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:
Glukose + 36 ADP + 36 P + 6 O2 » 6 CO2 + 6 H2O + 36 Glykogen, beziehungsweise korrekt 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.
Ein Erwachsener kann insgesamt rund 400 g Glykogen speichern, entsprechend ungefähr 2000 kcal. Davon befinden sich etwa 150 g in der Leber und ungefähr 250 g in der Muskulatur. Werden dennoch weitere Kohlenhydrate aufgenommen, etwa durch dauernden Süßigkeitenkonsum, entsteht Überschuss. Diese überschüssige Glukose wird in Fett umgewandelt und in Leber sowie Fettgewebe abgelagert. Die betreffende Person nimmt an Körpergewicht zu und die Leber verfettet.
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.
Etwa 90% der Glukoneogenese erfolgen in der Leber, ungefähr 10% in der Nierenrinde.
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.
