Carboidratos - Noções gerais
1. Definição dos Carboidratos: são poli-hidroxialdeídos ou cetonas, ou substâncias que produzem um destes compostos após hidrólise (Teles, 1981).
Os carboidratos também são chamados sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares. O nome correto deve ser GLICÍDIO, isto porque o termo carboidrato sugere carbono hidratado (fórmula química do tipo Cx(H2O)y, porém nem todo carboidrato é um carbono hidratado. Exemplo: desoxirribose (C5H10O4).
2. Estrutura dos carboidratos:
A estrutura química da molécula dos monossacarídeos (menores carboidratos) é uma cadeia não ramificada de átomos de carbono unidos entre si por ligações simples. Um dos átomos de carbono é unido a um átomo de oxigênio por dupla ligação formando um grupo carbonila, cada um dos demais átomos de carbono está ligado a um grupo hidroxila. O carbono carbonila é também chamado de carbono anomérico. Caso o grupo carbonila esteja numa extremidade da cadeia, o monossacarídeo é uma aldose. Se o grupo carbonila estiver em qualquer outra posição, o monossacarídeo é uma cetona.
3. Importância:
Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza. Constituem, de modo geral, cerca de 75% da MS das forragens (Silva e Leão, 1979) e, consequentemente, a principal fonte de energia para os animais.
Os dados revelam que existem menos de 1% de carboidratos no organismo. A pequena quantidade de carboidratos, representados principalmente pela glicose e glicogênio, existente no corpo, é encontrada principalmente no fígado, nos músculos e no sangue. Apesar de ocorrerem a uma baixa concentração (< 1%), em qualquer momento os carboidratos estão sendo constantemente formados e absorvidos no metabolismo, assim se responsabilizando por grande número de funções vitais ao organismo (Maynard et al., 1984).
4. Funções nutricionais dos carboidratos (Andriguetto et al., 1981)
Após sua digestão e absorção, os carboidratos desempenham as seguintes funções:
- Energética
Os carboidratos representam a maior fonte de energia da dieta. Se bem que todos os componentes orgânicos dos alimentos podem ser usados para suprir energia ao organismo, os carboidratos representam a fonte mais importante e a mais barata. Eles podem ser digeridos e absorvidos com facilidade e em grande quantidade. São as substâncias preferidas para fornecer energia na ração. Fornecem, aproximadamente, 4,3 Kcal por grama.
- Metabolismo das gorduras
As funções dos carboidratos no metabolismo dos lipídios são de particular importância. A diminuição da ingestão de carboidratos, ou sua má utilização por um organismo doente, pode conduzir a distúrbios graves. Do ponto de vista metabólico, a falta de carboidratos conduz à utilização de grandes quantidades de lipídios, com finalidade energética. Neste processo, no catabolismo, os ácidos graxos, os radicais acetilados são condensados com o ácido oxaloacético para formar ácido cítrico e participar do ciclo de Krebs. Desta maneira, o catabolismo completo dos lipídios necessita dos carboidratos, pois o ácido oxaloacético provém do ácido pirúvico. No caso da falta de carboidratos, ou no jejum glicídico, os radicais acetilados vão produzir corpos cetônicos que tendem, assim, a se acumular no organismo. O mesmo ocorre em indivíduos que fizeram exercícios prolongados e fatigantes, esgotando suas reservas glicídicas. Este aspecto do metabolismo glicídico é particularmente importante nos ruminantes, ao utilizarem de fontes não glicídicas (os ácidos graxos de cadeia curta), pela via gliconeogênica, para produzir glicose.
- Formação das gorduras de reserva, da lactose do leite e dos lipídios das produções
Toda a absorção de carboidratos, em quantidades superior àquela da capacidade do fígado e de outros tecidos de os transformarem e estocarem na forma de glicogênio, é transformada em triglicerídeos (gordura de reserva).
No decorrer da lactação a glândula mamária retira a glicose do sangue para a formação da galactose e síntese da lactose (combinação de uma molécula de glicose com uma molécula de galactose). A transformação da glicose em galactose se faz através da enzima fosfogalactose-isomerase, sendo a coenzima desta transformação a uridina-difosfoglicose.
- Desintoxicação
Os carboidratos auxiliam também nos fenômenos de desintoxicação. No decorrer das sínteses de excreção formam-se no organismo, a partir de certos metabólitos e de substâncias tóxicas provenientes do catabolismo, ou introduzidas no organismo, seja acidentalmente, seja com finalidade terapêutica, compostos desprovidos de nocividade, então eliminados. Os carboidratos facilitam estas sínteses, servindo à formação do ácido glicurônico. Este se combina com substâncias tais como o ácido benzóico, derivados fenólicos, etc., para formar os glicoconjugados. Estas sínteses de excreção representam funções importantes, porquanto, a eliminação de numerosos dejetos do organismo depende de sua formação.
A glicose pode ser oxidada por via secundária que leva à formação de glicuronato. O glicuronato é um importante composto que participa na detoxificação e excreção de substâncias orgânicas. O glicuronato pode atuar como a gente detoxificante no catabolismo, pois ele pode ser conjugado com diferentes metabólitos a fim de facilitar a excreção da substância mediante o aumento de sua polaridade, portanto, de sua solubilidade.
- Economia das proteínas
O organismo pode sintetizar carboidratos a partir de certos aminoácidos, ocorrendo em carência glicídica ou energética. Esta síntese não é uma boa solução metabólica e, muito menos, econômica. Assim, uma dieta adequada em carboidratos (e/ou em energia) economiza proteínas.
- Enchimento
Com exceção dos ruminantes, nos quais desempenha função especial, a celulose, para os monogástricos, tem o papel de enchimento, proporcionando adequada repleção do aparelho digestivo e excitação das condições normais do peristaltismo intestinal. Atua, neste aspecto, por um atributo físico: volume.
Ao se considerar esta função da celulose, é importante lembrar que a mesma deve estar em uma determinada proporção na dieta, porquanto níveis elevados induzem a uma diminuição do potencial energético, bem como da digestibilidade da dieta. Nos herbívoros, mas principalmente nos animais ruminantes, a celulose deve estar presente em proporção elevada, 20 a 33% da dieta, ou até mais. É necessária ainda na ração dos equídeos, dos coelhos e em menor proporção na deita de outros monogástricos, variando de 2 a 5% em média nas aves, e de 3 a 10% em suínos, sendo o nível mais elevado para animais com exigência calórica menor.
5. Classificação
5.1- Monossacarídeos – são açúcares simples, que não podem ser hidrolisados a moléculas menores (unidades) sob condições de hidrólise razoavelmente suaves (Teles, 1981).
Exemplos:
. Triose: Gliceraldeído (ciclo glicolítico)
Di-hidroxiacetona (ciclo glicolítico)
. Tetrose: Eritrose (ciclo das pentoses)
. Pentose: Ribose (DNA, RNA, ATP, NAD), arabinose (gomas), xilose (palha), xilulose (ciclo das pentoses)
. Hexose: Glicose (principal CHO para o metabolismo energético dos animais)
. Galactose (presente no leite e forragens)
. Manose (proteína do ovo e soro do sangue)
5.2 - Oligossacarídeos – são açúcares compostos, os quais geram de duas a seis moléculas de açúcares simples, após hidrolisados. Estas moléculas de açúcares estão ligadas uns dos outros por LIGAÇÕES GLICOSÍDICAS (Teles, 1981).
Ligação Glicosídica - Ocorre entre o carbono anomérico de um monossacarídeo e qualquer outro carbono do monossacarídeo seguinte, através de suas hidroxilas e com a saída de uma molécula de água.
Os glicosídeos podem ser formados também pela ligação de um carboidrato a uma estrutura não-carboidrato, como uma proteína, por exemplo.
O tipo de ligação glicosídica é definido pelos carbonos envolvidos e pelas configurações de suas hidroxilas.
Exemplos:
* Dissacarídeos:
. Sacarose (glicose + frutose): Gli α (1,2)-β-Fru
. Maltose (2 glicose, c/ ligação α): Gli α (1,4)-Gli
. Lactose (glicose + galactose): Gal β (1,4)-Gli
. Celobiose (2 glicose, c/ ligação β): Gli β (1,4)-Gli
5.3 – Polissacarídeos – referem-se a um grupo de compostos que produzem inúmeros monossacarídeos, após hidrólise. São constituídos de uma ou mais molécula de monossacarídeos ligados uns dos outros por LIGAÇÕES GLICOSÍDICAS (teles, 1981).
. Características: De alto peso molecular
Insolúveis em água
Degradados até monossacarídeos
Maior fração energética das plantas
Exemplos:
Amido (célula vegetal): Compostos por moléculas de glicose unidas entre se por ligações glicosídicas α-1,4 utilizados como reserva natural das plantas (compõe 70% nas sementes)
. Amilose (20 a 30% do amido): ligação glicosídica α-1,4
. Amilopectina: ligação glicosídica α -1,4 e α -1,6
. Dextrina: Produto intermediário da digestão do amido
. Glicogênio (célula animal):
- Utilizado como reserva animal (menos de 1% do corpo)
- Glicose com Ligação glicosídica α-1,4 e α -1,6
- Mais ramificado e com ramificação menor que o amido
. Celulose (célula vegetal):
- Importante na estrutura celular das plantas
- Composta por ligações glicosídicas β -1,4
- Corresponde entre 20 e 40% do peso seco das forragens
- 40 a 50% da madeira e 96% da fibra de algodão
- Só os microrganismos têm sistema enzimático para hidrolisar as ligações glicosídicas β -1,4 da celulose.
. Hemicelulose:
- Principal componente da parede celular
- Corresponde a 10-40% do peso seco das forragens
- É um heteropolissacarídeo (constituído de glicose, xilose, manose, arabinose, galactose)
- Xiloglucans é o componente predominante (glicose β -1,4 com ramificações terminais de xilose α -1,6)
. Pectina:
- Ácido D-galacturônico com vínculo α -1,4, intercalado por unidades de ramnose α -1,2
- Importante na estrutura celular (presente na lamela média)
- Corresponde a 1-10% do peso seco das forragens
. Lignina:
. Polímero amorfo de fenil propanóide (não é CARBOIDRATO, porém é estudado junto por fazer parte da parede celular vegetal e interferir no aproveitamento do conteúdo celular)
. Apresenta função estrutural (presente nas partes lenhosas dos vegetais, sabugos, cascas, etc.)
. Aumenta a proporção com a idade da planta, diminuindo a digestibilidade da celulose e hemicelulose
. Corresponde a 5-10% do peso seco das forragens