Carboidratos, também conhecidos como hidratos de carbono, glicídios, glucídeos, glúcidos, glúcides, sacarídeos ou açúcares, são as biomoléculas mais abundantes na natureza, constituídas principalmente por carbono, hidrogênio e oxigênio,[1] podendo apresentar nitrogênio, fósforo ou enxofre na sua composição.
Dentre as diversas funções atribuídas aos carboidratos, a principal é a energética. Também atuam como elementos estruturais e de proteção na parede celular das bactérias, fungos e vegetais, bem como em tecidos conjuntivos e envoltório celular de animais. Agem como lubrificantes das articulações esqueléticas e fornecem coesão entre as células. Podem funcionar como sinalizadores celulares. Alguns carboidratos, como a ribose e a desoxirribose, fazem parte da estrutura de nucleotídeos e dos ácidos nucleicos.
Conforme o tamanho, os carboidratos podem ser classificados em monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.
Estrutura
Os carboidratos são compostos orgânicos constituídos por carbono, hidrogênio e oxigênio, que geralmente seguem a fórmula empírica [C(H2O)]n, sendo n ≥ 3.. A proporção entre os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio é de 1:2:1. Contudo, alguns carboidratos não se ajustam a esta regra geral, como a manose, por exemplo, cuja fórmula molecular é C6H12O5. Outros autores utilizam a fórmula empírica [Cx(H2O)y]. Podem ser poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, isto é, possuem um grupo que pode ser aldeído ou cetona, respectivamente, e várias hidroxilas, geralmente uma em cada átomo de carbono que não faz parte do aldeído ou grupo funcional cetona. Além de carbono, hidrogênio e oxigênio, alguns carboidratos apresentam nitrogênio, fósforo ou enxofre em sua composição.
Classificação
Monossacarídeos
Os monossacarídeos são carboidratos com reduzido número de átomos de carbono em sua molécula.O "n" da fórmula geral (CnH2nOn) pode variar de 3 a 7 (trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses), sendo os mais importantes as pentoses (C5H10O5) e as hexoses (C6H12O6). São relativamente pequenos, solúveis em água e não sofrem hidrólise.
| Carboidrato | Importância biológica | |
|---|---|---|
| Trioses (C3H6O3) | Gliceraldeído | Composto intermediário da glicólise. |
| Diidroxiacetona | Participa da glicólise e do ciclo de Calvin. | |
| Pentoses (C5H10O5) | Ribose | Matéria-prima para a síntese de ácido ribonucleico (RNA). |
| Desoxirribose (C5H10O4) | Matéria-prima para a síntese de ácido desoxirribonucleico (DNA). | |
| Hexoses (C6H12O6) | Glicose | Molécula mais utilizada pelas células para a obtenção de energia. |
| Frutose | Função energética. | |
| Galactose | Constitui a lactose do leite. Função energética. |
Oligossacarídeos
Os Oligossacarídeos são carboidratos resultantes da união de duas a dez moléculas de monossacarídeos.[2] A ligação entre os monossacarídeos ocorre por meio de ligação glicosídica, formada pela perda de uma molécula de água. O grupo mais importante dos oligossacarídeos são os dissacarídeos, formados pela união de apenas dois monossacarídeos.[4] Quando são constituídos por três moléculas de monossacarídeos, recebem o nome de trissacarídeos.
Os oligossacarídeos são solúveis em água, mas como não são carboidratos simples como os monossacarídeos, necessitam ser quebrados na digestão para que sejam aproveitados pelos organismos como fonte de energia.
| Carboidrato | Monossacarídeos constituintes | Importância biológica | |
|---|---|---|---|
| Dissacarídeos | Sacarose | glicose + frutose | Abundante na cana-de-açúcar e beterraba. Função energética. |
| Lactose | glicose + galactose | Encontrada no leite. Função energética. | |
| Maltose | glicose + glicose | Encontrada em alguns vegetais, provém também da digestão do amido pelos animais. Função energética. | |
| Trissacarídeos | Rafinose | glicose + frutose + galactose | Encontrada principalmente nas leguminosas, não é digerida pelos seres humanos. Função energética. |
Polissacarídeos
Os polissacarídeos são carboidratos grandes, às vezes ramificados, formados pela união de mais de dez monossacarídeos ligados em cadeia, constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, geralmente de hexoses.São insolúveis em água e, portanto, não alteram o equilíbrio osmótico das células.Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e como elementos estruturais.
| Carboidrato | Monossacarídeos constituintes | Importância biológica | |
|---|---|---|---|
| Polissacarídeos | Amido | ≈1.400 glicoses | Armazenado no amiloplasto de raízes do tipo tuberosa (mandioca, batata doce, cará), caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos e sementes. Principal reserva energética dos vegetais. |
| Glicogênio | ≈30.000 glicoses | Armazenado no fígado e nos músculos. Principal reserva energética de animais e fungos. | |
| Celulose | ≈1.000 glicoses | Função estrutural na célula vegetal, como um componente da parede celular. | |
| Quitina | Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e está presente na parede celular dos fungos. |
Observação: existem outros tipos de polissacarídeos denominados hetropolissacarídeos que originam, por hidrólise, vários tipos diferentes de monossacarídeos. Como por exemplo o ácido hialurônico, condroitinsulfato e a heparina.
Holosídeos e heterosídeos
Holosídeos
São os oligossacarídeos e polissacarídeos que, por hidrólise, produzem somente monossacarídeos. Tipo de açúcar encontrado nas plantas e vegetais. Rafinose + 2 H2O → glicose + frutose + galactose Celulose + n H2O → n glicose
Heterosídeos
São glicídios que sofrem hidrólise, produzindo oses (hidratos de carbono simples) e outros compostos.
Derivados de carboidratos
Amidalina - Ácido glicônico - Ácido glicurônico - Ácido sacárico - Sorbitol - Trinitrato de celulose - Piroxilina - Acetato de celulose
Função
- Energética: constituem a primeira e principal substância a ser convertida em energia calorífica nas células, sob a forma de ATP. Nas plantas, o carboidrato é armazenado como amido nos amiloplastos; nos animais, é armazenado no fígado e nos músculos como glicogênio. É o principal combustível utilizado pelas células no processo respiratório a partir do qual se obtém energia para ser gasta no trabalho celular.
- Estrutural: determinados carboidratos proporcionam rigidez, consistência e elasticidade a algumas células. A pectina, a hemicelulose e a celulose compõem a parede celular dos vegetais.A quitina forma o exoesqueleto dos artrópodes. Os ácidos nucléicos apresentam carboidratos, como a ribose e a desoxirribose, em sua estrutura. Entram na constituição de determinadas estruturas celulares funcionando como reforço ou como elemento de revestimento. De forma geral, os carboidratos desempenham um papel extremamente importante em nosso organismo, pois é através deles que nossas células obtêm energia para realizar suas funções metabólicas (movimentos).
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