Hidratos de Carbono

     Os hidratos de carbono, também conhecidos como carboidratos ou glicídos, são moléculas formadas por carbono e água. Átomos de carbono, hidrogénio e oxigénio combinam-se para formar os componentes deste grupo de nutrientes. Devido à proporção mantida entre os elementos hidrogénio e oxigénio, semelhantes à da água (H₂O), os carboidratos são representados de uma maneira geral como C_nH_2nO_n, onde "n" representa a quantidade proporcional destes elementos (por exemplo: C₆H₁₂O₆). A maior parte dos hidratos de carbono é de origem vegetal e tem função principalmente energética. Contudo, alguns autores reportam funções estruturais, como participação na estrutura dos cromossomos e genes.

Classificação

     Os hidratos de carbono podem ser classificados em três diferentes tipos, de acordo com o nível de complexidade das moléculas que os representam. Desta forma, os carboidratos são diferenciados pelo número de açúcares simples em combinação dentro da molécula. São subdivididos em: monossacarídeos (com um açúcar por molécula),  dissacarídeos (com dois açúcares por molécula) e  polissacarídeos (com inúmeros açúcares por molécula). Curiosamente, ao contrário dos carboidratos simples (mono e dissacarídeos), os carboidratos complexos (polissacarídeos) não possuem sabor doce.

    Segundo McARDLE, KATCH & KATCH (1992), foram encontrados mais de 200 monossacarídeos na natureza. A glicose, a frutose e a galactose são os mais comuns e representativos monossacarídeos existentes na dieta. As hexoses (elementos que contém seis carbonos) glicose e frutose têm sido apontadas por alguns autores como os únicos monossacarídeos de importância dietética. A galactose não tem sido considerada um monossacarídeo de grande importância, já que ao contrário das duas hexoses anteriores, não ocorre sob a forma livre na natureza. Outro tipo de monossacarídeo é a pentose, elemento formado por cinco átomos de carbono em sua estrutura molecular. Este grupo de monossacarídeos é representado por ribose, xilose e arabinose.

    Os dissacarídeos ou açúcares duplos são formados pela combinação de duas moléculas de monossacarídeos, e são os principais tipos de oligossacarídeos. Assim como os monossacarídeos, este grupo de carboidratos é classificado como açúcar simples. Os dissacarídeos são representados principalmente pela sacarose, lactose e maltose. Nos três casos a glicose faz parte da estrutura molecular. A sacarose é o dissacarídeo mais comumente encontrado na composição de nossa dieta e contribui com até 25% da quantidade total de calorias ingeridas nos Estados Unidos. Como será descrito posteriormente, a sacarose, mediante a digestão, produz uma molécula de glicose e uma de frutose.

    A formação dos polissacarídeos dá-se pela combinação de um grande número de unidades de açúcares (três ou mais açúcares simples). Os polissacarídeos podem ser classificados de duas maneiras, dependendo da sua característica de digestão ou da sua origem (animal ou vegetal).

Fontes alimentares

    Os hidratos de carbono fazem parte de um grupo de substratos energéticos encontrado nas mais diferentes fontes alimentares, ocorrendo principalmente em alimentos de origem vegetal. Contudo, uma parcela menor também pode ser encontrada no organismo animal como veremos adiante.

    Vegetais em geral, como raízes, tubérculos, cereais, leguminosas e frutas representam um grupo de alimentos onde a presença de carboidratos é muito significativa.

    A glicose é encontrada na natureza em diferentes fontes alimentares, como frutas, nos vegetais e no mel de abelha. É o carboidrato existente no tecido sanguíneo e promove energia imediata para as células e tecidos corporais. Em indivíduos diabéticos, os níveis deste hidrato de carbono podem apresentar-se elevados em função de deficiências da produção/secreção (diabetes tipo I) e/ou da ação da insulina (diabetes tipo II).

    A frutose é encontrada nas frutas e no mel, e caracteriza-se como o mais doce de todos os açúcares.

    A galactose, contrariamente à glicose e à frutose, não ocorre sob a forma livre na natureza, sendo sua principal fonte o leite.

    A sacarose é encontrada principalmente na cana-de-açúcar e na beterraba. Ocorre também e em frutas e outros vegetais. O açúcar de mesa é constituído de sacarose com elevado grau de pureza (quase 100%).

    A lactose ou açúcar do leite é encontrada somente no leite. Tanto a lactose quanto a galactose, podem ser encontradas no sangue e na urina de mulheres em fase de lactação.

    A maltose ou açúcar do malte ocorre na natureza nos grãos em germinação e pode ser preparada pela hidrólise do amido. Por sua vez, o amido, a principal fonte de armazenamento de carboidratos no vegetal, é encontrado em sementes como milho, e nos grãos (arroz, trigo, feijão, ervilhas). Conseqüentemente, os produtos preparados utilizando estes ingredientes (pães, massa, etc) também são ricos em carboidratos. Batatas e raízes são outras fontes de amido amplamente utilizadas na dieta contemporânea humana.

    A forma glicogênio tem como fonte alguns tecidos animais como fígado, músculo estriado esquelético e cardíaco, e em menor parcela o tecido nervoso.

    Por fim, a celulose é um constituinte estrutural das membranas celulares das plantas, e portanto, são encontradas principalmente em frutas secas, cereais de grãos integrais, castanhas, e hortaliças frescas. Raízes e cascas de frutas também são importantes fontes de celulose. O processo de refinação dos alimentos faz com que a ingestão de celulose e outros tipos de fibras seja comprometida.

    Proteínas que contém aminoácidos glicogenéticos e as gorduras, através de glicerol e dos ácidos gordos, também podem produzir hidratos de carbono a partir da neoglicogénese. Este processo, controlado pelas hormonas glicocorticóides, ocorre no tecido hepático.

Metabolização

    Posteriormente à absorção e o armazenamento, a glicose poderá ser utilizada como fonte de energia pelas células através da conversão à piruvato e subsequente oxidação no ciclo de Krebs. Este processo resulta na formação de ATP (adenosina trifosfato) que é a forma primária de energia utilizada pelo homem.

    Outro processo, denominado gliconeogénese, é responsável pela formação de glicose através de aminoácidos, gordura, ácido láctico e piruvato. A gliconeogénese, também conhecida como neoglicogénese, se dá no fígado e em menor nível no rim.

Função dos hidratos de carbono

     Como foi dito anteriormente, os hidratos de carbono têm a função energética como característica primária. Contudo, em alguns casos este macronutriente pode contribuir sobremaneira como artifício funcional estrutural de alguns componentes orgânicos.

    A literatura recente (DÂMASO, 2001) aponta cinco importantes funções dos hidratos de carbono no organismo:

      Fonte energética: uma das principais funções dos carboidratos é fornecer energia para o desenvolvimento e manutenção das funções celulares, sendo que as reservas de glicogênio promovem um equilíbrio no organismo pela geração de ATP e coenzimas ativas no metabolismo;

      Acção poupadora de proteínas: um nível adequado de carboidratos na dieta impede que ocorra uma degradação das proteínas para geração de energia, mesmo quando o organismo é exposto a situações que aumentam significativamente a demanda energética. Esta poupança de substrato protéico promove uma maior quantidade de proteína armazenada, o que favorece a "construção" dos tecidos;

      Efeito anticetogénico: a cetose é uma condição na qual são observadas elevações da produção de corpos cetônicos decorrentes da grande mobilização de gordura. Tal situação resulta em aumento da acidez dos fluidos orgânicos, o que pode ser prejudicial. Isto ocorre quando as quantidades de hidratos de carbono ingeridas são insuficientes e prejudicam o transporte de glicose para dentro das células. Este quadro é freqüentemente observado em casos de administração de dietas restritivas e/ou realização de esforços físicos extenuantes;

      Constituição de compostos estruturais: a função plástica dos hidratos de carbono é representada pela constituição da ribose e da desoxirribose na estrutura do DNA e RNA. Além destes, as glicoproteínas das membranas plasmáticas, dos anticorpos, de alguns fatores de coagulação sangüínea, entre outros, têm em sua estrutura componentes glicídicos;

      Combustível para o sistema nervoso central: é de conhecimento geral que o tecido cerebral "alimenta-se" quase que exclusivamente de glicose, o que numa situação de interrupção prolongada glicêmica resulta em danos irreversíveis ao cérebro.

Hidratos de carbono e exercício

    Os hidratos de carbono têm um papel fundamental durante a realização de exercícios físicos, já que podem contribuir sobremaneira com a disponibilidade de energia para o desempenho da atividade muscular.

Metabolização dos carboidratos durante o exercício

    O exercício é uma condição na qual ocorre uma rápida mobilização e redistribuição energética para a execução do trabalho muscular. A realização das funções orgânicas deve-se principalmente à energia química derivada da metabolização dos nutrientes ingeridos na alimentação para a geração de adenosina trifosfato (ATP), utilizado em todas as reacções celulares. O ATP é uma fonte de energia imediata. Contudo, as células não armazenam grandes quantidades deste combustível, o que gera a contínua necessidade de sua ressíntese.

        A activação da glicólise anaeróbia ocorre no transcorrer do exercício físico, podendo utilizar glicogênio muscular nos primeiros minutos. Além disso, contribuem para a manutenção da homeostase orgânica, a glicogenólise hepática e a gliconeogênese, a partir de piruvato, lactato, aminoácidos e gliceróis. Além da via anaeróbia, a glicose também pode ser "utilizada" através do sistema aeróbio de fornecimento de ATP pela glicólise, ciclo de Krebs e cadeia transportadora de eletrões.