Carboidratos: Estrutura, Classificação e Funções

Carboidratos, também conhecidos como hidratos de carbono, glicídios, glucídios, 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.^[2]

Diidroxi-acetona

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 relação 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 e a frutose, por exemplo, cuja fórmula molecular é C₆H₁₂O₅. Outros autores utilizam a fórmula empírica [C_x(H₂O)_y].^{[3][Nota 1]}. 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.^[2] O "n" da fórmula geral (C_nH_2nO_n) 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.^[4]

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.

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.^[2] São insolúveis em água e, portanto, não alteram o equilíbrio osmótico das células.^[4] Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e como elementos estruturais.

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 comoglicogênio. É o principal combustível utilizado pelas células no processo respiratório a partir do qual se obtém energia para ser gasta no trabalho celular.^[5]
• Estrutural: determinados carboidratos proporcionam rigidez, consistência e elasticidade a algumas células. A pectina, a hemicelulose e a celulose compõem a parede celular dos vegetais.^[5] 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.

FUNÇÃO 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)

Notas

1. ↑ Note-se que o carboidrato 2-deoxi-D-ribose (C₅H₁₀O₄) não se encaixa nesta fórmula.

Referências

1. ↑ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. Biologia Molecular da Célula. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. 55 p. ISBN 978-85-363-2066-3
2. ↑ ^a b c d Karp Gerald. Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments (em inglês). 5 ed. New Jersey: John Wiley & Sons, 2008. 475 p. p. 42-47. ISBN 978-0-470-04217-5
3. ↑ Smith A. D. (editor). Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology. Oxford: Oxford University Press, 2000. p. 93. ISBN 0-19-850673-2
4. ↑ ^a b c Belitz, H. D; Grosch, W,; Schieberle, P John M. Food Chemistry (em inglês). 4ª ed. Berlin Heidelberg: Springer, 2009. Capítulo: 4. Carbohydrates, 1070 p. p. 248-339. ISBN 978-3-540-69933-0
5. ↑ ^a b deMan, John M. Principles of Food Chemistry (em inglês). 3ª ed. Gaithersburg, Maryland: Aspen Publishers, Inc, 1999. Capítulo: 4. Carbohydrates, 595 p. p. 163-208. ISBN 0-8342-1234-X

Ligações externas

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• A estrutura química dos hidratos de carbono, com modelos interactivos (MDL Chime) (emportuguês)
• Mapa conceitual de carboidratos (em português)

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