Carboidratos: o que são, funções e classificações

Carboidratos, conhecidos também como hidratos de carbono, são biomoléculas vitais compostas principalmente por carbono, hidrogênio e oxigênio. Eles desempenham um papel crucial na biologia e são as biomoléculas mais prevalentes na Terra.

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A função dos glicídios resume-se a:

• Energética: gerando ou armazenando energia para os processos metabólicos;
• Estrutural: compondo a estrutura de componentes celulares.

De acordo com o tamanho, os carboidratos podem ser classificados em três classes: Monossacarídeos, Oligossacarídeos e Polissacarídeos.

Monossacarídeos

São os compostos mais simples e menores dentro dos carboidratos, servindo como monômeros para a síntese das moléculas mais complexas.

A quantidade de átomos presentes em sua estrutura obedece a equação C_nH_2nO_n, com raríssimas exceções (a desoxirribose possui um átomo de oxigênio a menos do que deveria, de acordo com a fórmula).

Os monossacarídeos são classificados quanto à quantidade de carbonos presentes na estrutura, mais o sufixo ose. Trioses são carboidratos com três átomos de carbono; tetroses, com quatro carbonos; e os mais comuns são pentoses, como a ribose e a desoxirribose, com cinco carbonos. Existem, ainda, as hexoses, com seis carbonos em sua estrutura, como a glicose, frutose e galactose.

As funções dos monossacarídeos podem ser energéticas ou estruturais.

(Exemplos dos dois monossacarídeos mais abundantes nos organismos.)

A glicose, frutose e galactose possuem a mesma fórmula química, sendo, portanto, isômeros. Apresentam-se em estrutura cíclica (sua estrutura linear é utilizada mais para fins didáticos em bioquímica).

Fórmula Estrutural da glicose, forma cíclica (esquerda) e forma linear (direita) 

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Oligossacarídeos

Dois ou mais monossacarídeos podem se unir, formando uma cadeia mais complexa de carboidratos. Quando, em uma estrutura, tem-se até dez monossacarídeos ligados, forma-se um oligossacarídeo.

A ligação entre os monossacarídeos é chamada de ligação glicosídica. Nela, dois monossacarídeos se ligam por meio da combinação de duas hidroxilas presentes em suas estruturas distintas. Dessa combinação, uma molécula de água é formada e um átomo de oxigênio é compartilhado entre os dois monossacarídeos, formando, então, um dissacarídeo.

Fórmula estrutural da sacarose (açúcar de cozinha) 

Os dissacarídeos são as moléculas de carboidratos mais estáveis encontrados na natureza. Eles possuem função energética e sua diferença está tanto na composição de monossacarídeos que os constituem quanto no local onde são encontrados na natureza.

Assim como os monossacarídeos, os dissacarídeos são solúveis em água e podem ser digeridos por hidrólise (reação envolvendo quebra da molécula de água), com ação enzimática para formarem dois monossacarídeos isolados.

(Exemplos dos dissacarídeos mais importantes para a dieta humana. Todos possuem função energética.)

Polissacarídeos

São moléculas complexas, tendo em sua composição grande número de monossacarídeos (mais de dez). Diferente dos monossacarídeos e dissacarídeos, os polissacarídeos são insolúveis em água e possuem a função de armazenamento e função estrutural, sendo alguns digeridos pelo organismo humano, enquanto outros não.

Polissacarídeos com função de armazenamento são moléculas grandes que as células usam para armazenar energia. Os principais tipos incluem:

Amido

Polissacarídeo constituído de glicose com função de armazenar esses monossacarídeos, servindo como reserva de carboidratos em células vegetais. Quando necessário, as moléculas de glicose são desprendidas desse complexo, são quebradas e digeridas para gerar energia para os processos de respiração celular e fermentação.

O amido consegue ser digerido pelos seres humanos através das enzimas amilases presentes na saliva e no suco pancreático. Da digestão do amido, são geradas moléculas de maltose, que podem ser digeridas também para gerar moléculas livres de glicose.

Glicogênio

Assim como o amido, o glicogênio é a reserva de carboidratos na forma de uma cadeia de glicose. O glicogênio está presente nos fungos e nos animais. É encontrado em células humanas musculares e hepáticas (do fígado), onde liberam as moléculas de glicose para gerar energia para os processos metabólicos e de contração muscular.

Estrutura do amido e do glicogênio: a diferença entre eles é que o glicogênio possui mais ramificações que o amido, que é mais linear 

Polissacarídeos com função estrutural desempenham papéis essenciais na formação e manutenção de estruturas biológicas em diversos organismos. Os principais exemplos incluem:

Celulose

Polissacarídeo que compõe a parede celular de células vegetais e da maioria das algas, contribuindo para a sustentação mecânica e robustez das células.

A celulose também é composta por glicose, porém, é ordenada de tal forma, que não é digerida pelo ser humano e alguns outros mamíferos. A enzima que permite a digestão da celulose é a celulase e está presente em algumas bactérias e protozoários.

Esses microrganismos se alojam no estômago e no intestino (delgado e grosso) de mamíferos ruminantes, como vacas e cavalos, ou em artrópodes, como cupins, e digerem a celulose, fazendo com que ela seja parte da dieta desses organismos.

Apesar de os seres humanos não digerirem a celulose, ela é um importante componente na dieta, por ser a base de fibras necessárias para a retenção de água, diminuição da absorção de gordura no intestino e redução dos níveis de lipídios no sangue.

Quitina

Constitui a parede celular de fungos e o exoesqueleto de artrópodes. É formado por uma cadeia de um monossacarídeo chamado N-acetilglucosamina, que tem nitrogênio em sua cadeia.

Os carboidratos estão presentes na dieta humana de diversas formas. Alimentos ricos em açúcares são conhecidos por possuírem alto teor energético. O arroz, mandioca, batata e cereais integrais são digeridos mais lentamente, e outros, como o mel e a farinha, são digeridos rapidamente.

A digestão dos carboidratos gera moléculas de glicose e demais monossacarídeos, que são convertidos em glicose para serem armazenados na forma de glicogênio.

Alguns monossacarídeos são convertidos em glicerídeos, para também serem armazenados nas células adipócitas que compõem o tecido adiposo.

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