CARBOHIDRATOS 1

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CARBOHIDRATOS – HIDRATOS DE CARBONO
BIOQUIMICA I
Bq: FABIOLA RIOS
IMPORTANCIA BIOMEDICA
Los carbohidratos están ampliamente distribuidos en vegetales y animales; tienen importantes funciones estructurales y metabólicas.
 En los vegetales, la glucosa se sintetiza a partir de dióxido de carbono y agua por medio de fotosíntesis, y es almacenada como almidón o usada para sintetizar la celulosa de las paredes de las células vegetales. 
Los animales pueden sintetizar carbohidratos a partir de aminoácidos, pero casi todos se derivan finalmente de vegetales.
IMPORTANCIA BIOMEDICA
 La glucosa es el carbohidrato más importante; casi todo el carbohidrato de la dieta se absorbe hacia el torrente sanguíneo como glucosa formada mediante hidrólisis del almidón y los disacáridos de la dieta, y otros azúcares se convierten en glucosa en el hígado. 
La glucosa es el principal combustible metabólico de mamíferos (excepto de los rumiantes), y un combustible universal del feto. 
Es el precursor para la síntesis de todos los otros carbohidratos en el cuerpo, incluso glucógeno para almacenamiento; ribosa y desoxirribosa en ácidos nucleicos; galactosa en la síntesis de la lactosa de la leche, en glucolípidos, y en combinación con proteína en glucoproteínas y proteoglucanos.
 Las enfermedades relacionadas con el metabolismo de los carbohidratos son DIABETES MELLITUS, GALACTOSEMIA, ENFERMEDADES POR DEPÓSITO DE GLUCÓGENO, E INTOLERANCIA A LA LACTOSA
GLUCIDOS – COMPUESTOS ORGANICOS
POLIMEROS
MONOMEROS
POLISACARIDOS
MONOSOCARIDOS
PROTEINAS
AMINOACIDOS
ACIDOS NUCLEICOS
NUCLEOTIDOS
GLUCIDOS (CARBOHIDRATOS – HIDRATOS DE CARBONO)
PRIMERA FUENTE DE ENERGIA. ( mas energético?? )
ESTRUCTURAL : CELULOSA (pared celular), QUITINA, RIBOSA
OBS: IMPORTANCIA DE LA PROTEINA (el cuerpo humano agua+proteínas)
Tipos de Carbohidratos
Carbohidratos 
ALDEHIDO
CETONA
POLIHIDROXIALDEHIDO
POLIHIDROXICETONA
TIPOS DE CARBOHIDRATOS
CARBOHIDRATOS: son una clase de moléculas orgánicas que contienen carbono, hidrogeno y oxigeno.
Los carbohidratos pueden estar relacionados con ALDEHÍDOS o con las CETONAS que contienen todavía el grupo hidroxilo.
Así, ellos pueden ser definidos como POLIHIDROXIALDEHIDOS O POLIHIDROHIACETONAS.
CLASIFICACION
Los carbohidratos son clasificados de acuerdo al tamaño molecular
Los carbohidratos mas simples son llamados de monosacáridos, los mayores son productos de condensación llamados polisacáridos.
1. MONOSACARIDOS O AZUCARES SIMPLES: formados por un polihidroxialdehido o polihidroxiacetona. 
Se obtienen como cristales de color blanco
solubles en agua.
El mayor representante de este grupo es la glucosa.
CLASIFICACION
2. OLIGOSACARIDOS: 2 a 10 monosacáridos
Separados por hidrolisis
Se designan trisacáridos, tetrasacaridos, según el nro. de unidades componentes.
 Los representantes de mayor importancia son los DISACÁRIDOS,
Solubles en agua
Sabor dulce.
3. POLISACARIDOS: son moléculas de gran tamaño, constituidos por la unión de numerosos monosacáridos. 
Insolubles en agua.
Glúcidos - Sacáridos
MONOSACARIDOS – SIN HIDROLISIS
TRIOSA (C3H603)
TETROSA (C4H8O4))
PENTOSA (C5H10O5) importancia clínica
HEXOSA (C6H12O6) importancia clínica
PENTOSAS
 DESOXIRIBOSA - ADN 
RIBOSA – ARN C5H10O5 – Preparada para ser oxidada.
HEXOSA – C6H12O6
Glucosa
Fructosa
Galactosa
MONOSACARIDOS
Los monosacáridos son otra vez clasificados de acuerdo a su grupo funcional. 
Los que tienen como base un grupo adheido son llamados de ALDOSAS
Los que tienen como base un grupo cetona son llamados de CETOSAS.
Los monosacáridos son también divididos en grupos con base en el numero de átomos de carbono de la molécula.
Pueden clasificarse como triosas, tetrosas, pentosas, hexosas o heptosas, dependiendo del número de átomos de carbono (3 a ­7)
Como aldosas o cetosas, dependiendo de si tienen un grupo aldehído o cetona.
Clasificación de azucares importantes
ALDOSAS
CETOSAS
Triosas (c3H6o3)
Glicerosa (gliceraldehído)
Dihidroxiacetona
Tetrosas (c4H8o4)
Eritrosa
Eritrulosa
Pentosas (c5H10o5)
Ribosa
Ribulosa
Hexosas (c6H12o6)
Glucosa
Fructosa
Heptosas (c7H14o7)
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Sedoheptulosa
ENANTIOMEROS
Una característica importante de la estructura de los monosacáridos es que el gliceraldehido tiene dos estereoisomeros del tipo enantiomeros, que son imágenes especulares, no superponibles, uno del otro. 
La forma mas completa de representar los enantiomeros es utilizar una proyección de FISCHER.
 En una proyección de Fischer, el hidroxilo se dibuja a la derecha del carbono para la forma D, y a la izquierda par la forma L
MONOSACARIDOS
Al igual que ocurre en los a.a. en los organismos vivos domina una forma enantiomera de los monosacáridos.
En la naturaleza predomina la forma D
Estos dos sistemas de clasificación pueden ser combinados 
Ej. Centopentosa: 	5 carbonos + grupo cetonico
 Aldohexosa:		6 carbonos + grupo aldehído
MONOSACARIDOS
El GLICERALDEHIDO, es uno de los mas simples de todos los monosacáridos, es una aldotriosa
El es FORMADO DE LA DEGRADACIÓN DE HEXOSAS EN EL TEJIDO MUSCULAR y contienen tres átomos de carbono, uno de los cuales es parte de grupo aldehído.
MONOSACARIDOS
Las TETROSAS no tienen importancia biológica.
DOS PENTOSAS, MONOSACÁRIDOS DE 5 CARBONOS, CONSTITUYEN PARTE DE MOLÉCULAS COMPLEJAS DE LOS GENES EN LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.
Estas son las aldopentosas, RIBOSA Y DESOXIRRIBOSA, el prefijo desoxi de la desoxirribosa indica que la molécula contiene un átomo de oxigeno a menos en el carbono (c2)
Oxigeno a menos, para su estabilidad y así no es fácilmente oxidado
Hexosas
Las hexosas, moléculas con seis átomos de carbono, constituyen uno de los mas importantes grupos de monosacáridos.
Las hexosas son los MONOSACÁRIDOS mas comunes y mas importantes. Y entre ellos la GLUCOSA desempeña un papel de destaque mas conocida como azúcar de la sangre.
Su formula es C6 H12 O6 
La glucosa es el carbohidrato encontrado en mayor cantidad en tu corriente sanguínea.
Se encuentra libre en frutos maduros.
La unión de muchas moléculas de glucosa forma polisacáridos como almidón, celulosa, glucógeno.
Hexosas
La glucosa constituye la mayor fuente de energía de vida.
La glucosa es administrada a los pacientes que no pueden ingerir alimentos.
Como no requiere digestión, ella puede ser utilizada inmediatamente por el cuerpo para la obtención de energía. 
Las soluciones endovenosas de glucosa son la 5 % isotónica como la sangre por lo tanto limita el valor energético a 200 kcal por litro de solución
HEXOSAS
En ciertas condiciones, COMO EN LA DIABETES MELLITUS, la cantidad de glucosa en la sangre esta por encima del valor normal.
CANTIDADES RELATIVAMENTE GRANDES DE GLUCOSA APARECEN EN LA ORINA
Existen varios métodos que puedan detectar la presencia de glucosa en la sangre.
Otra aldohexosa, la galactosa, es un isómero de la glucosa.
Hexosas 
La GALACTOSA y la glucosa difieren solamente en el grupo hidroxilo en el átomo de carbono nro. 4.
El monosacárido galactosa se forma a partir de la glucosa en la glándulas mamaria y es un componente en conjunto con la glucosa del disacárido lactosa en la leche.
Ella es también llamada de cerebrosa o azúcar del cerebro.
Se encuentra libre en la naturaleza.
HEXOSAS - GALACTOSA
Por que es también componente de las membranas de la molécula cerebral.
La galactosa es también parte de las sustancias de los grupos sanguíneos.
La galactosa es usada en un test de la función hepática, si el hígado esta dañificado, la galactosa administrada aparece inalterada en la orina.
La MANOSA integrante de oligosacáridos asociados a glicoproteínas en organismos animales.
Hexosas 
La cetohexosa FRUCTOSA, o levulosa es otro isómero de la glucosa.
También conocida como azúcar de frutas, este monosacárido es el azúcar mas hidrosoluble así como el mas dulce de todos.
Este puede ser utilizado para alimentación endovenosa en solución de 5 hasta 10%.GLUCIDOS 
OLIGOSACARIDOS - DISACARIDOS
MALTOSA
GLUCOSA + GLUCOSA
LACTOSA
GLUCOSA + GALACTOSA
SACAROSA
GLUCOSA + FRUCTOSA
Solubles en agua
Sufren hidrolisis
Sabor duce
DISACARIDOS
De la misma forma que los monosacáridos pueden formar enlaces glucosidicos con otros tipos de compuestos que contienen hidroxilo, pueden hacerlo también entre si.
Estos enlaces dan lugar a los oligosacáridos y polisacáridos.
Los DISACÁRIDOS CONSISTEN EN 2 UNIDADES DE MONOSACÁRIDOS interligadas por un átomo de oxigeno como mostrado en la maltosa.
La MALTOSA consiste en 2 unidades de glucosa interligadas asignadas como A o B.
Es producto de hidrolisis del almidón catalizada por la amilasa.
DISACARIDOS
La MALTOSA, no se encuentra en abundancia en la naturaleza, sin embargo es encontrada en granos en germinación.
La maltosa es utilizada en formulas para alimentación de niños así como en otras bebidas
Un segundo disacárido, LACTOSA o azúcar de la leche, consiste de glucosa combinada con galactosa.
La LACTOSA es encontrada casi exclusivamente en la leche.
La leche humana contiene cerca de 2 veces mas lactosa de lo que es encontrado en la leche de vaca
DISACARIDOS
Para digerir la lactosa nuestro cuerpo necesita de una enzima en particular LACTASA.
Esta enzima esta presente en los niños, y permanece activa en los adultos, entretanto, la mayoría de los adultos descendientes de orientales, africanos, indianos e mediterráneos tienen poco de la enzima e muestran variables grados de intolerancia a la lactosa.
La lactosa que permanece indigesta produce disturbios gastrointestinales.
Este desorden es fácilmente controlado restringiendo alimentos con lactosa específicamente leche.
DISACARIDOS
El disacárido mas común es la sacarosa, formada del enlace entre una glucosa y una fructosa.
El azúcar invertido es la ruptura de este enlace.
DISACARIDOS
La sacarosa es encontrada primeramente en la caña de azúcar e remolacha así como en la mayoría de los vegetales
DISACARIDOS
La SACAROSA es conocida como azúcar de mesa o azúcar común, por su utilización como edulcorante domestico. 
La sacarosa es usada como patrón de capacidad para edulcorantes.
Enormes cantidades de sacarosa son consumidas en los alimentos.
Estas son llamadas de calorías vacías una vez que dan valor nutricional solo energía. 
La mayor parte del azúcar refinado producido hoy es utilizado para la industria de comidas y bebidas.
DISACARIDOS
Los edulcorantes artificiales estimulan las vulvas gustativas, pero no aportan calorías, por esto son extremadamente importantes para los obesos y diabéticos
Muchos médicos dicen que el consumo de grandes cantidades de sacarosa puede ayudar a desarrollar diabetes, también otras condiciones , tales como enfermedad cardiaca.
La sacarosa contribuye para la caries dentarias por lo tanto la desintegración y/o deterioro de la estructura dentaria.
DISACARIDOS
Como todos los disacáridos, la sacarosa no puede ser usada por nuestro cuerpo si es inyectada endovenosa mente.
Por lo tanto la hidrolisis de la sacarosa, rompe el enlace entre los monosacáridos, transformándolos en azúcar invertido, una mezcla de partes iguales de glucosa y fructosa.
Esta mezcla si puede ser administrada directamente en el torrente sanguíneo en vez de la glucosa llamada (dextrosa) solita.
LABORATORIO
REACCION BENEDICT
El análisis del nivel de glucosa en una muestra de orina es uno de los análisis mas comunes.
Normalmente, los riñones absorben la mayor parte de la glucosa sanguínea, y la orina contiene apenas 15 mg de glucosa por cada 100 mL de muestra.
Cuando la glucosa esta en exceso en la sangre, como en la diabetes mellitus, los riñones con consiguen retenerla.
La glucosa transborda en la orina, resultando en glucosuria, exceso de azúcar en orina
Esta condición pueden también resultar en condiciones que disminuyen la función renal.
CONCLUSION
La coloración indica la concentración de la glucosa presente
Verde indica trazas: (+)
Amarillo indica hasta 0,5%: (++)
Naranjado hasta 1,5%: (+++)
Rojo por encima de 1,5 %: (++++)
Si la orina tiene menos que 0,2g de glucosa cada 100 mL, no habrá cambios. 
POLISACARIDOS
Los polisacáridos realizan un amplia gama de funciones en los organismos vivos.
Varios de los mas importantes carbohidratos encontrados en la naturaleza son unidades repetidas de glucosa
Algunos, el almidón y el glucógeno (almidón animal), se emplean principalmente como azucares de reserva en las plantas y en los animales.
Otros, como la celulosa, la quitina y los polisacáridos de las paredes celulares bacterianas, son sustancias estructurales análogas a las proteínas estructurales. 
Lo mas sencillo es considerar estas moleculas en cuanto a sus categorías funcionales. 
Ej. Hervir papa 
Glúcidos - Polisacáridos
CELULOSA - ESTRUCTURAL
PARED CELULAR VEGETAL
PAPEL (celulosa + peptina)
QUITINA - ESTRUCTURAL
PARED DE HONGOS
EXOESQUELETO DE ARTROPODOS
GLUCOGENO
RESERVA ANIMAL
HIGADO - MUSCULO
ALMIDON
RESERVA VEGETAL (RAIZ)
INSOLUBLES EN AGUA – ( CARBONO – APOLAR)
SUFREN HIDROLISIS
NO SON DULCES
Celulosa (fibra) mas abundante de la tierra, la digestión química no se logra solo mecánica, observe agua 
No se digiere la celulasa contiene una glucosa diferenciada B- glucosa, el ser humano no contiene las enzimas para esta digestión
Los rumiantes contiene microorganismos.
POLISACARIDOS
GLUCOGENO
El glucógeno esta en la mayoría de los tejidos, pero es encontrado primordialmente en el hígado, (7% del peso húmedo) y en el tejido muscular esquelético.
El glucógeno es utilizado solo cuando es solicitado como forma de energía.
Después que comemos parte del azúcar consumido es transformado en glucógeno (por la glucogénesis).
Mas tarde cuando el nivel de glucosa en la sangre baja, el glucógeno es vuelto a hidrolizarse ( por la gluconeogénesis) para ser utilizado por el organismo.
POLISACARIDOS
CELULOSA
La celulosa es la sustancia orgánica mas abundante de la naturaleza.
Ella contiene mas de 50% de todos los átomos de carbono orgánico
La celulosa esta presente en las paredes celulares de protección de plantas como su principal componente estructural.
Esta estructura convierte a la celulosa en fibrosa, resistente e insoluble en agua.
En contraste los polímeros de unidades de almidón y glucógeno pueden enlazarse para formar densos gránulos, útiles para almacenamiento pero no para soporte
POLISACARIDO - CELULOSA
La celulosa no puede ser digerida en el cuerpo humano. Solamente las termitas, la vaca e algunos animales pueden digerir materiales a base de celulosa para alimento por ellos contienen microorganismos que secretan la enzima necesaria.
Desde que no se digiere la celulosa, forma parte del material indigerible de tu dieta.
Su presencia ayuda a estimular el movimiento del alimento ( peristáltica) en el tracto intestinal y favorece la formación de las heces
POLISACARIDOS
Dos polisacáridos encontrados en las algas son utilizados en la odontología como material de moldeado para placas parciales, ALGINATO, es el mas utilizado.
REACCIONES DE CARBOHIDRATOS
Los carbohidratos sufren varios tipos de reacciones químicas, dependiendo de cual grupo funcional esta envuelto
Los azucares como la glucosa pueden ser oxidados y de esta manera convertirse en azúcar reductor, una vez que ellos reducen las sustancias mientras son oxidados.
La fermentación es la descomposición de un carbohidrato por enzimas de organismos vivos.
Si levadura es adicionada a ciertos azucares, etanol (alcohol etílico) y dióxido de carbono son generados
REACCIONES DE LOS CARBOHIDRATOS
Los antibióticos también pueden ser producidos por fermentación.
SUSTANCIAS DE LOS GRUPOS SANGUINEOS
Un grupo importante de oligosacáridos, es el de los antígenos de los grupos sanguíneos.
Son estos OLIGOSACÁRIDOS los que determinan los tipos de grupos sanguíneos en el ser humano.Su presencia en una muestra de sangre se detecta mediante la tipificación sanguínea, es decir, determinando si los anticuerpos contra un determinado antígeno hacen que los hematíes de esa muestra de sangre se aglutinen.
El ser humano es capaz de producir anticuerpos contra los oligosacáridos A Y B, pero los del tipo O no son antigénicos.
SUSTANCIAS DE LOS GRUPOS SANGUINEOS
Normalmente , una persona no produce, anticuerpo contra sus propios antígenos, pero si los elabora contra el otro tipo de antigénico.
Así pues, un individuo con sangre de tipo A es portador de anticuerpos dirigidos contra el polisacárido B, Si les transfunde sangre de un donante del tipo B, estos anticuerpos provocaran una agregación y precipitación de las células sanguíneas recibidas y viceversa.
Las personas del tipo O tienen normalmente anticuerpos del tipo A y B, por lo tanto no pueden recibir sangre de ninguno de estos dos tipos.
Las personas con el tipo AB, puesto que son portadores, de por si de los antígenos A y B, NO TIENEN ANTICUERPO CONTRA NINGUNO DE ELLOS.
Bibliografia
Capitulo 14 – Harper
Capitulo 13 – Morrison 
Cuadro 13 – 4
Cuadro 13 – 5 
Cuadro 13 – 6