BIOQUÍMICA ESTRUCTURAL PARTE I: CARBOHIDRATOS Lic. Roy W. Morales Pérez rwmorales@fucsalud.edu.co
Carbohidratos Los carbohidratos (hidratos de carbono, glúcidos, ó sacáridos) son un grupo de biomoléculas de gran importancia biológica que se componen principalmente de hidrógeno, oxígeno y carbono. Se denominan carbohidratos porque al ser descubiertos se encontró que su fórmula empírica es Cn(H2O)n, lo que hizo pensar que se trataban de un tipo de sustancias en las que el carbono se encontraba hidratado. Bioquímica Estructural Parte I: Carbohidratos
Carbohidratos Funciones Estructural: Celulosa (pared celular) Metabólicas: desoxirribosa (Ácido desoxirribonucleico) Energéticas: glucógeno (reserva energética) Bioquímica Estructural Parte I: Carbohidratos
Carbohidratos Fuentes de obtenci贸n de carbohidratos
Los carbohidratos pueden definirse como polihidroxialdeh铆dos 贸 polihidroxicetonas.
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Carbohidratos Fuentes de obtención de carbohidratos En la nutrición parenteral es común la administración de soluciones de dextrosa para tratar trastornos hidroelectrolíticos y deficiencias energéticas.
La fotosíntesis es el proceso mediante el cuál la energía lumínica (electromagnética) se transforma en energía química. Este proceso es descrito por el ciclo de Calvin- Benson.
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Carbohidratos Clasificación general de carbohidratos Los carbohidratos pueden ser clasificados dependiendo el número de monómeros (sacáridos) que liberan al hidrolizarse. Así, si un carbohidrato no genera unidades más simples, se denomina monosacárido, si genera dos unidades de monosacárido se denomina disacárido, y si libera más de tres se denominan polisacáridos. Bioquímica Estructural Parte I: Carbohidratos
Monosacáridos Clasificación de monosacáridos Los monosacáridos pueden ser clasificados con base en el grupo funcional (posición del grupo carbonilo) en aldosas -si contienen el grupo carbonilo en un carbono primario- y cetosas –si contienen el grupo carbonilo en un carbono secundario-
El azúcar de mesa, o azúcar común -sacarosa- contiene una unidad de glucosa y una unidad de fructosa
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Monosacáridos Clasificación de monosacáridos Los monosacáridos pueden clasificarse dependiendo el número de átomos de carbono que lo conforman. Así, si la estructura carbonada tiene tres átomos de carbono el sacárido se denomina triosa, si son cuatro tetrosa, para cinco pentosa y seis hexosa.
La miel contiene gran cantidad de monosacáridos de rápida digestión, lo que lo convierte en un alimento de rápida fuente energética (3,4 kcal/g)
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Monosacáridos Clasificación de monosacáridos Los carbohidratos se organizan en el espacio y ello determina en gran medida su acción bioquímica. En éste sentido, los carbohidratos pueden ser clasificados según su configuración espacial en isómeros D y L (isomería configuracional)
Enantiómeros: pareja de compuestos en la cual uno es imagen especular del otro y no son superponibles.
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Monosacáridos Serie D de las aldosas y cetosas (epímeros)
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Monosacáridos Cuando un equivalente de alcohol reacción con un equivalente de un aldehído o cetona se genera un hemiacetal (o hemicetal para el caso de las cetonas). Los carbohidratos experimentan éste tipo de reacción, pero con la particularidad que se efectúa sobre la misma molécula, lo que se conoce como una reacción de ciclación intramolecular.
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Monosacáridos Clasificación de monosacáridos Cuando los monosacáridos se organizan en una estructura cíclica se generan anómeros, que son isómeros en lo que para una estructura cíclica, existen dos diferentes posiciones para el grupo hidroxilo, α (alfa) o β (beta) si su orientación en una proyección de Haworth es por encima o debajo del plano de la molécula.
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Monosacáridos Clasificación de monosacáridos Cuando los monosacáridos se ciclan, forman estructuras similares al pirano y al furano que son sustancias heterocíclicas de seis y cinco miembros respectivamente. Así, cuando los monosacáridos generar estructuras cíclicas de seis átomos se denominan piranosas y furanosas cuando la estructura cíclica está conformada respectivamente por seis y cinco miembros.
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Monosacáridos Representación de monosacáridos: proyecciones de Fischer, Haworth, Silla-Bote.
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Monosacáridos Desoxisacáridos Los sacáridos desoxigenados o desoxiazúcares son aquellos en los que un grupo hidroxilo ha sido reemplazado por hidrógeno.
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Monosacáridos Algunos monosacáridos de uso común, su importancia nutricional y uso clínico
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Disacáridos Cuando un sacárido reacciona con un segundo grupo hidroxilo, se forma un acetal o un cetal, si es un hemiacetal o un hemicetal el que reacciona.
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Disacáridos Cuando reaccionan dos sacáridos iguales o diferentes, generan un acetal o cetal denominado disacárido. En esta nueva sustancia, los dos sacáridos están unidos por un enlace conocido como O–glicosídico.
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Disacáridos
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Disacáridos Algunos disacáridos de uso común, su importancia nutricional y uso clínico
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Polisacáridos Los polisacáridos o glicanos son empleados por los organismos como grandes reservorios de energía y como material estructural.
La celulosa está conformada por cadenas lineales de unas 3000 unidades de -D-Glucosa enlazadas a través de enlaces glicosídicos 14. Constituye una de las principales fuentes de fibra en la dieta humana.
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Polisacáridos Clasificación general de polisacáridos Los polisacáridos pueden estar formados por iguales o diferentes tipos de unidades de monosacárido. Cuando ocurre lo primero, los polisacáridos resultantes se denominan homopolisacáridos, mientras que en el segundo caso se denominan heteropolisacáridos, en los que generalmente se alternan dos tipos diferentes de monosacáridos.
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Polisacáridos
Los polisacáridos son azúcares complejos de gran tamaño. Las plantas emplean para almacenar energía un tipo de polisacárido conocido como almidón. El almidón está constituido por dos tipos de polímeros en proporción 1 a 3: amilosa, polisacárido lineal constituido por aproximadamente 600 unidades de -D- Glucosa a través de enlaces glicosídicos 14; y amilopectina se caracteriza por tener ramificaciones 1 6, además de los enlaces antes mencionados y tener cerca de 6000 monosacáridos en su estructura. Bioquímica Estructural Parte I: Carbohidratos
Polisacáridos
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Polisacáridos
Los tubérculos como la papa, yuca, arracacha etc., son ricos en almidón.
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Polisacáridos En mamíferos, el glucógeno es la principal forma en la que se almacena energía. Similar a la amilopectina, aunque con mayor número de ramificaciones, el glucógeno está constituido por cerca de 100,000 unidades de monosacáridos que se enlazan mediante enlaces glicosídicos 14 y 16.
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Polisacáridos Un tipo de heteropolisacáridos son los denominados glycosaminoglicanos conocidos también como mucopolisacáridos, que son carbohidratos complejos que contienen amino-azúcares y ácidos urónicos.
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Polisacáridos Cuando los mucopolisacáridos se encuentran enlazados a cadenas polipeptídicas, las sustancias resultantes se denominan proteoglicanos. De manera similar, si una proteína contiene cadenas de oligosacáridos ramificados o no ramificados generan un tipo de sustancia denominada glicoproteína o mucoproteínas.
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Carbohidratos
Ver video en YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=_qf_r5EVP6U
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Bibliografía Drucker, R. (2005). Fisiología Médica. México D.F.: Manual Moderno. Feduchi, E. et al. (2011). Bioquímica. Conceptos Básicos. Madrid: Editorial Médica Panamericana. Holum, J. (2000). Fundamentos de Química General, Orgánica y Bioquímica para Ciencias de la Salud. México D.F.: Limusa Wiley. Lozano, J.A. et al. (2000). Bioquímica y Biología Molecular para Ciencias de la Salud. España: Mc Graw HillInteramericana. Murray, R. et al. (2009). Harper Bioquímica. México D.F.: Mc Graw- Hill.
Lecturas Complementarias Diaz, D. Burgos, L. (2002). ¿Cómo se transporta la glucosa a través de la membrana celular? Iatreia. 15 (3), pp. 179189. Disponible en: http://www.iatreia.udea.edu.co/index.php/iatreia/article/viewFile/3957/3672 García, C. (2008). Diabetes mellitus gestacional. Med Int Mex. 24 (2), pp. 148- 156. Disponible en: http://www.nietoeditores.com.mx/download/med%20interna/marzo-abril%202008/MedintMex2008-24%282%29148-56.pdf
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