Carboidratos

A atividade metabólica de uma célula, isto é, o conjunto de reações químicas que permitem que esta célula continue viva e se reproduza no meio ambiente, é muito difícil de se manter. Afinal, de acordo com o segundo princípio da termodinâmica, podemos dizer grosso modo que os sistemas tendem a se desorganizar com o tempo. Vamos pensar numa analogia bem simples, você arruma o seu quarto e percebe que com o decorrer do tempo ele vai se tornando progressivamente desarrumado, então você precisa aplicar uma nova quantidade de energia para que ele possa permanecer arrumado. O mesmo acontece com os sistemas biológicos, uma grande quantidade de energia é necessária para manter as estruturas celulares organizadas e, a principal fonte dessa energia é o metabolismo de carboidratos (também chamados de acúcares ou glicídios). Por isso, dizemos que os carboidratos são as principais moléculas do metabolismo energético de uma célula.

Certos carboidratos também possuem uma importante função estrutural, como discutiremos mais adiante em cada um dos casos.

ESTRUTURA

Os carboidratos se caracterizam por serem poliálcoois aldeídicos ou cetônicos. Com isso, queremos dizer que os carboidratos possuem sempre um grupo funcional de um aldeído ou de uma cetona, e que todos os seus carbonos têm uma de suas ligações ocupadas por hidroxilas, como no exemplo a seguir:

Diferentemente do que discutimos quando falamos de ácidos nucleicos e proteínas, esta forma estrutural dos carboidratos não será tão importante para que possamos compreender sua função, mas ainda assim, devemos ter em mente que estas estruturas podem se polimerizar e formar estruturas menores. Com base nisso, classificamos os carboidratos em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.

1. Monossacarídeos 

Os monossacarídeos, como regra, seguem a condição estrutural que descrevemos acima, contendo um número de carbonos que varia entre 3 e 7. Monossacarídeos de 3 carbonos são chamados de trioses; de 4 carbonos, tetroses; de 5, pentoses e assim por diante. Por seu tamanho, eles formam a única classe de carboidratos capaz de atravessar a membrana plasmática e entrar na célula. Desse modo, podemos concluir que carboidratos  das demais classes, no caso de possuírem uma função energética, devem ser quebrados até alcançarem o tamanho de monossacarídeos para que possam entrar na célula e apresentar alguma atividade metabólica. Por isso podemos dizer que os monossacarídeos são o produto final da digestão de carboidratos em geral. Os principais exemplos desta classe são, entre as hexoses, a glicose, a frutose e a galacose. Entre as pentoses ainda temos a ribose e a desoxirribose, que discutimos na aula de ácidos nucleicos.

2. Dissacarídeos

Os dissacarídeos são formados pela união de dois monossacarídeos e vão formar um componente importante da nossa dieta, seja diretamente na forma de dissacarídeos ou como produto da digestão de polissacarídeos. Os principais dissacarídeos e os monossacarídeos resultantes de sua digestão estão representados na tabela abaixo:

3.Polissacarídeos

Quando unimos um grande número de moléculas de monossacarídeos e formamos um grande polímero, chegamos a uma estrutura que chamamos de polissacarídeos. Estes polissacarídeos vão apresentar predominantemente duas funções: reserva energética e composição estrutural. Eles não formam boa moléculas para serem utilizadas no metabolismo energético diretamente graças ao seu tamanho, mas também por esse motivo são ótimas moléculas de reserva, por serem pouco solúveis e compactas. Os principais exemplos de polissacarídeos de reserva são o amido, nos vegetais, e o glicogênio, nos animais.

Por outro lado, o fato de serem moléculas muito compactas, os polissacarídeos podem ser muito úteis na composição estrutural de organismos vivos conferindo resistência a diversas estruturas. É o que ocorre no caso da celulose, que compõe a paredecelular de células vegetais; e da quitina, que forma o exoesqueleto dos artrópodes.