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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación y Deporte
Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”
Área: Ciencias de la Salud
Morfofisiología
CARBOHIDRATOS
Integrantes:
Campos Oriana. C.I.: 25.359.791
Durán José. C.I.: 25.316.151
Molina Euclides. C.I.: 24.775.430
Salas María Alejandra. C.I.: 25.602.542
Sulbarán Alexander. C.I.: 24.808.242
Zabala Fabiola. C.I.: 25.486.402
Profesora:
Dra. Dorys Atacho.
Sección: 13.
Medicina Adi.
Santa Ana de Coro, Mayo de 2014.
INTRODUCCIÓN
Los carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas
orgánicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno (aunque a
veces tiene N, S o P), esencial para la vida, tanto para subsistir, como para
nutrirnos, así como los diferentes tipos de moléculas que contiene. Están
presentes fundamentalmente en los vegetales (frutas y hortalizas). En este grupo
de alimentos, los carbohidratos son el grupo mayoritario después del agua. El
nombre de glúcido deriva de la palabra "glucosa" que proviene del vocablo griego
glykys que significa dulce, aunque solamente lo son algunos monosacáridos y
disacáridos. Su fórmula general suele ser (CH2O)n, donde oxígeno e hidrógeno
se encuentran en la misma proporción que en el agua, de ahí su nombre clásico
de hidratos de carbono, aunque su composición y propiedades no corresponde en
absoluto con esta definición.
Los carbohidratos pueden ser diferentes en cuanto a su peso molecular, los
hay simples y complejos. Los azúcares simples más importantes son la glucosa, la
fructosa o la sacarosa. La importancia que tienen es por el sabor dulce que
confiere a los alimentos lo que les hace mucho más atractivos.
El metabolismo es una actividad altamente integrada y pletórica de
propósitos, en la que participan muchos conjuntos de sistemas multienzimáticos.
Aunque el metabolismo intermediario comprende centenares de reacciones
diferentes, catalizadas enzimáticamente, las rutas metabólicas centrales muestran
un plan de organización sencillo, y son fáciles de comprender; además son
idénticas en la mayor parte de las formas de vida.
La degradación enzimática de cada uno de los principales elementos
nutritivos de las células a saber, los hidratos de carbono, lo lípidos y las proteínas,
tienen lugar de modo escalonado, a través de cierto número de reacciones
enzimáticas consecutivas. Las enzimas que catalizan estas etapas y los diversos
intermediarios químicos que se forman en la ruta hasta los productos finales están,
en su mayor parte, bien comprendidas.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
1. Glúcidos.
2. Funciones de los glúcidos.
- Energética.
- Estructural.
3. Propiedades de los glúcidos.
4. Monosacáridos.
- Características.
- Clasificación.
• Triosas.
• Pentosas.
• Hexosas.
5. Disacáridos.
- Características.
- Clasificación.
• Sacarosa.
• Lactosa.
• Maltosa.
• Celobiosa.
• Isomaltosa.
6. Oligosacáridos.
7. Polisacáridos.
- Características.
- Clasificación.
• Polisacáridos estructurales.
• Polisacáridos de reserva.
8. Glucoproteínas.
9. Metabolismo de los glúcidos.
10. Nutrición.
11. Aplicaciones.
12. Importancia médica.
CONCLUSIÓN
BIBLIOGRAFÍA
CARBOHIDRATOS
1. Glúcidos.
Son biomoléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno,
cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y
estructural. El término “hidratos de carbono” o “carbohidratos” es poco apropiado,
ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados
a moléculas de agua, sino que constan de moléculas de carbono unidas a grupos
funcionales. Son átomos de carbono unidos a grupos alcohólicos (-OH), llamados
también radicales hidroxilo, y a radicales hidrógeno (-H). En todos los glúcidos
siempre hay un grupo carbonilo, es decir, un carbono unido a un oxígeno mediante
un doble enlace.
Los glúcidos tienen enlaces químicos difíciles de romper, llamado covalentes.
Los mismos poseen una gran cantidad de energía que es liberada al romperse
estos enlaces. Una parte de la energía es aprovechada por el consumidor, y la
otra es almacenada en el organismo.
Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción,
oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica,
como puede ser de solubilidad.
La glucosa es el carbohidrato más importante ya que es el combustible
metabólico y precursor para la síntesis de otros carbohidratos.
2. Funciones de los glúcidos.
Los glúcidos cumplen un papel muy importante en nuestro organismo, que
incluyen las funciones relacionadas con el tema energético, el ahorro de las
proteínas, la regulación del metabolismo de las grasas y el tema estructural.
- Energética: Los carbohidratos aportan 4 kilocalorías (KCal) por gramo de
peso neto, sin agua. Una vez repuestas y cubiertas todas las necesidades de
energía del cuerpo, una pequeña parte se almacena en el hígado y los músculos
en forma de glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso de la persona), el
resto se transforma en tejido adiposo y se almacena en el organismo como
grasas. Los monosacaridos y disacáridos, como la glucosa, actúan como
combustibles biológicos, aportando energía inmediata a las células; es la
responsable de mantener la actividad de los músculos, la temperatura corporal, la
presión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad de las
neuronas. Los glúcidos aparte de tener la función de aportar energía inmediata a
las células, también proporcionan energía de reserva a las células.
- Estructural: Algunos polisacáridos forman estructuras esqueléticas muy
resistentes, como la celulosa de las paredes de células vegetales y la quitina de la
cutícula de los artrópodos.
3. Propiedades de los glúcidos.
- Propiedades físicas: Son sólidos cristalinos, de color blanco, hidrosolubles y
de sabor dulce. Su solubilidad se debe a que tanto los radicales hidroxilos (-OH)
como los radicales hidrógeno (-H) presentan una elevada polaridad eléctrica y
establecen, por ello, fuerzas de atracción eléctrica con las moléculas de agua, que
también son polares, dispersándose así las moléculas del glúcido.
- Propiedades químicas: El grupo carbonilo reduce fácilmente los compuestos de
cobre (licor Fehling) y de plata oxidándose y pasando a grupo ácido. Esta
propiedad es característica de estas sustancias y permite reconocer su presencia,
pues la reducción de las sales cúpricas del licor de Fehling a cuprosas hace virar
el reactivo del azul al rojo ladrillo.
4. Monosacáridos.
Son los carbohidratos más simples, que no pueden ser hidrolizados, es decir,
que no se descomponen en otros compuestos más simples. Ellos son aldehídos o
cetonas con dos o más grupos hidroxilo. La fórmula química general de un
monosacárido no modificado es (CH2O) n, literalmente, un "hidrato de carbono."
Los monosacáridos son importantes moléculas de combustible, así como bloques
de construcción para los ácidos nucleicos.
Todos los monosacáridos son azúcares reductores, ya que al menos tienen un
-OH hemiacetálico libre, por lo que dan positivo a la reacción con reactivo de
Fehling, a la reacción con reactivo de Tollens, a la Reacción de Maillard y la
Reacción de Benedict.
Otras formas de decir que son reductores es decir que presentan equilibrio con
la forma abierta, presentan mutarotación (cambio espontáneo entre las dos formas
cicladas α (alfa) y β (beta)), o decir que forma osazonas.
- Características:
También se les denomina osas. Son los glúcidos más sencillos que existen, no
se pueden hidrolizar en otros más simples.
Son sólidos, de color blanco, solubles en agua, de sabor dulce y cristalizables.
Responden estrictamente a la definición química de polialcoholes con un grupo
aldehído o cetónico, es decir son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. En
todos los carbonos menos en uno llevan un grupo alcohólico (hidroxilo OH) y en el
que no lo tiene llevan un grupo carbonilo: aldehído o cetónico.
Todos los monosacáridos debido a la presencia del grupo carbonílico (aldehído
o cetónico) tienen poder reductor frente a determinadas sustancias, como el licor
de Fehling al cual reducen y como consecuencia toma color rojo, esto sirve para
reconocer su presencia.
La formula general empírica es CnH2nOn donde n es el número de átomos de
carbono, puede variar entre 3-9, aunque lo más frecuente es que varíe de tres a
seis.
Los monosacáridos se dividen en dos grupos según cual sea la función
carbonila: si es aldehídica se llaman aldosas, si es cetónica se denominan
cetosas. Dentro de cada uno de estos grupos atendiendo al número de carbonos,
a su vez se diferencian varios subgrupos. Se nombran anteponiendo a la
terminación osa un prefijo que nos indica la función carbonila, aldo si es aldehídica
y ceto si es cetónica y a continuación otro que nos indica el número de carbonos.
Ej. Aldo-tri-osa.
- Clasificación.
Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a dos características diferentes: la
colocación de su grupo carbonilo y el número de átomos de carbono que contiene.
Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido es una aldosa, y si el grupo
carbonilo es una cetona, el monosacárido es una cetosa. Monosacáridos, con tres
átomos de carbono se denominan triosas, aquellos con cuatro son llamados
tetrosas, cinco son llamados pentosas, seis son hexosas, y así sucesivamente.
Estos dos sistemas de clasificación se combinan a menudo. Por ejemplo, la
glucosa es una aldohexosa (un aldehído de seis carbonos), la ribosa es un
aldopentosa (un aldehído de cinco carbonos) y la fructosa es una cetohexosa (una
cetona de seis carbonos).
Cada átomo de carbono que lleva un grupo hidroxilo (-OH), con la excepción de
los átomos de carbono y apellido, son asimétricos, haciéndolos estereocentros con
dos posibles configuraciones cada uno (R o S). Debido a esta asimetría, una serie
de isómeros puede existir para cualquier fórmula de monosacárido dado. El
aldohexosa D-glucosa, por ejemplo, tiene la fórmula (C · H 2 O) 6, de los cuales
todos menos dos de sus seis átomos de carbono son estereogénicos, lo que hace
D-glucosa en uno de los 2 4 = 16 estereoisómeros posibles. En el caso del
gliceraldehído, una aldotriosa, hay un par de estereoisómeros posibles, las cuales
son enantiómeros y epímeros. 1,3-dihidroxiacetona, la cetosa correspondiente a la
gliceraldehído aldosa reductasa, es una molécula simétrica sin estereocentros). La
asignación de D o L se realiza de acuerdo a la orientación del carbono asimétrico
más alejados del grupo carbonilo: en un estándar de proyección de Fischer, si el
grupo hidroxilo está a la derecha de la molécula es un azúcar D, de lo contrario, es
un azúcar L. La "D" y "L-" prefijos no se debe confundir con "d-" o "L", que indican
la dirección que el azúcar girar la luz polarizada plana. Este uso de la "d" y "l-" ya
no es seguido en la química de los carbohidratos.
Los grupos monosacáridos son:
− Triosas: La formula molecular es C3H6O3. No suelen encontrarse libres en
grandes cantidades en la naturaleza. Son importantes intermediarios en el
metabolismo celular. Entre ellas destacan:
D-gliceraldehido, que es una aldotriosa.
Dihidroxiacetona, que es una cetotriosa.
− Pentosas: Formula molecular C5 H10 O5. Entre ellas cabe destacar:
D-ribosa: Es una aldosa, se presenta en forma furanósica. Se encuentra
formando parte del ARN, ATP, NAD.
D-2-desoxirribosa. Es un derivado de monosacárido se forma al sustituir en la
ribosa el OH del C-2 por un hidrógeno. Es importante porque forma el ADN.
D-ribulosa: Es una cetosa. Interviene en el ciclo de Calvin de la fotosíntesis
fijando el CO2 atmosférico.
− Hexosas: Tienen de formula molecular C6H12O6. Entre ellas destacan:
D-glucosa: Es una aldosa, se presenta en forma piranósica. Se puede encontrar
libre en muchas frutas especialmente las uvas a las que da sabor dulce. También
se encuentra en la sangre de los animales, en el hombre en una concentración de
1 gr/l. Forma parte de otros glúcidos más complejos (almidón, glucógeno, maltosa
etc.) por lo que se puede obtener por hidrólisis de los mismos. Es el principal
combustible que utilizan las células para obtener energía, y en el caso de las
neuronas el único.
D-galactosa: Es una aldosa, se presenta en forma piranósica. Es un
componente de la lactosa, también se encuentra formando parte de polisacáridos
(pectina) y de glucolípidos (cerebrósidos).
D-fructosa: Es una cetosa, se presenta en forma furanósica. Se encuentra libre
en muchas frutas. Forma parte de la sacarosa.
5. Disacáridos.
Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y,
por tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos
monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace
glucosídico, tras una reacción de deshidratación que implica la pérdida de un
átomo de hidrógeno de un monosacárido y un grupo hidroxilo del otro
monosacárido, con la consecuente formación de una molécula de H2O, de manera
que la fórmula de los disacáridos no modificados es C12H22O11.
- Características.
El enlace que se establece entre las dos unidades de monosacáridos recibe el
nombre de enlace glucosídico (más correctamente O-glucosídico), y consiste en la
unión de dos grupos –OH (hidroxilo) con pérdida de una molécula de agua. Este
enlace se forma entre un carbono del primer monosacárido y cualquier otro del
segundo. Esta, como todas las reacciones que se dan en las células no es
espontánea sino está catalizada por enzimas. La reacción es reversible, pero en la
naturaleza requiere también la presencia de enzimas hidrolíticas específicas para
cada disacárido (maltosa, sacarosa, etc.).
- Clasificación.
Hay dos tipos diferentes de disacáridos: reducción de disacáridos, en la que
un monosacárido, el azúcar reductor, todavía tiene una unidad de hemiacetal libre,
y los disacáridos no reductores, en la que los componentes de la unión a través de
un enlace acetal entre sus centros anoméricos y ni monosacárido tiene una unidad
hemiacetal libre. La celobiosa y maltosa son ejemplos de la reducción de
disacáridos. La sacarosa y la trehalosa son ejemplos de disacáridos no
reductores.
Algunos disacáridos comunes son:
• La sacarosa o azúcar de caña y remolacha. Está formada por alfa-glucosa y
beta-fructosa, con enlace 1-2- No posee carácter reductor. Es el azúcar que se
obtiene industrialmente y se comercializa en el mercado como edulcorante
habitual. Además, se halla muy bien representada en la naturaleza en frutos,
semillas, néctar, etc. El enlace que une los dos monosacáridos es de tipo O-
glucosídico. Además, dicho enlace es dicarbonílico ya que son los dos carbonos
reductores de ambos monosacáridos los que forman el enlace alfa (1-2) de alfa-D-
glucosa y beta-D-fructosa. La enzima encargada de hidrolizar este enlace es la
sacarosa, también conocida como invertasa, ya que la sacarosa hidrolizada es
llamada también azúcar invertido. La sacarosa tiene como función principal en el
organismo humano ayudar en la generación de energía.
• La lactosa o azúcar de la leche. Está formada por galactosa y glucosa,
unidas con enlace glucosídico beta 1-4. También tiene carácter reductor. Se
encuentra libre en la leche de los mamíferos. Gran parte de la población mundial
presenta la llamada “intolerancia a la lactosa”, que es una enfermedad
caracterizada por la afectación más o menos grave de la mucosa intestinal que es
incapaz de digerir la lactosa. Cursa con dolor abdominal y diarrea como principal
síntoma. Es más frecuente en adultos y orientales. El metabolismo de la lactosa
ha sido ampliamente estudiado en las bacterias lácticas dadas la relevancia
económica de los productos como queso y yogur que se producen por
fermentación de la lactosa presente en la leche.
• La maltosa o azúcar de malta. Está formada por dos unidades de alfa
glucosa, con enlace glucosídico de tipo alfa 1-4. La molécula tiene características
reductoras. Se encuentra libre de forma natural en la malta, de donde recibe el
nombre y forma parte de varios polisacáridos de reserva (almidón y glucógeno), de
los que se obtiene por hidrólisis. La malta se extrae de los granos de cereal, ricos
en almidón, germinados. Se usa para fabricar cerveza, whiskey y otras bebidas.
• La celobiosa: Es un azúcar doble (disacárido) formado por dos glucosas
unidas por los grupos hidroxilo del carbono 1 en posición beta de una glucosa y
del carbono 4 de la otra glucosa. Por ello este compuesto también se llama beta-
D-glucopiranosil(1-4) beta-D-glucopiranosa. Al producirse dicha unión se
desprende una molécula de agua y ambas glucosas quedan unidas mediante un
oxígeno monocarbonílico que actúa como puente. La celobiosa aparece en la
hidrólisis de la celulosa. Su fórmula es C12H22O11. Se caracteriza por ser
reductor.
• La isomaltosa. Consta de dos unidades de alfa-glucosa con enlace 1-6.
Está presente en los polisacáridos “almidón” y “glucógeno” y no se halla libre. La
isomaltosa es un azúcar doble (disacárido) formado por dos glucosas unidas por
los grupos hidroxilo del carbono 1 en posición alfa de una glucosa y del carbono 6
de la otra glucosa. Por ello este compuesto también se llama alfa-D-
glucopiranosil(1-6)alfa-D- glucopiranosa. Al producirse dicha unión se desprende
una molécula de agua y ambas glucosas quedan unidas mediante un oxígeno
monocarbonílico que actúa como puente. La isomaltosa aparece en los granos de
cebadagerminada. Se puede obtener mediante la hidrólisis del almidóny
glucógeno. Su fórmula es C12H22O11.
6. Oligosacáridos.
Los oligosacáridos están compuestos por tres a nueve moléculas de
monosacáridos2 que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición de cuan
largo debe ser un glúcido para ser considerado oligo o polisacárido varía según los
autores. Según el número de monosacáridos de la cadena se tienen los
disacáridos (como la lactosa), tetrasacárido (estaquiosa), pentasacáridos, etc.
Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando
las glucoproteínas, como una forma común de modificación tras la síntesis
proteica. Estas modificaciones post traduccionales incluyen los oligosacáridos de
Lewis, responsables por las incompatibilidades de los grupos sanguíneos, el
epítope alfa-Gal responsable del rechazo hiperagudo en xenotrasplante y O-
GlcNAc modificaciones.
7. Polisacáridos.
Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad
de monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones
diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales.
Los polisacáridos son polímeros cuyos constituyentes (sus monómeros) son
monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces
glucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado,
que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos que participen
en su estructura. Este número es casi siempre indeterminado, variable dentro de
unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolímeros informativos, como
el ADN o los polipéptidos de las proteínas, que tienen en su cadena un número fijo
de piezas, además de una secuencia específica.
Los polisacáridos pueden descomponerse, por hidrólisis de los enlaces
glucosídicos entre residuos, en polisacáridos más pequeños, así como en
disacáridos o monosacáridos. Su digestión dentro de las células, o en las
cavidades digestivas, consiste en una hidrólisis catalizada por enzimas digestivas
(hidrolasas) llamadas genéricamente glucosidasas, que son específicas para
determinados polisacáridos y, sobre todo, para determinados tipos de enlace
glucosídico. Así, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan el almidón, cuyos enlaces
son del tipo llamado α(1→4), no pueden descomponer la celulosa, cuyos enlaces
son de tipo β(1→4), aunque en los dos casos el monosacárido sea el mismo. Las
glucosidasas que digieren los polisacáridos, que pueden llamarse polisacarasas,
rompen en general uno de cada dos enlaces, liberando así disacáridos y dejando
que otras enzimas completen luego el trabajo.
En la formación de cada enlace glucosídico «sobra» una molécula de agua, ya
que estos se forman por reacciones de condensación a partir de la unión de
monosacáridos por enlaces del tipo covalente. Asimismo, en su ruptura por
hidrólisis se agrega una molécula de agua para dividirlo en múltiples
monosacáridos, 2 por lo que en una cadena hecha de n monosacáridos, habrá n-1
enlaces glucosídicos.
- Características:
Peso molecular elevado.
No tienen sabor dulce.
Pueden ser insolubles o formar dispersiones coloidales.
No poseen poder reductor.
Sus funciones biológicas son estructurales (enlace BETA.gif (851 bytes)-
Glucosídico) o de reserva energética (enlace ALPHA.gif (842 bytes)-Glucosídico).
Puede ser:
a) Homopolisacáridos: Formados por monosacáridos de un solo tipo.
- Unidos por enlace ALPHA.gif (842 bytes) tenemos el almidón y el
glucógeno.
- Unidos por enlace BETA.gif (851 bytes) tenemos la celulosa y la
quitina.
b) Heteropolisacárido: El polímero lo forman más de un tipo de monosacárido.
- Unidos por enlace ALPHA.gif (842 bytes) tenemos la pectina, la goma
arábiga y el agar-agar
− Clasificación.
• Polisacáridos de reserva:
Almidón: El almidón está formado por una cadena a-glucosídica, que es un
polímero de glucosas unidas a través de enlaces 1-> 4, con enlaces 1-> 6 en los
puntos de ramificación. Constituye la fuente más importante de carbohidratos de
los alimentos y se encuentra en cereales, patatas, legumbres y otros vegetales.
Los dos constituyentes principales del almidón son la amilosa y la amilopectina. La
amilosa constituye de un 15 a un 20% del almidón y tiene estructura helicoidal no
ramificada. La amilopectina constituye un 80-85% del almidón y consiste en
cadenas muy ramificadas, de 24 o 30 residuos de glucosa unidos por enlaces 1->4
en las cadenas y por enlaces 1->6 en los puntos de ramificación.
Glucógeno: El glucógeno es el polisacárido que se almacena en el organismo
animal, a veces se designa como almidón animal. El glucógeno posee una
estructura mucho más ramificada que la de la amilopectina, con cadenas de 11 a
18 residuos de α-glucopiranosa unidos por enlaces glucosídicos α [1-> 4] y
ramificaciones unidas a las cadenas por medio de enlaces glucosídicos α [1-> 6].
• Polisacáridos Estructurales:
Celulosa: La celulosa es un constituyente importante del armazón de los
vegetales. Consiste en unidades de β-D-glucopiranosa unidas por enlaces β [1->4]
formando cadenas rectas y largas, reforzadas por enlaces cruzados de puentes de
hidrógeno. La celulosa no puede ser digerida por muchos mamíferos, incluyendo
el hombre (debido a la carencia de una hidrolasa que ataque el enlace β [1->4]).
En el intestino de los rumiantes y otros herbívoros existen microorganismos
capaces de hidrolizar estos enlaces β, haciendo disponible la celulosa como
fuente calórica importante para tales animales.
Quitina: La quitina es un tipo de polisacárido de gran importancia estructural en
los invertebrados. Se puede encontrar en los exoesqueletos de crustáceos e
insectos. Las unidades básicas son N-acetil-D-glucosaminas unidas por enlacesβ
[1->4] glucosídicos.
8. Glucoproteínas.
Son moléculas compuestas por una proteína unida a uno o varios glúcidos,
simples o compuestos. Destacan entre otras funciones la estructural y el
reconocimiento celular cuando están presentes en la superficie de las membranas
plasmáticas (glucocálix). Las glucoproteínas existen en muchas condiciones
diferentes en los líquidos corporales y en los tejidos, incluso en las membranas
celulares. Son proteínas que contienen carbohidratos en diversas proporciones,
adheridos a ellas en forma de cadenas cortas o largas (más de 15 unidades),
ramificadas o no. Dichas cadenas se denominan cadenas oligosacáridas.
El término glicoproteína se usa en general para referirse a una molécula de
dimensiones específicas, integrada normalmente por uno o más oligosacáridos
unidos de modo covalente a cadenas laterales específicas de polipéptidos. Suelen
tener un mayor porcentaje de proteínas que de glúcidos. Los términos
proteoglicano y peptidoglicano designan agregados masivos formados por
glúcidos y proteínas o séptimos péptidos, para los cuales la palabra molécula no
tiene significado preciso. Las partículas de proteoglicanos tienen un mayor
porcentaje de glúcidos que de proteínas.
Los grupos sanguíneos dependen del tipo de glicoproteína que contienen la
membrana de los eritrocitos; el grupo A tiene como oligosacárido una cadena de
N-acetilgalactosamina, mientras que el grupo B tiene una cadena de galactosa, y
por tanto, el grupo AB presenta los dos tipos de glicoproteínas y el grupo 0 carece
de ambos. Para determinar el grupo sanguíneo se usan antisueros, que contienen
anticuerpos que reconocen determinado tipo de glicoproteína (el antisuero A
reconoce la glicoproteína A). El conocimiento del grupo sanguíneo es importante
para hacer transfusiones y evitar la formación de coágulos que provocan infartos y
trombosis cerebrales mortales.
9. Metabolismo.
Los glúcidos representan las principales moléculas almacenadas como reserva
en los vegetales. Los vegetales almacenan grandes cantidades de almidón
producido a partir de la glucosa elaborada porfotosíntesis, y en mucha menor
proporción, lípidos (aceites vegetales).
Los animales almacenan básicamente triglicéridos (lípidos). Al contrario que los
glúcidos, los lípidos sirven para almacenar y obtener energía a más largo plazo.
También almacenan cierta cantidad de glucógeno, sobre todo en el músculo y en
el hígado. Aunque muchos tejidos y órganos animales pueden usar indistintamente
los glúcidos y los lípidos como fuente de energía, otros, principalmente los
eritrocitos y eltejido nervioso (cerebro), no pueden catabolizar los lípidos y deben
ser continuamente abastecidos con glucosa.
En el tubo digestivo los polisacáridos de la dieta (básicamente almidón) son
hidrolizados por las glucosidasas de los jugos digestivos, rindiendo
monosacáridos, que son los productos digestivos finales; éstos son absorbidos por
las células del epitelio intestinal e ingresan en el hígado a través de la circulación
portal, donde, alrededor del 60%, son metabolizados. En el hígado, la glucosa
también se puede transformar en lípidos que se transportan posteriormente al
tejido adiposo.
El músculo es un tejido en el que la fermentación representa una ruta
metabólica muy importante ya que las células musculares pueden vivir durante
largos períodos de tiempo en ambientes con baja concentración deoxígeno.
Cuando estas células están trabajando activamente, su requerimiento de energía
excede su capacidad de continuar con el metabolismo oxidativo de los hidratos de
carbono puesto que la velocidad de esta oxidación está limitada por la velocidad a
la que el oxígeno puede ser renovado en la sangre. El músculo, al contrario que
otros tejidos, produce grandes cantidades de lactato que se vierte en la sangre y
retorna al hígado para ser transformado en glucosa, proceso metabólico conocido
como ciclo de Cori.
Las principales rutas metabólicas de los glúcidos son:
− Glicólisis. Oxidación de la glucosa a piruvato.
− Fermentación. La glucosa se oxida a lactato (fermentación láctica), o etanol
y CO2 (fermentación alcohólica).
− Gluconeogénesis. Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos.
− Glucogenogénesis. Síntesis de glucógeno.
− Ciclo de las pentosas. Síntesis de pentosas para los nucleótidos.
En el metabolismo oxidativo encontramos rutas comunes con los lípidos como
son el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. Los oligo y polisacáridos son
degradados inicialmente a monosacáridos por enzimas llamadas glicósido
hidrolasas. Entonces los monosacáridos pueden entrar en las rutas catabólicas de
la glucosa.
La principal hormona que controla el metabolismo de los glúcidos es la insulina.
10.Nutrición.
La concentración de glúcidos en una persona, varían desde los 8,3 a 14,5 g por
cada kilogramo de peso corporal. Se propone que el 55-60% de la energía diaria
que necesita el organismo humano debe provenir de los glúcidos, ya sea obtenido
de alimentos ricos en almidón como las pastas o de las reservas del cuerpo
(glucógeno). No es recomendable el consumo abusivo de glúcidos tipo azúcar por
su actividad altamente oxidante: las dietas con muchas calorías o con mucha
glucosa aceleran el envejecimiento celular. Se sobre entiende que pueden ser
necesarias dietas hipercalóricas en climas gélidos o en momentos de gran
desgaste energético muscular. Nótese que el sedentarismo o la falta de los
suficientes movimientos cotidianos del cuerpo humano provocan una mala
metabolización de las grasas y de los glúcidos.
Los glúcidos, por su fuerte carácter hidrofílico se rodean de partículas de agua
ocupando más espacio en las células y son atacados más fácilmente por las
peores enzimas hidrolíticas que las proteínas o las grasas y por eso son una
fuente de obtención rápida de energía. Las proteínas y grasas son componentes
vitales para la construcción de tejido corporal y células, y por lo tanto debería ser
recomendado no malgastar tales recursos usándolos para la producción de
energía.
Los glúcidos no son nutrientes esenciales, ya que el cuerpo puede tener toda su
energía a partir de la síntesis de proteínas y grasas. El cerebro no puede quemar
grasas y necesita glucosa para obtener energía del organismo, y así puede
sintetizar esta glucosa a partir de proteínas. La metabolización de las proteínas
aporta 4 kcal por gramo, mientras que las grasas contienen 9kcal y el alcohol 7
kcal por gramo.
Alimentos con altos contenidos en glúcidos son pastas, patatas, fibra, cereales
y legumbres. Los glúcidos ayudan a la desmaterialización de azúcares en la
sangre, y gracias a ellos conseguimos que no baje el porcentaje medio de insulina
en la sangre. Basado en la evidencia del riesgo a la cardiopatía y obesidad,
elInstituto de Medicina (Estados Unidos) recomienda que los adultos
estadounidenses y canadienses obtengan el 40 al 65% de energía de la dieta a
partir de los glúcidos.3 La FAO (Food and Agriculture Organization) y laWHO
(World Health Organization) recomiendan que las guías de alimentación nacional
establezcan la meta de 55 a 75% del total de la energía a partir de glúcidos, pero
sólo 10% de alimentos a partir de azúcar libre (glúcidos simples).
La distinción entre "glúcidos buenos" y "glúcidos malos" es una distinción
carente de base científica. Aunque estos conceptos se han utilizado en el diseño
de las dietas cetogénicas como las dietas bajas en glúcidos, las cuales promueven
una reducción en el consumo de granos y almidones en favor de proteínas. El
resultado es una reducción en los niveles de insulina usada para metabolizar el
azúcar y un incremento en el uso de grasas para energía a través de la cetosis, un
proceso también conocido como hambre de conejo.
11. Aplicación de los Glúcidos.
Los carbohidratos se utilizan para fabricar tejidos, películas fotográficas,
plásticos y otros productos. Lacelulosa se puede convertir en rayón de viscosa y
productos de papel. El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en películas de
cine, cemento, pólvora de algodón, celuloide y tipos similares de plásticos. El
almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos
para el hombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos
demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente
espesante en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano; también en la
preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La hemicelulosa
se emplea para modificar el papel durante su fabricación. Los dextranos son
polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma
sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el
sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre.
12.Importancia Médica.
En nuestra dieta diaria los carbohidratos son fundamentales. Cuando nuestro
cuerpo necesita de energía para seguir con su normal funcionamiento, son los
carbohidratos los alimentos que otorgan este elemento tan importante a nuestro
organismo. Es fundamental que a lo largo del día consumamos entre un 25 y un
30% de ácidos grasos, entre un 10 y 20% de proteínas, y todo el resto pertenezca
a la ingesta de carbohidratos.
Los carbohidratos están presentes en la leche, frutas, miel, jaleas, golosinas,
avena, maíz, legumbres, arroz, cereales y pastas, entre otros alimentos. Según
afirman diferentes expertos, lo ideal es que al día unos 300 gramos de hidratos de
carbono provengan de frutas y verduras, otros 50 a 100 gramos de los cereales y
sus derivados, y también la fibra debe estar presente con una presencia diaria de
30 gramos. Siguiendo esta fórmula, se previenen enfermedades como la
obesidad.
Una división simplificada de los carbohidratos es la que divide a esta vital fuente
de energía en dos alt tipos: Simples (Monosacáridos) y Complejos (Polisacáridos).
Éstos últimos están presentes en alimentos como panes, pastas, avena, cereales,
arroz, legumbres y maíz entre otros. Una de sus funciones más importantes es
que previenen el exceso de nivel de grasa en el cuerpo. Los hidratos de carbono
simples en tanto, si son consumidos con responsabilidad, representan un
importante aporte de glucosa, elemento vital para el buen funcionamiento del
cerebro.
Algunas de las funciones cumplidas por los carbohidratos son:
• Son una de las principales macronutrientes que aporta energía al cuerpo
(las otras son las grasas y proteínas).
• Previenen la excesiva acumulación de grasa en el cuerpo.
• Ayudan al mejoramiento del rendimiento físico, gracias al almidón y los
azúcares presentes en ellos.
• Gracias a sus fibras alimenticias, ayudan a que el intestino tenga un correcto
funcionamiento.
• Su amplia variedad es aconsejable para que una dieta cuente con un aporte
diario de nutrientes esenciales y fibras.
Si el 55% de nuestra dieta diaria está compuesta por carbohidratos nos
aseguramos contar con una amplia fuente de energía para el funcionamiento de
nuestro organismo. Esto toma aún más valor si se considera que la Organización
Mundial de la Salud considera que es necesario divulgar los beneficios otorgados
por los carbohidratos, principalmente el de ser un vital aporte al funcionamiento
intestinal, al desarrollo muscular y de actividad física, además de apoyar la función
cerebral.

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  • 1. República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación y Deporte Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda” Área: Ciencias de la Salud Morfofisiología CARBOHIDRATOS Integrantes: Campos Oriana. C.I.: 25.359.791 Durán José. C.I.: 25.316.151 Molina Euclides. C.I.: 24.775.430 Salas María Alejandra. C.I.: 25.602.542 Sulbarán Alexander. C.I.: 24.808.242 Zabala Fabiola. C.I.: 25.486.402 Profesora: Dra. Dorys Atacho. Sección: 13. Medicina Adi. Santa Ana de Coro, Mayo de 2014.
  • 2. INTRODUCCIÓN Los carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son biomoléculas orgánicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno (aunque a veces tiene N, S o P), esencial para la vida, tanto para subsistir, como para nutrirnos, así como los diferentes tipos de moléculas que contiene. Están presentes fundamentalmente en los vegetales (frutas y hortalizas). En este grupo de alimentos, los carbohidratos son el grupo mayoritario después del agua. El nombre de glúcido deriva de la palabra "glucosa" que proviene del vocablo griego glykys que significa dulce, aunque solamente lo son algunos monosacáridos y disacáridos. Su fórmula general suele ser (CH2O)n, donde oxígeno e hidrógeno se encuentran en la misma proporción que en el agua, de ahí su nombre clásico de hidratos de carbono, aunque su composición y propiedades no corresponde en absoluto con esta definición. Los carbohidratos pueden ser diferentes en cuanto a su peso molecular, los hay simples y complejos. Los azúcares simples más importantes son la glucosa, la fructosa o la sacarosa. La importancia que tienen es por el sabor dulce que confiere a los alimentos lo que les hace mucho más atractivos. El metabolismo es una actividad altamente integrada y pletórica de propósitos, en la que participan muchos conjuntos de sistemas multienzimáticos. Aunque el metabolismo intermediario comprende centenares de reacciones diferentes, catalizadas enzimáticamente, las rutas metabólicas centrales muestran un plan de organización sencillo, y son fáciles de comprender; además son idénticas en la mayor parte de las formas de vida. La degradación enzimática de cada uno de los principales elementos nutritivos de las células a saber, los hidratos de carbono, lo lípidos y las proteínas, tienen lugar de modo escalonado, a través de cierto número de reacciones enzimáticas consecutivas. Las enzimas que catalizan estas etapas y los diversos intermediarios químicos que se forman en la ruta hasta los productos finales están, en su mayor parte, bien comprendidas.
  • 3. ÍNDICE INTRODUCCIÓN 1. Glúcidos. 2. Funciones de los glúcidos. - Energética. - Estructural. 3. Propiedades de los glúcidos. 4. Monosacáridos. - Características. - Clasificación. • Triosas. • Pentosas. • Hexosas. 5. Disacáridos. - Características. - Clasificación. • Sacarosa. • Lactosa. • Maltosa. • Celobiosa. • Isomaltosa. 6. Oligosacáridos. 7. Polisacáridos. - Características. - Clasificación. • Polisacáridos estructurales. • Polisacáridos de reserva. 8. Glucoproteínas. 9. Metabolismo de los glúcidos.
  • 4. 10. Nutrición. 11. Aplicaciones. 12. Importancia médica. CONCLUSIÓN BIBLIOGRAFÍA
  • 5. CARBOHIDRATOS 1. Glúcidos. Son biomoléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y estructural. El término “hidratos de carbono” o “carbohidratos” es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de moléculas de carbono unidas a grupos funcionales. Son átomos de carbono unidos a grupos alcohólicos (-OH), llamados también radicales hidroxilo, y a radicales hidrógeno (-H). En todos los glúcidos siempre hay un grupo carbonilo, es decir, un carbono unido a un oxígeno mediante un doble enlace. Los glúcidos tienen enlaces químicos difíciles de romper, llamado covalentes. Los mismos poseen una gran cantidad de energía que es liberada al romperse estos enlaces. Una parte de la energía es aprovechada por el consumidor, y la otra es almacenada en el organismo. Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser de solubilidad. La glucosa es el carbohidrato más importante ya que es el combustible metabólico y precursor para la síntesis de otros carbohidratos. 2. Funciones de los glúcidos. Los glúcidos cumplen un papel muy importante en nuestro organismo, que incluyen las funciones relacionadas con el tema energético, el ahorro de las proteínas, la regulación del metabolismo de las grasas y el tema estructural. - Energética: Los carbohidratos aportan 4 kilocalorías (KCal) por gramo de peso neto, sin agua. Una vez repuestas y cubiertas todas las necesidades de energía del cuerpo, una pequeña parte se almacena en el hígado y los músculos en forma de glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso de la persona), el resto se transforma en tejido adiposo y se almacena en el organismo como grasas. Los monosacaridos y disacáridos, como la glucosa, actúan como
  • 6. combustibles biológicos, aportando energía inmediata a las células; es la responsable de mantener la actividad de los músculos, la temperatura corporal, la presión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad de las neuronas. Los glúcidos aparte de tener la función de aportar energía inmediata a las células, también proporcionan energía de reserva a las células. - Estructural: Algunos polisacáridos forman estructuras esqueléticas muy resistentes, como la celulosa de las paredes de células vegetales y la quitina de la cutícula de los artrópodos. 3. Propiedades de los glúcidos. - Propiedades físicas: Son sólidos cristalinos, de color blanco, hidrosolubles y de sabor dulce. Su solubilidad se debe a que tanto los radicales hidroxilos (-OH) como los radicales hidrógeno (-H) presentan una elevada polaridad eléctrica y establecen, por ello, fuerzas de atracción eléctrica con las moléculas de agua, que también son polares, dispersándose así las moléculas del glúcido. - Propiedades químicas: El grupo carbonilo reduce fácilmente los compuestos de cobre (licor Fehling) y de plata oxidándose y pasando a grupo ácido. Esta propiedad es característica de estas sustancias y permite reconocer su presencia, pues la reducción de las sales cúpricas del licor de Fehling a cuprosas hace virar el reactivo del azul al rojo ladrillo. 4. Monosacáridos. Son los carbohidratos más simples, que no pueden ser hidrolizados, es decir, que no se descomponen en otros compuestos más simples. Ellos son aldehídos o cetonas con dos o más grupos hidroxilo. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH2O) n, literalmente, un "hidrato de carbono." Los monosacáridos son importantes moléculas de combustible, así como bloques de construcción para los ácidos nucleicos. Todos los monosacáridos son azúcares reductores, ya que al menos tienen un -OH hemiacetálico libre, por lo que dan positivo a la reacción con reactivo de Fehling, a la reacción con reactivo de Tollens, a la Reacción de Maillard y la Reacción de Benedict.
  • 7. Otras formas de decir que son reductores es decir que presentan equilibrio con la forma abierta, presentan mutarotación (cambio espontáneo entre las dos formas cicladas α (alfa) y β (beta)), o decir que forma osazonas. - Características: También se les denomina osas. Son los glúcidos más sencillos que existen, no se pueden hidrolizar en otros más simples. Son sólidos, de color blanco, solubles en agua, de sabor dulce y cristalizables. Responden estrictamente a la definición química de polialcoholes con un grupo aldehído o cetónico, es decir son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. En todos los carbonos menos en uno llevan un grupo alcohólico (hidroxilo OH) y en el que no lo tiene llevan un grupo carbonilo: aldehído o cetónico. Todos los monosacáridos debido a la presencia del grupo carbonílico (aldehído o cetónico) tienen poder reductor frente a determinadas sustancias, como el licor de Fehling al cual reducen y como consecuencia toma color rojo, esto sirve para reconocer su presencia. La formula general empírica es CnH2nOn donde n es el número de átomos de carbono, puede variar entre 3-9, aunque lo más frecuente es que varíe de tres a seis. Los monosacáridos se dividen en dos grupos según cual sea la función carbonila: si es aldehídica se llaman aldosas, si es cetónica se denominan cetosas. Dentro de cada uno de estos grupos atendiendo al número de carbonos, a su vez se diferencian varios subgrupos. Se nombran anteponiendo a la terminación osa un prefijo que nos indica la función carbonila, aldo si es aldehídica y ceto si es cetónica y a continuación otro que nos indica el número de carbonos. Ej. Aldo-tri-osa. - Clasificación. Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a dos características diferentes: la colocación de su grupo carbonilo y el número de átomos de carbono que contiene. Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido es una aldosa, y si el grupo carbonilo es una cetona, el monosacárido es una cetosa. Monosacáridos, con tres
  • 8. átomos de carbono se denominan triosas, aquellos con cuatro son llamados tetrosas, cinco son llamados pentosas, seis son hexosas, y así sucesivamente. Estos dos sistemas de clasificación se combinan a menudo. Por ejemplo, la glucosa es una aldohexosa (un aldehído de seis carbonos), la ribosa es un aldopentosa (un aldehído de cinco carbonos) y la fructosa es una cetohexosa (una cetona de seis carbonos). Cada átomo de carbono que lleva un grupo hidroxilo (-OH), con la excepción de los átomos de carbono y apellido, son asimétricos, haciéndolos estereocentros con dos posibles configuraciones cada uno (R o S). Debido a esta asimetría, una serie de isómeros puede existir para cualquier fórmula de monosacárido dado. El aldohexosa D-glucosa, por ejemplo, tiene la fórmula (C · H 2 O) 6, de los cuales todos menos dos de sus seis átomos de carbono son estereogénicos, lo que hace D-glucosa en uno de los 2 4 = 16 estereoisómeros posibles. En el caso del gliceraldehído, una aldotriosa, hay un par de estereoisómeros posibles, las cuales son enantiómeros y epímeros. 1,3-dihidroxiacetona, la cetosa correspondiente a la gliceraldehído aldosa reductasa, es una molécula simétrica sin estereocentros). La asignación de D o L se realiza de acuerdo a la orientación del carbono asimétrico más alejados del grupo carbonilo: en un estándar de proyección de Fischer, si el grupo hidroxilo está a la derecha de la molécula es un azúcar D, de lo contrario, es un azúcar L. La "D" y "L-" prefijos no se debe confundir con "d-" o "L", que indican la dirección que el azúcar girar la luz polarizada plana. Este uso de la "d" y "l-" ya no es seguido en la química de los carbohidratos. Los grupos monosacáridos son: − Triosas: La formula molecular es C3H6O3. No suelen encontrarse libres en grandes cantidades en la naturaleza. Son importantes intermediarios en el metabolismo celular. Entre ellas destacan: D-gliceraldehido, que es una aldotriosa. Dihidroxiacetona, que es una cetotriosa. − Pentosas: Formula molecular C5 H10 O5. Entre ellas cabe destacar:
  • 9. D-ribosa: Es una aldosa, se presenta en forma furanósica. Se encuentra formando parte del ARN, ATP, NAD. D-2-desoxirribosa. Es un derivado de monosacárido se forma al sustituir en la ribosa el OH del C-2 por un hidrógeno. Es importante porque forma el ADN. D-ribulosa: Es una cetosa. Interviene en el ciclo de Calvin de la fotosíntesis fijando el CO2 atmosférico. − Hexosas: Tienen de formula molecular C6H12O6. Entre ellas destacan: D-glucosa: Es una aldosa, se presenta en forma piranósica. Se puede encontrar libre en muchas frutas especialmente las uvas a las que da sabor dulce. También se encuentra en la sangre de los animales, en el hombre en una concentración de 1 gr/l. Forma parte de otros glúcidos más complejos (almidón, glucógeno, maltosa etc.) por lo que se puede obtener por hidrólisis de los mismos. Es el principal combustible que utilizan las células para obtener energía, y en el caso de las neuronas el único. D-galactosa: Es una aldosa, se presenta en forma piranósica. Es un componente de la lactosa, también se encuentra formando parte de polisacáridos (pectina) y de glucolípidos (cerebrósidos). D-fructosa: Es una cetosa, se presenta en forma furanósica. Se encuentra libre en muchas frutas. Forma parte de la sacarosa. 5. Disacáridos. Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y, por tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucosídico, tras una reacción de deshidratación que implica la pérdida de un átomo de hidrógeno de un monosacárido y un grupo hidroxilo del otro monosacárido, con la consecuente formación de una molécula de H2O, de manera que la fórmula de los disacáridos no modificados es C12H22O11. - Características. El enlace que se establece entre las dos unidades de monosacáridos recibe el nombre de enlace glucosídico (más correctamente O-glucosídico), y consiste en la
  • 10. unión de dos grupos –OH (hidroxilo) con pérdida de una molécula de agua. Este enlace se forma entre un carbono del primer monosacárido y cualquier otro del segundo. Esta, como todas las reacciones que se dan en las células no es espontánea sino está catalizada por enzimas. La reacción es reversible, pero en la naturaleza requiere también la presencia de enzimas hidrolíticas específicas para cada disacárido (maltosa, sacarosa, etc.). - Clasificación. Hay dos tipos diferentes de disacáridos: reducción de disacáridos, en la que un monosacárido, el azúcar reductor, todavía tiene una unidad de hemiacetal libre, y los disacáridos no reductores, en la que los componentes de la unión a través de un enlace acetal entre sus centros anoméricos y ni monosacárido tiene una unidad hemiacetal libre. La celobiosa y maltosa son ejemplos de la reducción de disacáridos. La sacarosa y la trehalosa son ejemplos de disacáridos no reductores. Algunos disacáridos comunes son: • La sacarosa o azúcar de caña y remolacha. Está formada por alfa-glucosa y beta-fructosa, con enlace 1-2- No posee carácter reductor. Es el azúcar que se obtiene industrialmente y se comercializa en el mercado como edulcorante habitual. Además, se halla muy bien representada en la naturaleza en frutos, semillas, néctar, etc. El enlace que une los dos monosacáridos es de tipo O- glucosídico. Además, dicho enlace es dicarbonílico ya que son los dos carbonos reductores de ambos monosacáridos los que forman el enlace alfa (1-2) de alfa-D- glucosa y beta-D-fructosa. La enzima encargada de hidrolizar este enlace es la sacarosa, también conocida como invertasa, ya que la sacarosa hidrolizada es llamada también azúcar invertido. La sacarosa tiene como función principal en el organismo humano ayudar en la generación de energía. • La lactosa o azúcar de la leche. Está formada por galactosa y glucosa, unidas con enlace glucosídico beta 1-4. También tiene carácter reductor. Se encuentra libre en la leche de los mamíferos. Gran parte de la población mundial presenta la llamada “intolerancia a la lactosa”, que es una enfermedad
  • 11. caracterizada por la afectación más o menos grave de la mucosa intestinal que es incapaz de digerir la lactosa. Cursa con dolor abdominal y diarrea como principal síntoma. Es más frecuente en adultos y orientales. El metabolismo de la lactosa ha sido ampliamente estudiado en las bacterias lácticas dadas la relevancia económica de los productos como queso y yogur que se producen por fermentación de la lactosa presente en la leche. • La maltosa o azúcar de malta. Está formada por dos unidades de alfa glucosa, con enlace glucosídico de tipo alfa 1-4. La molécula tiene características reductoras. Se encuentra libre de forma natural en la malta, de donde recibe el nombre y forma parte de varios polisacáridos de reserva (almidón y glucógeno), de los que se obtiene por hidrólisis. La malta se extrae de los granos de cereal, ricos en almidón, germinados. Se usa para fabricar cerveza, whiskey y otras bebidas. • La celobiosa: Es un azúcar doble (disacárido) formado por dos glucosas unidas por los grupos hidroxilo del carbono 1 en posición beta de una glucosa y del carbono 4 de la otra glucosa. Por ello este compuesto también se llama beta- D-glucopiranosil(1-4) beta-D-glucopiranosa. Al producirse dicha unión se desprende una molécula de agua y ambas glucosas quedan unidas mediante un oxígeno monocarbonílico que actúa como puente. La celobiosa aparece en la hidrólisis de la celulosa. Su fórmula es C12H22O11. Se caracteriza por ser reductor. • La isomaltosa. Consta de dos unidades de alfa-glucosa con enlace 1-6. Está presente en los polisacáridos “almidón” y “glucógeno” y no se halla libre. La isomaltosa es un azúcar doble (disacárido) formado por dos glucosas unidas por los grupos hidroxilo del carbono 1 en posición alfa de una glucosa y del carbono 6 de la otra glucosa. Por ello este compuesto también se llama alfa-D- glucopiranosil(1-6)alfa-D- glucopiranosa. Al producirse dicha unión se desprende una molécula de agua y ambas glucosas quedan unidas mediante un oxígeno monocarbonílico que actúa como puente. La isomaltosa aparece en los granos de cebadagerminada. Se puede obtener mediante la hidrólisis del almidóny glucógeno. Su fórmula es C12H22O11.
  • 12. 6. Oligosacáridos. Los oligosacáridos están compuestos por tres a nueve moléculas de monosacáridos2 que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición de cuan largo debe ser un glúcido para ser considerado oligo o polisacárido varía según los autores. Según el número de monosacáridos de la cadena se tienen los disacáridos (como la lactosa), tetrasacárido (estaquiosa), pentasacáridos, etc. Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las glucoproteínas, como una forma común de modificación tras la síntesis proteica. Estas modificaciones post traduccionales incluyen los oligosacáridos de Lewis, responsables por las incompatibilidades de los grupos sanguíneos, el epítope alfa-Gal responsable del rechazo hiperagudo en xenotrasplante y O- GlcNAc modificaciones. 7. Polisacáridos. Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales. Los polisacáridos son polímeros cuyos constituyentes (sus monómeros) son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos que participen en su estructura. Este número es casi siempre indeterminado, variable dentro de unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolímeros informativos, como el ADN o los polipéptidos de las proteínas, que tienen en su cadena un número fijo de piezas, además de una secuencia específica. Los polisacáridos pueden descomponerse, por hidrólisis de los enlaces glucosídicos entre residuos, en polisacáridos más pequeños, así como en disacáridos o monosacáridos. Su digestión dentro de las células, o en las cavidades digestivas, consiste en una hidrólisis catalizada por enzimas digestivas (hidrolasas) llamadas genéricamente glucosidasas, que son específicas para determinados polisacáridos y, sobre todo, para determinados tipos de enlace glucosídico. Así, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan el almidón, cuyos enlaces
  • 13. son del tipo llamado α(1→4), no pueden descomponer la celulosa, cuyos enlaces son de tipo β(1→4), aunque en los dos casos el monosacárido sea el mismo. Las glucosidasas que digieren los polisacáridos, que pueden llamarse polisacarasas, rompen en general uno de cada dos enlaces, liberando así disacáridos y dejando que otras enzimas completen luego el trabajo. En la formación de cada enlace glucosídico «sobra» una molécula de agua, ya que estos se forman por reacciones de condensación a partir de la unión de monosacáridos por enlaces del tipo covalente. Asimismo, en su ruptura por hidrólisis se agrega una molécula de agua para dividirlo en múltiples monosacáridos, 2 por lo que en una cadena hecha de n monosacáridos, habrá n-1 enlaces glucosídicos. - Características: Peso molecular elevado. No tienen sabor dulce. Pueden ser insolubles o formar dispersiones coloidales. No poseen poder reductor. Sus funciones biológicas son estructurales (enlace BETA.gif (851 bytes)- Glucosídico) o de reserva energética (enlace ALPHA.gif (842 bytes)-Glucosídico). Puede ser: a) Homopolisacáridos: Formados por monosacáridos de un solo tipo. - Unidos por enlace ALPHA.gif (842 bytes) tenemos el almidón y el glucógeno. - Unidos por enlace BETA.gif (851 bytes) tenemos la celulosa y la quitina. b) Heteropolisacárido: El polímero lo forman más de un tipo de monosacárido. - Unidos por enlace ALPHA.gif (842 bytes) tenemos la pectina, la goma arábiga y el agar-agar − Clasificación. • Polisacáridos de reserva: Almidón: El almidón está formado por una cadena a-glucosídica, que es un polímero de glucosas unidas a través de enlaces 1-> 4, con enlaces 1-> 6 en los
  • 14. puntos de ramificación. Constituye la fuente más importante de carbohidratos de los alimentos y se encuentra en cereales, patatas, legumbres y otros vegetales. Los dos constituyentes principales del almidón son la amilosa y la amilopectina. La amilosa constituye de un 15 a un 20% del almidón y tiene estructura helicoidal no ramificada. La amilopectina constituye un 80-85% del almidón y consiste en cadenas muy ramificadas, de 24 o 30 residuos de glucosa unidos por enlaces 1->4 en las cadenas y por enlaces 1->6 en los puntos de ramificación. Glucógeno: El glucógeno es el polisacárido que se almacena en el organismo animal, a veces se designa como almidón animal. El glucógeno posee una estructura mucho más ramificada que la de la amilopectina, con cadenas de 11 a 18 residuos de α-glucopiranosa unidos por enlaces glucosídicos α [1-> 4] y ramificaciones unidas a las cadenas por medio de enlaces glucosídicos α [1-> 6]. • Polisacáridos Estructurales: Celulosa: La celulosa es un constituyente importante del armazón de los vegetales. Consiste en unidades de β-D-glucopiranosa unidas por enlaces β [1->4] formando cadenas rectas y largas, reforzadas por enlaces cruzados de puentes de hidrógeno. La celulosa no puede ser digerida por muchos mamíferos, incluyendo el hombre (debido a la carencia de una hidrolasa que ataque el enlace β [1->4]). En el intestino de los rumiantes y otros herbívoros existen microorganismos capaces de hidrolizar estos enlaces β, haciendo disponible la celulosa como fuente calórica importante para tales animales. Quitina: La quitina es un tipo de polisacárido de gran importancia estructural en los invertebrados. Se puede encontrar en los exoesqueletos de crustáceos e insectos. Las unidades básicas son N-acetil-D-glucosaminas unidas por enlacesβ [1->4] glucosídicos. 8. Glucoproteínas. Son moléculas compuestas por una proteína unida a uno o varios glúcidos, simples o compuestos. Destacan entre otras funciones la estructural y el reconocimiento celular cuando están presentes en la superficie de las membranas plasmáticas (glucocálix). Las glucoproteínas existen en muchas condiciones
  • 15. diferentes en los líquidos corporales y en los tejidos, incluso en las membranas celulares. Son proteínas que contienen carbohidratos en diversas proporciones, adheridos a ellas en forma de cadenas cortas o largas (más de 15 unidades), ramificadas o no. Dichas cadenas se denominan cadenas oligosacáridas. El término glicoproteína se usa en general para referirse a una molécula de dimensiones específicas, integrada normalmente por uno o más oligosacáridos unidos de modo covalente a cadenas laterales específicas de polipéptidos. Suelen tener un mayor porcentaje de proteínas que de glúcidos. Los términos proteoglicano y peptidoglicano designan agregados masivos formados por glúcidos y proteínas o séptimos péptidos, para los cuales la palabra molécula no tiene significado preciso. Las partículas de proteoglicanos tienen un mayor porcentaje de glúcidos que de proteínas. Los grupos sanguíneos dependen del tipo de glicoproteína que contienen la membrana de los eritrocitos; el grupo A tiene como oligosacárido una cadena de N-acetilgalactosamina, mientras que el grupo B tiene una cadena de galactosa, y por tanto, el grupo AB presenta los dos tipos de glicoproteínas y el grupo 0 carece de ambos. Para determinar el grupo sanguíneo se usan antisueros, que contienen anticuerpos que reconocen determinado tipo de glicoproteína (el antisuero A reconoce la glicoproteína A). El conocimiento del grupo sanguíneo es importante para hacer transfusiones y evitar la formación de coágulos que provocan infartos y trombosis cerebrales mortales. 9. Metabolismo. Los glúcidos representan las principales moléculas almacenadas como reserva en los vegetales. Los vegetales almacenan grandes cantidades de almidón producido a partir de la glucosa elaborada porfotosíntesis, y en mucha menor proporción, lípidos (aceites vegetales). Los animales almacenan básicamente triglicéridos (lípidos). Al contrario que los glúcidos, los lípidos sirven para almacenar y obtener energía a más largo plazo. También almacenan cierta cantidad de glucógeno, sobre todo en el músculo y en el hígado. Aunque muchos tejidos y órganos animales pueden usar indistintamente los glúcidos y los lípidos como fuente de energía, otros, principalmente los
  • 16. eritrocitos y eltejido nervioso (cerebro), no pueden catabolizar los lípidos y deben ser continuamente abastecidos con glucosa. En el tubo digestivo los polisacáridos de la dieta (básicamente almidón) son hidrolizados por las glucosidasas de los jugos digestivos, rindiendo monosacáridos, que son los productos digestivos finales; éstos son absorbidos por las células del epitelio intestinal e ingresan en el hígado a través de la circulación portal, donde, alrededor del 60%, son metabolizados. En el hígado, la glucosa también se puede transformar en lípidos que se transportan posteriormente al tejido adiposo. El músculo es un tejido en el que la fermentación representa una ruta metabólica muy importante ya que las células musculares pueden vivir durante largos períodos de tiempo en ambientes con baja concentración deoxígeno. Cuando estas células están trabajando activamente, su requerimiento de energía excede su capacidad de continuar con el metabolismo oxidativo de los hidratos de carbono puesto que la velocidad de esta oxidación está limitada por la velocidad a la que el oxígeno puede ser renovado en la sangre. El músculo, al contrario que otros tejidos, produce grandes cantidades de lactato que se vierte en la sangre y retorna al hígado para ser transformado en glucosa, proceso metabólico conocido como ciclo de Cori. Las principales rutas metabólicas de los glúcidos son: − Glicólisis. Oxidación de la glucosa a piruvato. − Fermentación. La glucosa se oxida a lactato (fermentación láctica), o etanol y CO2 (fermentación alcohólica). − Gluconeogénesis. Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. − Glucogenogénesis. Síntesis de glucógeno. − Ciclo de las pentosas. Síntesis de pentosas para los nucleótidos. En el metabolismo oxidativo encontramos rutas comunes con los lípidos como son el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. Los oligo y polisacáridos son degradados inicialmente a monosacáridos por enzimas llamadas glicósido
  • 17. hidrolasas. Entonces los monosacáridos pueden entrar en las rutas catabólicas de la glucosa. La principal hormona que controla el metabolismo de los glúcidos es la insulina. 10.Nutrición. La concentración de glúcidos en una persona, varían desde los 8,3 a 14,5 g por cada kilogramo de peso corporal. Se propone que el 55-60% de la energía diaria que necesita el organismo humano debe provenir de los glúcidos, ya sea obtenido de alimentos ricos en almidón como las pastas o de las reservas del cuerpo (glucógeno). No es recomendable el consumo abusivo de glúcidos tipo azúcar por su actividad altamente oxidante: las dietas con muchas calorías o con mucha glucosa aceleran el envejecimiento celular. Se sobre entiende que pueden ser necesarias dietas hipercalóricas en climas gélidos o en momentos de gran desgaste energético muscular. Nótese que el sedentarismo o la falta de los suficientes movimientos cotidianos del cuerpo humano provocan una mala metabolización de las grasas y de los glúcidos. Los glúcidos, por su fuerte carácter hidrofílico se rodean de partículas de agua ocupando más espacio en las células y son atacados más fácilmente por las peores enzimas hidrolíticas que las proteínas o las grasas y por eso son una fuente de obtención rápida de energía. Las proteínas y grasas son componentes vitales para la construcción de tejido corporal y células, y por lo tanto debería ser recomendado no malgastar tales recursos usándolos para la producción de energía. Los glúcidos no son nutrientes esenciales, ya que el cuerpo puede tener toda su energía a partir de la síntesis de proteínas y grasas. El cerebro no puede quemar grasas y necesita glucosa para obtener energía del organismo, y así puede sintetizar esta glucosa a partir de proteínas. La metabolización de las proteínas aporta 4 kcal por gramo, mientras que las grasas contienen 9kcal y el alcohol 7 kcal por gramo. Alimentos con altos contenidos en glúcidos son pastas, patatas, fibra, cereales y legumbres. Los glúcidos ayudan a la desmaterialización de azúcares en la sangre, y gracias a ellos conseguimos que no baje el porcentaje medio de insulina
  • 18. en la sangre. Basado en la evidencia del riesgo a la cardiopatía y obesidad, elInstituto de Medicina (Estados Unidos) recomienda que los adultos estadounidenses y canadienses obtengan el 40 al 65% de energía de la dieta a partir de los glúcidos.3 La FAO (Food and Agriculture Organization) y laWHO (World Health Organization) recomiendan que las guías de alimentación nacional establezcan la meta de 55 a 75% del total de la energía a partir de glúcidos, pero sólo 10% de alimentos a partir de azúcar libre (glúcidos simples). La distinción entre "glúcidos buenos" y "glúcidos malos" es una distinción carente de base científica. Aunque estos conceptos se han utilizado en el diseño de las dietas cetogénicas como las dietas bajas en glúcidos, las cuales promueven una reducción en el consumo de granos y almidones en favor de proteínas. El resultado es una reducción en los niveles de insulina usada para metabolizar el azúcar y un incremento en el uso de grasas para energía a través de la cetosis, un proceso también conocido como hambre de conejo. 11. Aplicación de los Glúcidos. Los carbohidratos se utilizan para fabricar tejidos, películas fotográficas, plásticos y otros productos. Lacelulosa se puede convertir en rayón de viscosa y productos de papel. El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en películas de cine, cemento, pólvora de algodón, celuloide y tipos similares de plásticos. El almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos para el hombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente espesante en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano; también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La hemicelulosa se emplea para modificar el papel durante su fabricación. Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre. 12.Importancia Médica. En nuestra dieta diaria los carbohidratos son fundamentales. Cuando nuestro cuerpo necesita de energía para seguir con su normal funcionamiento, son los
  • 19. carbohidratos los alimentos que otorgan este elemento tan importante a nuestro organismo. Es fundamental que a lo largo del día consumamos entre un 25 y un 30% de ácidos grasos, entre un 10 y 20% de proteínas, y todo el resto pertenezca a la ingesta de carbohidratos. Los carbohidratos están presentes en la leche, frutas, miel, jaleas, golosinas, avena, maíz, legumbres, arroz, cereales y pastas, entre otros alimentos. Según afirman diferentes expertos, lo ideal es que al día unos 300 gramos de hidratos de carbono provengan de frutas y verduras, otros 50 a 100 gramos de los cereales y sus derivados, y también la fibra debe estar presente con una presencia diaria de 30 gramos. Siguiendo esta fórmula, se previenen enfermedades como la obesidad. Una división simplificada de los carbohidratos es la que divide a esta vital fuente de energía en dos alt tipos: Simples (Monosacáridos) y Complejos (Polisacáridos). Éstos últimos están presentes en alimentos como panes, pastas, avena, cereales, arroz, legumbres y maíz entre otros. Una de sus funciones más importantes es que previenen el exceso de nivel de grasa en el cuerpo. Los hidratos de carbono simples en tanto, si son consumidos con responsabilidad, representan un importante aporte de glucosa, elemento vital para el buen funcionamiento del cerebro. Algunas de las funciones cumplidas por los carbohidratos son: • Son una de las principales macronutrientes que aporta energía al cuerpo (las otras son las grasas y proteínas). • Previenen la excesiva acumulación de grasa en el cuerpo. • Ayudan al mejoramiento del rendimiento físico, gracias al almidón y los azúcares presentes en ellos. • Gracias a sus fibras alimenticias, ayudan a que el intestino tenga un correcto funcionamiento. • Su amplia variedad es aconsejable para que una dieta cuente con un aporte diario de nutrientes esenciales y fibras.
  • 20. Si el 55% de nuestra dieta diaria está compuesta por carbohidratos nos aseguramos contar con una amplia fuente de energía para el funcionamiento de nuestro organismo. Esto toma aún más valor si se considera que la Organización Mundial de la Salud considera que es necesario divulgar los beneficios otorgados por los carbohidratos, principalmente el de ser un vital aporte al funcionamiento intestinal, al desarrollo muscular y de actividad física, además de apoyar la función cerebral.