Polysaccharide

Outubro 6, 2021admin

Table of Contents

Reviewed by: Todd Smith, PhD

Polysaccharide Definition

noun
plural: polysaccharides
pol·y·sac·cha·ride, ˌpɒlɪˈsækəɹaɪd
Any from the group of polymeric carbohydrates formed by long chains of repeating units linked together by glycosidic bonds

Terminology

The term polysaccharide etymologically means multi saccharides. A saccharide refers to the unit structure of carbohydrates. Thus, a polysaccharide is a carbohydrate comprised of many saccharides, i.e. more than ten (mono)saccharide units.

Overview

Carbohydrates are organic compounds comprised of carbon, hydrogen, and oxygen, usually in the ratio of 1:2:1. They are one of the major classes of biomolecules. They are an important source of energy. They also serve as structural components. Como nutriente, podem ser classificados em dois grandes grupos: carboidratos simples e carboidratos complexos. Os hidratos de carbono simples, por vezes referidos como simples açúcar, são aqueles que são facilmente digeridos e servem como uma rápida fonte de energia. Carboidratos complexos (como celulose, amido, quitina e glicogênio) são aqueles que precisam de mais tempo para serem digeridos e metabolizados. Eles freqüentemente são ricos em fibras e, ao contrário dos carboidratos simples, são menos propensos a causar picos nos níveis de açúcar no sangue.

Características dos Polissacarídeos

Polissacarídeos são caracterizados pelas seguintes propriedades químicas: (1) de sabor não doce, (2) muitos dos quais são insolúveis em água, (3) não formam cristais quando dessecados, (4) compactos e não osmoticamente ativos dentro das células, (5) podem ser extraídos para formar pó branco, e (6) fórmula química geral de Cx(H2O)y.

P>Polissacarídeos consistem em hidrogênio, carbono e oxigênio, assim como as outras formas de carboidratos. A razão entre os átomos de hidrogénio e os átomos de oxigénio é frequentemente 2:1, razão pela qual também são descritos como hidratos de carbono. A fórmula química geral dos polissacarídeos é (C6H10O5)n. Devido à presença de carbono e ligações C-C e C-H covalentes, eles são considerados compostos orgânicos similares a outros carboidratos.

Polissacarídeos diferem dos oligossacarídeos e dissacarídeos com base em quantas unidades de monossacarídeos estão presentes. Os dissacarídeos são compostos por apenas dois monossacarídeos. Os oligossacarídeos têm mais de dois monossacarídeos. O termo oligossacarídeo é comumente usado para descrever cadeias relativamente mais curtas do que polissacarídeos. Polissacarídeos são um tipo de macromolécula biológica composta de múltiplas unidades de monossacarídeos.

Existem diversas formas de polissacarídeos. A sua estrutura varia desde uma simples linear até às formas mais complexas e altamente ramificadas. Muitos deles são heterogêneos. Dependendo da sua composição, podem ser amorfos ou insolúveis em água.

Síntese de desidratação

O processo químico de unir unidades monossacarídeos é referido como síntese de desidratação uma vez que resulta na libertação de água como subproduto. Uma forma de sintetizar um polissacarídeo é através de uma reação de condensação, pois envolve a união de subunidades para formar um composto bastante condensado com a liberação concomitante ou perda de água.

Hidrólise

Hidrólise é o processo de conversão de polissacarídeo em componentes simples de monossacarídeo. Enquanto a reação de condensação envolve a eliminação da água, a hidrólise utiliza uma molécula de água. O processo de conversão de polissacarídeos em monossacarídeos, em particular, é chamado de sacarificação.
Em humanos, os carboidratos (além dos monossacarídeos) são digeridos através de uma série de reações enzimáticas. Estas enzimas são amilase salivar, amilase pancreática, e maltase. A amilase salivar atua sobre o amido e o decompõe em maltose. O próximo local de digestão dos carboidratos será o intestino delgado. O estômago não está envolvido na digestão dos carboidratos porque o suco gástrico inibe a atividade da amilase salivar. Assim, a próxima fase da digestão dos carboidratos será o intestino delgado.
Quando os carboidratos parcialmente digeridos chegam ao intestino delgado, o pâncreas segrega sucos pancreáticos que incluem a amilase pancreática. Esta enzima age sobre os carboidratos parcialmente digeridos, decompondo-os em açúcares simples. A borda do intestino delgado libera enzimas digestivas como isomaltase, maltase, sucrase e lactase. A isomaltase digere polissacarídeos nas ligações alfa 1-6, e converte dextrina alfa-limite em maltose. A maltase decompõe a maltose (um dissacarídeo) em duas unidades de glicose. A sucrose e a lactase digerem a sacarose e a lactose, respectivamente, em constituintes monossacarídicos. As células epiteliais na borda da escova do intestino delgado absorvem monossacarídeos. A glicose e a galactose são tomadas dentro da célula intestinal (enterócito) através de transporte activo utilizando transportadores de glicose (GluT). A frutose também é absorvida com GluT mas o modo de transporte ainda não está claro (quer seja por transporte activo ou passivo). Os enterócitos libertam os monossacáridos para os capilares através de transporte passivo (particularmente, através de difusão facilitada). Os açúcares simples são então transportados para as células de outros tecidos, especialmente para o fígado, a partir da corrente sanguínea. A glicose no sangue pode ser utilizada pelo organismo para produzir ATP. Caso contrário, ela é transportada para o fígado, juntamente com a galactose e a frutose (que são em grande parte convertidas em glicose), para armazenamento como glicogênio.
Os carboidratos restantes não absorvidos pelo intestino delgado entram no intestino grosso. A flora intestinal nos colonos metaboliza-os anaerobiamente (por exemplo, fermentação). Como tal, isto leva à produção de gases (por exemplo, hidrogénio, CO2 e metano) e ácidos gordos, tais como acetato e butirato, que são imediatamente metabolizados pelo organismo. Os gases, por sua vez, são excretados através da respiração, eructação (arroto), ou flatulência.

Glicogênese

glicogênese é o processo metabólico de produção de glicogênio a partir da glicose para armazenamento. O processo ocorre principalmente no fígado e nas células musculares em resposta ao alto nível de glicose na corrente sanguínea. Polímeros curtos de glicose, especialmente a glicose exógena, são convertidos em polímeros longos para serem armazenados dentro das células. Quando o corpo requer energia metabólica, o glicogênio é decomposto em subunidades de glicose através do processo de glicogenólise. Assim, a glicogênese é o processo oposto da glicogênese.

Glicogênólise

Glicogênólise é o processo de decomposição do glicogênio armazenado no fígado para que a glicose possa ser produzida para uso no metabolismo energético. O glicogénio armazenado nas células hepáticas é decomposto em precursores de glicose. Uma única molécula de glicose é cortada do glicogênio e é convertida em glicose 1-fosfato, que por sua vez, é transformada em glicose 6-fosfato que pode entrar em glicólise.

Glicosilação

Simples aos oligossacarídeos, alguns polissacarídeos podem servir como glicosídeos em certos glicoconjugados. No entanto, os oligossacarídeos são mais frequentemente o componente carboidrato do que os polissacarídeos. A glicosilação é o processo pelo qual um glico é enzimaticamente ligado a uma proteína, um lipídio ou outra molécula orgânica. Os processos passo-a-passo da glicosilação variam, dependendo do tipo de glicosilação. Por exemplo, a glicosilação ligada ao N é quando a glican está ligada a um átomo de nitrogênio de um resíduo de asparagina ou arginina de uma proteína. Por outro lado, a glicosilação ligada ao O é um processo em que as latas de glicosilação ligadas ao O estão ligadas ao oxigénio hidroxil da serina, da treonina, da tirosina, da hidroxilisina, ou das cadeias laterais da hidroxiprolina de uma proteína. Também pode ser o processo em que as glicanas O-linked se ligam ao oxigénio dos lípidos. Existem outras formas de glicosilação, como a ligada ao C (ou seja, a glicana ligada ao carbono), a ligada ao P (ou seja, a glicana, ao fósforo) e a ligada ao S (glicana, ao enxofre).

Classificação de Polissacarídeos

Polissacarídeos podem ser um homopolissacarídeo ou um heteropolissacarídeo, dependendo dos seus componentes monossacarídeos. Um homopolissacarídeo (também chamado de homopolissacarídeo) é composto de apenas um tipo de monossacarídeo, enquanto que um heteropolissacarídeo (também chamado de heteropolissacarídeo) é composto de diferentes tipos de monossacarídeos.
Baseado na sua função, os polissacarídeos podem ser classificados como polissacarídeos de armazenamento ou polissacarídeos estruturais. Os polissacarídeos de armazenamento são aqueles que são utilizados para armazenamento. Por exemplo, as plantas armazenam a glicose sob a forma de amido. Os animais armazenam açúcares simples sob a forma de glicogênio. Os polissacáridos estruturais são carboidratos que têm um papel estrutural. As plantas têm celuloses, que são polímeros de unidades de glucose repetidas que são unidas por ligações beta. Alguns animais produzem quitina que serve como componente estrutural, por exemplo, do exoesqueleto.

Exemplos de Polissacarídeos

Exemplos comuns de polissacarídeos são a celulose, o amido, o glicogênio e a quitina. A celulose é um polissacarídeo constituído por uma cadeia linear de β (1→4) unidades de D-glucose ligadas: (C6H10O5) n. Amido é um polissacarídeo carboidrato (C6H10O5)n constituído por um grande número de unidades de monossacarídeos de glicose unidas por ligações glicosídicas encontradas especialmente em sementes, bulbos e tubérculos. O glicogênio é um polímero ramificado de glicose que é produzido principalmente no fígado e nas células musculares, e funciona como armazenamento secundário de energia a longo prazo nas células animais. A quitina é um polímero de polissacarídeo contendo nitrogênio (C8H13O5N)n, tornando um revestimento resistente, protetor ou suporte estrutural em certos organismos. Compõe as paredes celulares de fungos e exoesqueleto de insetos. Outros exemplos de dissacarídeos são calose, crisolaminarina, xilan, mannan, fucoidan, galactomannan, arabinoxylan.

Importância Biológica

Polissacarídeos, tal como os outros hidratos de carbono, são uma das principais fontes de energia, e por isso são um dos principais componentes dietéticos. Os animais consomem-nos para obter monossacarídeos que podem utilizar para sintetizar o ATP. Os ATPs são energia química sintetizada biologicamente através das respirações aeróbica e anaeróbica. A glicose é a forma mais comum de monossacarídeo que a célula utiliza para sintetizar ATP através da fosforilação a nível de substrato (glicólise) e/ou fosforilação oxidativa (envolvendo reações redox e quimiossimose). E uma das fontes de glicose é uma dieta que contém carboidratos. No entanto, um excesso de carboidratos na dieta pode levar a problemas de saúde. Um nível consistentemente elevado de açúcar no sangue pode eventualmente levar a diabetes mellitus. O intestino também precisaria de fazer um maior esforço para os digerir. Demasiada frutose, por exemplo, poderia levar a uma má absorção no intestino delgado. Quando isso acontece, a frutose não absorvida transportada para o intestino grosso poderia ser usada na fermentação pela flora do cólon. Isto pode levar a dor gastrointestinal, diarréia, flatulência ou inchaço.
As plantas armazenam o excesso de glicose na forma de amido. Thus, there are plants that are harvested to use the starch for food preparation and industrial purposes. Animals store carbohydrates in the form of glycogen so that when the body demands for more glucose, glucose can be taken from this reserve through the process, glycogenolysis. Polysaccharides are also essential in living organisms as they serve as structural component of biological structures, such as cellulose and chitin. Plant cellulose is harvested for its multifarious uses in the industry.

Etymology

Ancient Greek πολύς (polús, meaning “many) + saccharide

Synonyms

polysaccharose
polysaccharid

Related Terms

C polysaccharide

Compare

monosaccharide
oligosaccharide