Metabolismo dos Carboidratos, Lipídios e Proteínas

Metabolismo é o conjunto de ações químicas que ocorrem nas células e que lhe permite manter-se viva, crescer e se dividir. Refere-se à síntese, à degradação e à transformação de proteínas, ácidos gordos e hidratos de carbono.

O equilíbrio de nossas reações químicas adapta-se as variações do meio externo dentro de um intervalo, de modo que as células funcionem bem, ainda que as concentrações não sejam exatamente as mesmas sempre. Existem várias vias metabólicas responsáveis pelo objetivo final das células, que é: produzir energia e manter-se viva. Nesse caso, a integração metabólica vem a ser a integração dessas vias e o seu funcionamento conjunto para o funcionamento da célula em questão.

Veremos como acontece essa integração de forma mais detalhada, no metabolismo dos carboidratos, dos lipídios e das proteínas.

Os carboidratos são as moléculas orgânicas mais encontradas na natureza e possuem uma enorme variedade de funções. Entre essas funções está uma parcela considerável de fornecimento de energia necessária a dieta da maioria dos organismos além da atuação no armazenamento dessa energia no corpo. Serve também como componentes estruturais de muitos organismos, entre eles:

- parede celular das bactérias

- exoesqueletos de alguns insetos

- fibras de celulose das plantas

Os carboidratos quase sempre são solúveis em água, apresentam sabor doce e a maioria apresenta terminação ose.

Podem ser classificados em:

Monossacarídeos ou glicídeos: que são os açúcares simples como glicose, frutose e galactose;

Dissacarídeos: que são interações químicas entre dois monossacarídeos. Ex.: sacarose, lactose e maltose)

Oligossacarídeos:  interações químicas de 3 a 10 moléculas de monossacarídeos. Ex.: destrinas

Polissacarídeos ou glicanas: que são ligações de monossacarídeos (amido, glicogênio).

São insolúveis em meio aquoso e não apresentam o sabor doce.

Fermentação: O metabolismo oxidativo nas mitocôndrias é alimentado pelos ácidos graxos e pelo piruvato produzido a partir da glicólise de acúcares  no citosol. 

As células animais armazenam ácidos graxos na forma de gordura e glicose na forma de glicogênio, a fim de assegurar um suprimento contínuo de combustível para metabolismo oxidativo.

Glicólise – A glicólise se caracteriza como uma via metabólica utilizada por todas as células do corpo, para extrair parte da energia contida na molécula da glicose, e gerar duas moléculas de lactato. Esse processo não envolve consumo de oxigênio molecular e por isso é chamado de fermentação anaeróbica.

A molécula de glicose  ativada, divide-se em duas moléculas de 3 carbonos(converte a molécula de glicose de seis carbonos a duas moléculas de piruvato de três carbonos).

 Fotossíntese - É um processo onde ocorre absorção de luz. É através dela que os vegetais produzem alimentos, o combustível indispensável para a vida da planta, do homem e de outros animais. As folhas possuem células denominadas fotossintetizadoras, que contém clorofila e são muito sensíveis à luz. Quando a luz incide em uma molécula de clorofila, esta absorve parte da energia luminosa que permite a reação do gás carbônico com água, produzindo carboidratos e liberando oxigênio.

A fotossíntese é dividida em duas fases: clara e escura.

A fase clara, também chamada de fotoquímica, consiste na incidência da luz solar sob a clorofila A. Elétrons são liberados e recebidos pela plastoquinona (aceptor primário de elétrons). Estes elétrons passam por uma cadeia transportadora liberando energia utilizada na produção de ATP. Os elétrons com menos energia entram na molécula de clorofila A repondo os liberados pela ação da luz.

A fase escura ocorre no estroma dos cloroplastos e é nesta fase que se forma a glicose, pela reação inicial entre o gás carbônico atmosférico e um composto de 5 carbonos, a ribulose difosfato (RDP), que funciona como “suporte” para a incorporação do CO2. 

Os lipídios são compostos quimicamente diferentes entre si, porém apresentam uma característica comum a todos, que é a insolubilidade em água.Os lipídios mais abundantes na dieta são os triagliceróis e constituem a forma de armazenamento de todo o restante. Estes lipídios são provenientes de duas fontes: dos alimentos ingeridos e da reserva orgânica que é o tecido adiposo.

Diariamente, ingerimos cerca de 25g-105g de lipídios. Estes lipídios estão geralmente sob forma de triglicerídeos (TG). O armazenamento de ácidos graxos na forma de TG é o mais eficiente e quantitativamente mais importante do que o de carboidratos na forma de glicogênio. Quando hormônios sinalizam a necessidade de energia metabólica, promove-se a liberação destes TG com o objetivo de convertê-los em ácidos graxos livres, os quais serão oxidados para produzir energia. Porém, outras formas de lipídios fazem parte da dieta diária, como os fosfolipídeos, o colesterol e as vitaminas lipossolúveis.

Falando em colesterol, ele é o esteróide característico dos tecidos animais, que desempenha funções essenciais nos organismos, por exemplo:

 É indispensável para o organismo manter suprimento de colesterol, pois ele está presente em todas as membranas celulares, modulando sua fluidez e, em tecidos especializados é o precursor de ácidos biliares, hormônios esteróides e da vitamina D. O fígado, é o órgão que desempenha o papel central na regulação da homestasia do colesterol.

O colesterol é precursor de outros Esteróides, como, por exemplo, os hormônios sexuais.

A testosterona é o hormônio sexual masculino, produzido pelos testículos  enquanto que o estradiol é o hormônio responsável pelas características femininas, produzido pelos folículos ovarianos.

Os hormônios esteróis são transportados pelo sangue de seus sítios de síntese até o local de ação.

Proteínas: O nome proteína tem origem em um termo grego que significa "de primordial importância". Esse macronutriente é o componente celular orgânico mais abundante, tendo diversas formas e funções. As proteínas fornecem a base estrutural de todos os tecidos e órgãos além de formarem neurotransmissores e hormônios polipeptídicos, tais como Insulina e Hormônio do Crescimento. As proteínas encontradas dentro do núcleo da célula (DNA) transmitem as características hereditárias e são responsáveis pela síntese protéica contínua. As proteínas globulares formam as quase 2.000 enzimas diferentes que são responsáveis por desempenhar funções específicas, acelerando e regulando reações químicas e conferindo a determinados tecidos suas capacidades metabólicas. Além disso, os protídeos são responsáveis por mecanismos contráteis, com destaque para a actina e miosina.

As proteínas, assim como os carboidratos e as gorduras, contêm átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio, porém, diferente deles, as proteínas contém nitrogênio (16% da molécula), enxofre, fósforo e ferro. As moléculas de protídeos são polimerizadas a partir de blocos formadores, denominados de aminoácidos (ver Aminoácidos). Apesar das proteínas apresentarem estruturas e funções bastante diversificadas, elas são sintetizadas a partir de apenas 20 aminoácidos diferentes. Todos esses vinte aminoácidos devem estar simultaneamente presentes na célula para que aconteça a síntese proteica. Nove deles não podem ser sintetizados pelo organismo humano, portanto deverão ser obtidos pelos alimentos (dieta), chamando-se por isso aminoácidos essenciais. Além disso, o corpo sintetiza cisteína e tirosina a partir de dois outros aminoácidos essenciais, a metionina e fenilalanina respectivamente. Outros nove podem ser produzidos pelo corpo, a partir de compostos intermediários, oriundos do metabolismo de carboidratos e lipídios. Estes nove aminoácidos e os dois que são sintetizados a partir de aminoácidos essenciais são chamados de aminoácidos não-essenciais.

Enfim, o metabolismo dos três compostos expostos, é de suma importância, cada um com suas funções essenciais no organismo.

Carboidratos são a nossa principal fonte energética, responsável pelo de fornecimento de energia necessária à dieta da maioria dos organismos e armazenamento dessa energia no corpo. Servindo também como componentes estruturais de muitos organismos.

Os lipídios têm, basicamente, função energética, da mesma forma que os carboidratos, também têm função estrutural, eles participam da constituição das membranas celulares.

As proteínas é uma a  categoria de alimentos indispensável ao ser humano , principal componente da massa celular. A elas cabe a parte mais ativa na constituição do corpo, tendo papel fundamental na formação no crescimento, regeneração e substituição de diferentes tecidos, principalmente dos músculos. Grande parte das proteínas que produzimos em nossas células tem função plástica ou construtora, isto é, participa da construção de nossos tecidos. As proteínas podem também ter a função reguladora no organismo.