Um artigo informativo com detalhes sobre o açúcar.
O açúcar é uma das ligações orgânicas. Existem ligações inorgânicas e orgânicas.
As ligações orgânicas são geralmente caracterizadas por serem compostas principalmente de átomos de carbono e hidrogênio. Elas são estabilizadas por ligações covalentes.
Naturalmente, há exceções nas ligações orgânicas, assim como ligações inorgânicas com carbono, como o dióxido de carbono ou o monóxido de carbono. As ligações inorgânicas são geralmente substâncias como água, sais, ácidos e bases.
Ambos os tipos são necessários para o metabolismo e estão presentes quase em todos os lugares e a qualquer momento.
Carboidratos
Os carboidratos são formados em plantas verdes durante a fotossíntese a partir de dióxido de carbono e água. A luz solar é armazenada como energia química nos carboidratos e está disponível para todos os seres vivos.
Os carboidratos são compostos pelos elementos carbono, hidrogênio e oxigênio. No organismo humano, os carboidratos servem principalmente como uma fonte de energia rapidamente disponível. Os carboidratos são classificados de acordo com o comprimento de suas cadeias em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.
Função. Os carboidratos são divididos de acordo com seu tamanho em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos.
Monossacarídeos
Os monossacarídeos (mono = um, sacarídeos = açúcar) são moléculas de açúcar simples e em forma de anel. O açúcar simples mais importante no corpo humano é a glicose (açúcar de uva, dextrose). A glicose pode ser utilizada pela maioria das células para a produção de energia. Por isso, a glicose é o principal transportador de energia do organismo humano. Outros monossacarídeos comuns são a frutose (açúcar das frutas) e a galactose.
Dissacarídeos
Quando dois açúcares simples reagem entre si, um dissacarídeo (di = dois) é formado. O açúcar de cana ou de beterraba (Sacarose) é formado a partir de glicose e frutose, enquanto o açúcar do leite (Lactose) é formado a partir de glicose e galactose. Os dissacarídeos podem ser novamente divididos em açúcares simples.
Polissacarídeos
Alguns dissacarídeos podem se ligar a outros açúcares simples e formar polissacarídeos ("açúcares complexos"). Isso resulta em moléculas muito grandes, chamadas macromoléculas. Um exemplo disso é o amido (amilose). O amido é a forma de armazenamento vegetal da glicose formada pela fotossíntese. Batatas, milho e trigo contêm especialmente muito amido.
Quando uma pessoa come uma refeição rica em amido, o amido é novamente decomposto no trato digestivo. Ele é dividido em pedaços menores. Isso resulta novamente em glicose, que é então absorvida pelo sangue. Quando uma pessoa consome uma refeição rica em amido, o amido é novamente decomposto no trato digestivo em pedaços menores. Isso resulta novamente em glicose, que é absorvida pelo sangue.
Produção de energia a partir da glicose
Como "combustível" para a produção de energia vital, a maioria das células humanas prefere a glicose. Os principais passos da produção de energia são, portanto, ilustrados pela degradação da glicose.
A degradação da glicose pode ser dividida em quatro etapas:
1. A glicólise – produção de energia sem oxigênio.
A glicólise abrange várias reações enzimáticas.
Aqui, uma molécula de glicose é finalmente dividida em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico). O rendimento energético imediato desta cadeia de reações é baixo: duas ATP são formadas por molécula de glicose. Por outro lado, a glicólise, que ocorre no citoplasma, tem a vantagem de que as células podem produzir energia mesmo sem oxigênio.
Em caso de falta de oxigênio, as células musculares esqueléticas não conseguem degradar ainda mais o piruvato. Ele é convertido em lactato (= ácido láctico) e transportado pelo sistema circulatório para o fígado. Curiosamente, as células do músculo cardíaco podem, sob forte carga, satisfazer parte de suas necessidades energéticas a partir do lactato.
ATP significa adenosina trifosfato. ATP é a ligação rica em energia mais importante dentro da célula. É uma substância presente em todos os seres vivos que serve como fonte de energia para muitos processos metabólicos. ATP é formado a partir de adenosina difosfato (ADP) durante processos que geram energia.
2. Acetil-Coenzima-A – a molécula central do metabolismo energético
Com suprimento adequado de oxigênio, o piruvato, o produto final da glicólise, entra na mitocôndria e reage com a coenzima A para formar acetil-coenzima-A, abreviado como acetil-CoA. Acetil-coenzima-A é uma molécula essencial em todo o metabolismo energético.
Com oxigênio suficiente, o produto final glicolítico piruvato entra na mitocôndria e se liga à coenzima A, abreviada como CoA-SH, a forma ativa do ácido pantotênico, para formar acetil-coenzima-A, ou seja, acetil-CoA. Embora nenhum ATP seja formado diretamente, o NADH formado, a forma reduzida do NAD (nicotinamida-adenina-dinucleotídeo), pode ser usado mais tarde na cadeia respiratória para fornecer energia.
3. O ciclo do citrato
O ciclo do citrato é a próxima série de reações controladas por enzimas que ocorrem nas mitocôndrias.
Para cada acetil-CoA que entra, é formado um fosfato rico em energia (trifosfato de guanosina, abreviado como GTP), que pode converter diretamente ADP em ATP. Além disso, são formados os coenzimas reduzidos NADH e FADH2 (FAD = flavina-adenina-dinucleotídeo), que são usados posteriormente na cadeia respiratória (detalhes sobre oxidação e redução abaixo).
No entanto, o ciclo do citrato não é importante apenas para a degradação da glicose. Muitos caminhos metabólicos catabólicos desembocam indiretamente ou diretamente no ciclo do citrato, e ao mesmo tempo, o ciclo do citrato fornece substratos de partida para várias reações metabólicas anabólicas. Portanto, é justamente chamado de "hub" do metabolismo.
4. A cadeia respiratória
Nas fases de degradação da glicose descritas anteriormente, as reações de redução ligam elétrons a coenzimas. A cadeia respiratória, ou cadeia de transporte de elétrons, transfere esses elétrons para o oxigênio. Isso resulta na formação de água e grandes quantidades de energia, que são usadas para a formação de novo ATP.
Gradualmente, um total de 36 moléculas de ATP são formadas a partir de uma molécula de glicose.
"Regeneração de ATP" significa que o ADP é ligado ao fosfato, ou seja, é fosforilado. A cadeia respiratória e a fosforilação do ATP estão diretamente acopladas, razão pela qual é chamada de fosforilação oxidativa. Durante a cadeia respiratória, os elétrons do NADH e do FADH2 não são transferidos diretamente para o oxigênio. Em vez disso, eles são captados e transferidos sequencialmente por enzimas e coenzimas. Desta forma, as 36 moléculas de ATP também são formadas gradualmente.
A degradação oxidativa, ou seja, a degradação com oxigênio, de carboidratos e gorduras fornece energia. Este processo energético de degradação oxidativa é coletivamente chamado de respiração celular. Para a glicose, por exemplo, o balanço é o seguinte:
Glicose + 36 ADP + 36 P + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 36 glicogênio, ou corretamente ATP.
Se o corpo humano estiver suficientemente abastecido com glicose, ele pode armazená-la como glicogênio. O glicogênio humano e o amido vegetal têm uma estrutura semelhante e consistem apenas em cadeias de glicose. O glicogênio é armazenado principalmente no fígado e nos músculos esqueléticos.
Um adulto pode armazenar cerca de 400 g de glicogênio no total, o que corresponde a aproximadamente 2000 kcal. Destes, cerca de 150 g estão no fígado e aproximadamente 250 g nos músculos. Se mais carboidratos forem consumidos, por exemplo, devido ao consumo contínuo de doces, ocorre um excesso. Essa glicose em excesso é convertida em gordura e armazenada no fígado e no tecido adiposo. A pessoa em questão ganha peso corporal e o fígado se torna gorduroso.
Gliconeogênese (formação de nova glicose)
O cérebro e os eritrócitos só podem usar glicose para a produção de energia. Além disso, a glicose é a única substância que os músculos esqueléticos podem usar para a produção de energia em caso de falta de oxigênio. A gliconeogênese, ou seja, a formação de glicose a partir de precursores não carboidratos, como certos aminoácidos, glicerol ou lactato, garante níveis adequados de glicose mesmo sem ingestão de alimentos e com reservas de glicogênio esgotadas.
A gliconeogênese pode ser vista como o processo inverso da glicólise.
No entanto, a gliconeogênese só ocorre com consumo de energia, ou seja, com uso de ATP.
Cerca de 90% da gliconeogênese ocorre no fígado, aproximadamente 10% no córtex renal.
Açúcar no dia a dia
Para muitos, o açúcar é considerado uma fonte rápida de energia e um elevador de humor. Ao estimular a liberação de insulina, ele promove temporariamente a produção de serotonina no cérebro, o que aumenta o bem-estar. No entanto, esse efeito positivo é de curta duração. Em seguida, muitas vezes ocorre uma queda rápida do açúcar no sangue, acompanhada de fadiga, problemas de concentração, nervosismo ou fome – o conhecido "Sugar Blues". Particularmente crítico é o consumo de açúcar refinado em doces, refrigerantes e farinhas refinadas, que carecem de substâncias naturais como fibras, vitaminas e minerais.
Pesquisas mostram que o consumo elevado de açúcar não só aumenta o risco de cáries, mas também está associado ao excesso de peso, diabetes e doenças cardiovasculares. Além disso, aumenta o risco de mortalidade precoce. O cérebro também pode ser afetado: memória e capacidade cognitiva podem diminuir, e em crianças, são discutidas associações com hiperatividade e déficits neurocognitivos. Além disso, grandes flutuações nos níveis de açúcar no sangue podem enfraquecer o sistema imunológico e aumentar a suscetibilidade a infecções.
No entanto, nem todo açúcar é igual. O açúcar natural de frutas ou alimentos integrais é "moderado" por fibras e micronutrientes. Isso faz com que o nível de açúcar no sangue suba mais lentamente e de forma mais controlada. O açúcar refinado, por outro lado – uma mistura de glicose e frutose – muitas vezes entra no corpo em grandes quantidades e sem substâncias protetoras. Isso favorece picos acentuados de açúcar no sangue, alta liberação de insulina, fases de hipoglicemia e, a longo prazo, distúrbios metabólicos. O excesso de frutose também é facilmente convertido em gordura e pode promover níveis elevados de gordura no sangue e fígado gorduroso.
