Bioquímica: 1. A energia que vem dos alimentos

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Profª Dra. Regina Helena P. Francisco - Universidade de São Paulo

É fácil entender que as máquinas funcionam à custa do consumo de combustível. Afinal se está familiarizado com postos de gasolina, que vendem o combustível que mantém os carros funcionando, utilizando a energia liberada no processo de combustão. O ser humano também precisa de combustível para "funcionar" e aproveita a energia liberada no processo de combustão dos alimentos, de modo similar ao que acontece nos carros, isto é, através de reação com oxigênio e produção de substâncias mais simples, geralmente gás carbônico e água. A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos, substâncias compostas apenas de hidrogênio e carbono, em diferentes quantidades e proporções. O principal componente é o octano, C8H18. A reação envolvida é:

C8H18(g) + 12½ O2(g) 8 CO2(g) + 9 H2O(l)

A principal fonte de energia do ser humano são os alimentos, compostos basicamente de carboidratos, proteínas e gorduras. Aliás, cerca de 50% do que ingere é de carboidratos, mas boa parte não sofre o processo de digestão e, portanto a energia que está armazenada nestas substâncias não é aproveitada. Por exemplo, a celulose, que é o material estrutural da madeira, é uma fonte primária de fibras na dieta do homem. As fibras são necessárias e auxiliam no movimento de material através dos intestinos, mas não fornecem energia porque não são digeridas.

Os carboidratos digeríveis são os açúcares e amidos. O organismo transforma estas substâncias em glucose, que se dissolve na corrente sanguínea e pode ser transportada até as células. Nos animais, inclusive humanos, a glucose passa por reação de combustão e fornece a energia necessária para o organismo.

C6H12O6(aq) + 6 O2(g) 6 CO2(g) + 6 H2O(l)

O calor liberado durante este processo é igual a 16 mil joules (ou 16 kilojoules) por grama de glucose queimada. O número parece assustadoramente alto, principalmente para quem deseja emagrecer! Este calor é suficiente para aquecer 1 litro de água em 4ºC. O ser humano queima 1 grama de glucose em um minuto andando de bicicleta ou em 2 minutos estudando química. Uma batida do coração consome a energia de aproximadamente 1 joule. Na média considera-se que a queima dos açúcares e amidos no organismo libera a energia correspondente de 17 mil joules (ou 17 kJ) por grama do carboidrato.

Simplificando. Habitualmente o conteúdo energético dos alimentos é descrito em calorias alimentares, que na verdade são kilocalorias (kcal). Passando para esta outra unidade, observa-se que o calor liberado pela queima dos carboidratos é de cerca de 4 kcal por grama. Outro combustível alimentar importante são as proteínas que são substâncias compostas principalmente de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, formadas por enormes seqüências de unidades simples, os aminoácidos.

As proteínas desempenham várias e importantes funções nos seres vivos e também são usadas como fonte de energia. Boa parte das proteínas que se come é decomposta em partes durante o processo de digestão e estas partes são aproveitadas para a construção de outras proteínas, como músculos, por exemplo, no próprio organismo.

Entretanto, uma parte é queimada, isto é, reage com oxigênio e tem como produto final a uréia CO(NH2)2. Neste processo, a energia liberada, em média, é de 17 mil joules por grama, aproximadamente a mesma quantidade de energia liberada com a queima dos açúcares.

As gorduras são a principal fonte de energia.

Estes compostos têm longas cadeias do grupo CH2 e, neste aspecto, são similares aos hidrocarbonetos que compõem a gasolina, comportando-se de modo parecido. Por exemplo, a tristearina, C57H110O6, componente da gordura da carne bovina, consiste de três longas cadeias do grupo CH2 ligadas entre si em uma das extremidades por grupos que contém oxigênio. A queima desta substância libera 38 mil joules por grama, ou seja, 9 kcal por grama, mais do que o dobro do calor liberado pelos carboidratos e proteínas, e próximo do calor liberado na queima da gasolina que é de 48 mil joules por grama (12 kcal por grama).

As gorduras contêm uma proporção muito pequena de átomos de oxigênio e durante a combustão liberam mais calor do que as proteínas e os carboidratos. Quando se come mais combustível do quese utiliza, o excesso é armazenado na forma de gordura para uso futuro. Animais e máquinas precisam ser muito eficientes em estocar combustível para uso futuro. O acúmulo de gordura no corpo humano exerce o mesmo papel dos depósitos de petróleo na Terra. Ambos correspondem a energia armazenada de modo altamente compacto, à espera de utilização.

A tabela a seguir mostra o conteúdo calórico de alguns alimentos. As dietas recomendadas para jovens adultos homens de 18 a 20 anos correspondem à cerca de 2500 kcal ou 10 milhões de joules por dia. Para mulheres da mesma idade são recomendadas 2000 kcal ou cerca de 8 milhões de joules.

ALIMENTO COMPOSIÇÃO (porcentagem)
ENTALPIA ESPECÍFICA
Água Proteína Gordura Carboidrato (kJ/g)
Maçã 84,3 0,3 0,0 11,9 2,5
Carne bovina 54,3 23,6 21,1 0,0 13,1
Pão 39,0 7,8 1,7 49,7 12,6
Queijo 37,0 26,0 33,5 0,0 17,0
Hamburguer 40,9 15,8 14,2 29,1 17,3
Leite 87,6 3,3 3,8 4,7 2,6
Batata 80,5 1,4 0,1 19,7 3,5

Entretanto, a quantidade de combustível necessária para um indivíduo depende das suas atividades e do seu preparo físico.Quanto mais ativos for, mais combustível necessita. Uma pessoa muito ativa pode consumir o dobro da energia de uma pessoa sedentária. Além de simplesmente consumir energia, a atividade física viabiliza a construção de músculos e a diminuição de gordura no corpo. Como o tecido muscular requer mais energia para a sua própria manutenção do que o tecido gorduroso, a pessoa ativa e com musculatura bem desenvolvida, apenas respirando, queima mais combustível do que a pessoa sedentária e isto também colabora para evitar o ganho de peso.


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