Composição Química da Célula - Carboidratos

1. Introdução

Os carboidratos são moléculas orgânicas formadas por átomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O).

Os carboidratos também podem ser chamados de hidratos de carbono, glicídios, açúcares, entre outros nomes.

Nem sempre o açúcar (carboidrato) está relacionado com o paladar doce dos alimentos. Existem açúcares, como o amido da maisena e da farinha de trigo, que não são doces. São doces a glicose do mel e a frutose das frutas.

Os carboidratos apresentam muitas funções no metabolismo dos seres vivos; uma das mais importantes é a função energética dessas moléculas relacionadas com o metabolismo energético que envolve o funcionamento das organelas mitocôndrias e cloroplastos.

Os autótrofos são os organismos capazes de produzir açúcares, a partir da utilização de gás carbônico (CO₂) e água (H₂O), utilizando a luz como fonte de energia para o fenômeno da fotossíntese.

Equação Geral da Fotossíntese. 

1. Classificação dos Carboidratos

Os carboidratos são classificados de acordo com o número de moléculas em sua constituição como monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

A. Monossacarídeos

Os monossacarídeos são moléculas orgânicas formadas por átomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O) na proporção
1: 2: 1, respectivamente, apresentando a fórmula geral (CH₂O) n, em que “n” pode variar de 3 a 7.

O nome genérico do monossacarídeo está relacionado com o valor de n.

n = 3 trioses
n = 4 tetroses
n = 5 pentoses
n = 6 hexoses
n = 7 heptoses

Os monossacarídeos mais abundantes são as hexoses com fórmula geral (C₆H₁₂O₆). Nessa classe, se inclui a glicose, o mais importante combustível para a maioria dos seres vivos, componente dos polissacarídeos mais importantes, como o amido e a celulose. Outras hexoses importantes são a frutose e a galactose.

Uma outra classe importante dos monossacarídeos são as pentoses com fórmula geral (C₅H₁₀O₅). As pentoses desoxirribose e ribose são os componentes dos ácidos nucleicos DNA e RNA, respectivamente.

As trioses e as heptoses são compostos que participam das reações dos processos metabólicos da respiração e da fotossíntese.

Os monossacarídeos são sólidos brancos, cristalinos, solúveis em água, sendo a maioria de sabor doce.

Algumas fórmulas estruturais de monossacarídeos

    

Carboidratos do tipo hexoses – glicose e galactose – possuem a função orgânica aldeído (aldose) e a frutose a função orgânica cetona (cetose).

    

B. Oligossacarídeos

Os oligossacarídeos são moléculas orgânicas formadas pela união de 2 a 10 moléculas de monossacarídeos.

Os oligossacarídeos mais importantes biologicamente são os dissacarídeos.

Os dissacarídeos, como a sacarose, maltose e lactose são formados pela união de dois monossacarídeos

Reações de Síntese e Hidrólise de um Dissacarídeo

Os dissacarídeos presentes nos alimentos não são aproveitados diretamente pelo organismo. Estas moléculas precisam ser digeridas (hidrolisadas) pela ação de enzimas específicas em suas unidades formadoras (monossacarídeos) para serem absorvidas nas microvilosidades intestinais e aí então chegarem até as células, via corrente sangüínea.

1. Reação de síntese
2. Reação de hidrólise (ação enzimática)


C. Polissacarídeos

São moléculas orgânicas formadas pela união de mais 10 moléculas de monossacarídeos.
Os polissacarídeos são abundantes na natureza, podendo ter função biológica de reserva energética, como o amido e o glicogênio ou função estrutural, como a celulose e a quitina.

Polissacarídeos de reserva energética

O amido é o polissacarídeo de reserva energética dos vegetais, sendo armazenado nas células do parênquima amilífero de caules (batatinha) e raízes (mandioca).

O glicogênio é o polissacarídeo de reserva energética animal, sendo armazenado no fígado e músculos.

Amido e glicogênio são formados por milhares de moléculas de glicose e para serem aproveitados no metabolismo energético são transformados em moléculas de glicose, de acordo com os esquemas a seguir.

Polissacarídeos Estruturais

A celulose é o polissacarídeo presente na membrana celulósica das células vegetais (imagine sua abundância na natureza). Está relacionada com a estrutura e forma das células vegetais.

O aproveitamento da celulose na forma de moléculas de glicose só é possível na presença da enzima celulase, que é produzida por microorganismos como bactérias e protozoários, que vivem mutualisticamente no sistema digestivo de organismos como ruminantes, moluscos e cupins.

No ser humano, a presença de celulose na dieta (alimentação) garante o bom funcionamento do intestino, a retenção de água ao bolo fecal, facilitando sua eliminação.

Nos artrópodes, o polissacarídeo quitina é um material impermeabilizante do exoesqueleto, garantindo boa adaptação à vida terrestre.

Nos tecidos animais, a compactação entre as células é facilitada pela presença do polissacarídeo ácido hialurônico (cimento intercelular).

A heparina também é um importante polissacarídeo que atua na circulação como anticoagulante, principalmente em regiões de grande irrigação como pulmões e fígado.