles constituídos por 5 átomos de carbono (Ribose e Desoxirribose). Tais moléculas são fundamentais para a constituição de nosso material genético, o RNA (ácido ribonucleico) e o DNA (ácido desoxirribonucleico).


Figura 6 - Trioses e Pentoses.
(Fonte:Life - The Science of Biology. 7ª Ed,m 2004)

Hexoses – São aqueles constituídos por 6 átomos de carbono (Glicose, Manose, Frutose e Galactose).



Figura 6 - Hexoses.
(Fonte: Life - The Science of Biology. 7ª Ed,m 2004).


Glicoconjugados

São compostos que resultam da ligação covalente de moléculas de carboidratos às proteínas e aos lipídeos, como as já citadas glicoproteínas e os proteoglicanos. Os proteoglicanos são macromoléculas presentes na matriz extracelular, constituídas pela união covalente de não-covalente de proteínas e glicosaminoglicanos (GAG). A importância dos proteoglicanos para o funcionamento de nosso organismo está relacionada, por exemplo, a sua associação com a cartilagem, que confere grande resistência à pressão.


ESPECIFICANDO

As glicoproteínas são importantes como mediadores para os eventos célula-molécula, célula-vírus e célula-célula. Um dos exemplos do envolvimento glicoproteico nas interações célula-molécula inclui o receptor de insulina, que se liga à insulina para facilitar o transporte de glicose para o interior de numerosas células. Em parte, isso é realizado pelo recrutamento de transportadores de glicose para a membrana plasmática. Além disso, o transportador de glicose que atua no deslocamento da glicose para dentro da célula também é uma glicoproteína.

A interação entre a gp120, a glicoproteína ligante na célula-alvo do vírus da imunodeficiência humana (HIV) e as células hospedeiras é um exemplo de interação célula-vírus. O acoplamento do gp120 ao receptor CD4 encontrado na superfície de vários tipos de células humanas é considerado a primeira etapa no processo infeccioso. As glicoproteínas estruturais da célula, componentes do glicocálice, exercem papel fundamental na adesão celular, um processo crítico nas interações do crescimento e diferenciação célula-célula.

Finalizo aqui este artigo. Espero que ele seja proveitoso para os seus estudos.



Referência

MOTTA, V. T. Bioquímica básica. Autolab, 2005.

NELSON, D. L.; COX, M. M. Lehninger: Princípios de bioquímica. 3ª ed. São Paulo: Sarvier, 2002.

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