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Taller de laboratorio 4
- 1. CARBOHIDRATOS CARBOHYDRATE Castro Silvia., HenríquezGonzález Roberto., Sánchez Hernández Laura., Sarmiento Marengo Andrés., Zúñiga Padilla Luis Ángel. Estudiantes de Bioquímica, programa de Medicina facultad de Ciencias de la Salud universidad cooperativa de Colombia. CARRETERA TRONCAL DEL CARIBE SECTOR MAMATOCO. SANTA MARTA D.T.C.H., COLOMBIA. REALIZADO EL 9 DE ABRIL DE 2016 RESUMEN Los hidratos de carbono son compuestos orgánicos formados fundamentalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Se trata de derivados aldehídos o cetónicos de los alcoholes polihidricos o compuestos que liberan estos derivados por hidrólisis. Son los compuestos más frecuentes en la naturaleza y cumplen varias funciones en el organismo: se trata de los elementos a partir de los cuales el organismo puede obtener energía más rápidamente para llevar a cabo sus propias funciones; también realizan funciones de reserva energética (glucógeno), y estructurales (celulosa); las funciones estructurales están encomendadas a hidratos de carbono más complejos. Para que nos hagamos una idea de la importancia de los hidratos de carbono, basta saber que el 50% de las calorías que por medio de la dieta recibe el organismo humano las aportan los carbohidratos de estructuras sencillas. ABSTRACT Carbohydrates are organic compounds consisting primarily of carbon, hydrogen and oxygen. These aldehyde or ketone derivatives of polyhydric alcohols or compounds, which release these derivatives by hydrolysis. They are the most common compounds in nature and serve several functions in the body: it is the elements from which the organism can get energy faster to perform their own functions; also they perform functions of energy reserves (glycogen) and structural (cellulose) ; structural features are assigned to more complex carbon hydrates . To give us an idea of the importance of carbohydrates, enough to know that 50 % of the calories through diet human body receives the simple carbohydrates contribute structures.
- 2. INTRODUCCION Cuando hablamos decarbohidratos nos referimos a compuestos orgánicos formados fundamentalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Se trata de derivados aldehídos o cetónicos de los alcoholes polihidricos o compuestos que liberan estos derivados por hidrólisis. Los hidratos de carbono son ingeridos en la dieta en forma de polisacáridos (almidón), disacáridos (sacarosa y lactosa) y una pequeña proporción de monosacáridos (glucosa y otros). En el intestino, por acción de diversas enzimas se convierte en monosacáridos, que son absorbidos por el torrente circulatorio. El metabolismo de los hidratos de carbono incluye procesos de glucogénesis, (síntesis de glucógeno), glucólisis (metabolización de la glucosa), glucogenólisis (metabolización del glucógeno). Los niveles de glucosa en sangre se mantienen entre unos límites muy estrechos y constantes, y se encuentran regulados fundamentalmente por dos hormonas: insulina y glucagón. IMPORTANCIA DEL LABORATORIO Adquiere destreza en el manejo de implementos de laboratorio para dicha práctica. Utiliza con eficacia materiales y espacio en el laboratorio. Identificar los diferentes carbohidratos mediante la ejecución de pruebas específicas. Comprender y analizar las funciones que efectúan los carbohidratos en nuestro organismo. MATERIALES Gradilla Tubos de ensayo Pipeta graduada Beacker Baño de María Orina Ácido sulfúrico Reactivo de Benedit Reactivo de seliwanoff Lugol Naftol Glucosa Sacarosa Almidon Ribosa Lactosa Maltosa Fructosa Xilosa al 1%
- 3. PROCEDIMIENTO Prueba de Molisch. Tome6 tubos de ensayo, agregue al Nº 1, 2ml de solución de glucosa, al Nº 2, sacarosa, al Nº3, lactosa, al Nº4, maltosa, al Nº5, almidón y al Nº6, agua. Agregue a cada tubo 2 gotas de la solución de alfa-naftol. Luego añada a cada tubo, por sus paredes 1 ml de ácido sulfúrico concentrado. ¿Qué diferencia encontró en el tubo Nº6? El tuvo número 6 no cambio de color, el resto se tornó violeta o morado algunos más que otros, además se calentaron. El numero 6 no cambio. La reacción de Molish es una reacción que presenta la propiedad de teñir cualquier carbohidrato presente en una disolución, el nombre de esta reacción se deriva en honor del botánico austríaco Hans Molish. Esta prueba sirve para detectar la presencia de grupos reductores presentes en la muestra. Todos los azúcares por acción del ácido sulfúrico concentrado se deshidratan formando compuestos furfúricos por ejemplo las hexosas san hidroximetil furfural. Los compuestos furfúricos reaccionan positivamente con el reactivo de Molish que contiene alfa naftol. Prueba de Barfoed. Tome 5 tubos de ensayo y agregue, 2 ml de reactivo de Barfoed a cada uno. Luego agregue al Nº1, 2 ml de orina, al Nº2, 2 ml de sacarosa, al Nº3, 2 ml de maltosa, al Nº4, 2 ml de fructosa, y al Nº5, 2 ml de glucosa. Agite los tubos y Llévelos al baño de María por 5 minutos, Observe y describa. ¿En cuales tubos se presentó precipitado primero?
- 4. ¿En cuál delos tubos teníamos monosacáridos y en cuales disacáridos? ¿Cuál es la importancia del reactivo de Barfoed? En el de glucosa se presentó precipitado primero. Tubos con monosacáridos Tubo 1 Orina de Diabético Tubo 5 Glucosa Tubo 4 fructosa Tubos con disacáridos Tubo 2 Sacarosa Tubo 3 Maltosa Importancia del reactivo Barfoed es un ensayo químico utilizado para identificar azúcares reductores además se la utiliza también para diferenciar a los azúcares monosacáridos de los disacáridos mediante el tiempo de aparición del precipitado rojo ladrillo (Cu2O). mediante la prueba de Barfoed, entre un azúcar reductor y no reductor, que se lo puede identificar en primera instancia por el precipitado de color rojo y también en base al tiempo de reacción, si se trata de un monosacárido( 0 a 5 minutos) o de un disacárido (5 a 30 minutos). Evidenciar la formación de Óxido Cuproso (Cu20) mediante la presencia de un precipitado rojo ladrillo. Determinar en las muestras obtenidas con la reacción de Barfoed cual se oxida de manera más rapida hacia la que se oxida de manera más lenta. Prueba de Benedit. Tome 5 tubos de ensayo y agregue, 2 ml de reactivo de Benedit a cada uno. Luego agregue al Nº1, 2 ml de solución de almidón, al Nº2, 2 ml de sacarosa, al Nº3, 2 ml de lactosa, al Nº4, 2 ml de fructosa, y al Nº5, 2 ml de glucosa. Agite cada tubo y lleve al baño de María durante 5 minutos. Observe y describa los resultados en cada tubo de ensayo. ¿Qué carbohidratos tienen actividad reductora? Explique en qué consiste dicha propiedad
- 5. La prueba deBenedict es otra de las reacciones de oxidación, que como conocemos, nos ayuda al reconocimiento de azúcares reductores, es decir, aquellos compuestos que presentan su OH anomérico libre, en la prueba realizada los reductores eran: Tubo 3 Lactosa Tubo 4 Fructosa Tubo 5 Glucosa En la reacción de Benedict, se puede reducir el Cu2+ que presenta un color azul, en un medio alcalino, el ión cúprico (otorgado por el sulfato cúprico) es capaz de reducirse por efecto del grupo aldehído del azúcar (CHO) a su forma de Cu+. Este nuevo ion se observa como un precipitado rojo ladrillo correspondiente al óxido cuproso (Cu2O), que precipita de la solución alcalina con un color rojo- naranja, a este precipitado se lo considera como la evidencia de que existe un azúcar reductor. Prueba de Bial. Tome 4 tubos de ensayo y agregue, 2 ml de reactivo de Bial a cada uno. Luego agregue al Nº1, 2 ml de xilosa, Al Nº2, 2 ml de ribosa, al Nº3, 2 ml de glucosa, al Nº4, 2 ml de fructosa. Agite los tubos y llévelos al baño de María Por 10 minutos, Observe y anote los resultados. ¿Cuáles reaccionaron primero? ¿Cuáles contenían azúcares pentosa? ¿Cuál es la importancia del reactivo de Bial en la identificación de carbohidratos? La fructosa fue el que reacciono primero Contenían azucares pentosas: Tubo 1 Xilosa
- 6. Tubo 2Ribosa Prueba de Bial para las pentosas: Cuando se calientan pentosas con HCl (c) se forma furfural que se condensa con orcinol en presencia de iones férricos para dar un color verde azul. La reacción no es absolutamente específica para las pentosas, ya que el calentamiento prolongado de algunas hexosas produce hidroximetil furfural que también reacciona con orcinol dando complejos coloreados. Prueba de Lugol. Tome 4 tubos de ensayo y agregue al Nº1, 2 ml de glucosa, al Nº2, 2 ml de sacarosa, al Nº3, 2 ml de almidón, al Nº4, 2 ml de agua destilada. Luego añada a cada tubo 2 gotas de Lugol. Agite los tubos, Observe y anote los resultados. ¿Cuál tubo tomó color oscuro? ¿Cuál es la importancia del reactivo de Lugol en la identificación de carbohidratos? El tubo número tres el cual era el almidón se tornó de color más oscuro. El Lugol Se utiliza esta disolución como indicador en la prueba del yodo, que sirve para identificar polisacáridos como los almidones, glucógeno y ciertas dextrinas, formando un complejo de inclusión termolábil que se caracteriza por presentar distintos colores según las ramificaciones que presente la molécula de polisacárido. El lugol no reacciona con azúcares simples como la glucosa o la fructosa. Durante este laboratorio se hizo una prueba de Glucemia a ciertos compañeros y arrojaron los siguientes resultados: -Henry vera 81 mg/dl - Mary Carmen de la Hoz 88 mg/dl
- 7. - Hernando Vargas74 mg/dl ANEXOS 1. Determine la composición química de cada uno de los reactivos utilizados en el reconocimiento de carbohidratos. Lugol Molisch Bennedict Barfoed RCOH + 2Cu+2 + 2H2O → RCOOH + Cu2O↓ + 4H+ Bial
- 8. 2. ¿Cuáles sonlas pentosas más importantes de nuestro organismo? ¿En qué parte las encontramos y cuál es la función biológica de cada una de ellas? RIBOSA una de las más importantes es la cual hace parte de los nucleótidos que forman el ARN. A partir de la ribosa se puede obtener la desoxirribosa, la cual forma parte del ADN. XILOSA se puede encontrar en los tejidos conectores como en el páncreas o el hígado. Su función es principalmente alimenticia pero también se utiliza para hacer pruebas de la absorción intestinal. 3. ¿Cuáles son las hexosas más importantes de nuestro organismo? ¿En qué parte las encontramos y cuál es la función biológica de cada una de ellas? La GLUCOSA es uno de los tres monosacáridos dietéticos, junto con fructosa y galactosa, que se absorben directamente al torrente sanguíneo durante la digestión. Las células lo utilizan como fuente primaria de energía y es un intermediario metabólico. La glucosa es uno de los principales productos de la fotosíntesis y combustible para la respiración celular. La IDOSA es un monosacárido de seis carbonos con un grupo aldehído por lo que pertenece al grupo de las aldosas y dentro de este al de las aldohexosas. Forma parte de los azúcares que componen algunos glucosaminoglucanos co mo el dermatán sulfato y el heparán sulfato, importantes componentes de la matriz extracelular. La GALACTOSA es un azúcar simple o monosacárido formado por seis átomos de carbono o hexosa, que se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético. Además, forma parte de los glucolípidos y
- 9. las glucoproteínas de lasmembranas celulares, sobre todo de las neuronas. La TAGATOSA es metabolizada por el organismo a través de rutas que difierende las que utiliza la glucosa, lo que da lugar a que la tagatosa apenas afecte a los niveles de glucosa y de insulina en sangre. La tagatosa también ha sido aprobada como un ingrediente que previene la salud dental. 4. Los disacáridos más importantes son la sacarosa, la maltosa y la lactosa. Consulte y explique las características y propiedades que identifican a cada una de ellas. SACAROSA azúcar común o azúcar de mesa es un disacárido formado por alfa-glucopiranosa y beta- fructofuranosa. Su nombre químico es alfa-D- Glucopiranosil - (1→2) - beta-D- Fructofuranósido,2 mientras que su fórmula es C12H22O11. Es un disacárido que no tiene poder reductor sobre el reactivo de Fehling y el reactivo de Tollens. El cristal de sacarosa es transparente, el color blanco, es causado por la múltiple difracción de la luz en un grupo de cristales. El azúcar de mesa es el edulcorante más utilizado para endulzar los alimentos y suele ser sacarosa. En la naturaleza se encuentra en un 20 % del peso en la caña de azúcar y en un 15 % del peso de la remolacha azucarera, de la que se obtiene elazúcar de mesa. La miel también es un fluido que contiene gran cantidad de sacarosa parcialmente hidrolizada MALTOSA también conocida como maltobiosa o azúcar de malta, es un disacárido formado por dos glucosas unidas por un enlace glucosídico producido entre el oxígeno del primer carbono anomérico (proveniente de -OH) de una glucosa y el oxígeno perteneciente al cuarto carbono de la otra. Por ello este compuesto también se llama alfa glucopiranosil (1-4) alfa glucopiranosa. Al producirse dicha unión se desprende una molécula de agua y ambas moléculas de glucosa quedan unidas mediante un oxígeno monocarbonílico que actúa como puente. Tiene una carga glucémica muy elevada.
- 10. La maltosa presentaen su forma estructural el OH hemiacetálico por lo que es un azúcar reductor, da la reacción de Maillard y la reacción de Benedict. A la maltosa llama también azúcar de malta, ya que aparece en los granos de cebada germinada. Se puede obtener mediante la hidrólisis del almidón y glucógeno. Su fórmula es C12H22O11, y se encuentra en alimentos como la cerveza y otros. LACTOSA es un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de galactosa. Concretamente intervienen una β-D-galactopiranosa y una β-D- glucopiranosa unida por los carbonos 1 y 4 respectivamente. Al formarse el enlace entre los dos monosacáridos se desprende una molécula de agua. Además, este compuesto posee el hidroxilo hemiacetálico, por lo que da la reacción de Benedict, es decir es reductor. A la lactosa se le llama también azúcar de la leche, ya que aparece en la leche de las hembras de los mamíferos en una proporción del 4 al 5 por ciento. La leche de camella, por ejemplo, es rica en lactosa. En los humanos es necesaria la presencia de la enzima lactasa para la correcta absorción de la lactosa. Cuando el organismo no es capaz de asimilar correctamente la lactosa aparecen diversas molestias cuyo origen se denomina intolerancia a la lactosa. Cristaliza con una molécula de agua de hidratación, con lo que su fórmula es: C12H22O11·H2O, luego se la puede también llamar lactosa monohidrato. La masa molar de la lactosa monohidrato es 360,32 g/mol. La masa molar de la lactosa anhidra es 342,30 g/mol. 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 lactosa puede ser transportada por el sistema fofotransferasa de transporte de azúcares y metabolizada por la ruta de la tagatosa-6-fosfato o alternativamente por una permeasa y metabolizada por la ruta de Leloir. 5. ¿Qué determinaciones harías en un paciente para diagnosticar una diabetes? ¿Por qué? Nivel de Glucosa en la Sangre (En Ayunas): Otra prueba para determinar el nivel de glucosa en la sangre; en ayunas. Cuando los resultados son mayores de 120 mg/dl en dos oportunidades, está confirmanda la presencia de diabetes en el organismo. Si los niveles son entre 100 y 120 mg/dl se denominan alteración de la glucosa en ayunas o pre-diabetes. Dichos niveles se consideran factores de riesgo para la diabetes tipo 2 y sus complicaciones. Si los resultados son
- 11. inferiores y tienensíntomas de diabetes tiene que hacerse la prueba de tolerancia oral a la glucosa. 6. El metabolismo de carbohidratos en nuestro organismo se encuentra relacionado con casos clínicos como Hipoglucemia, Diabetes Mellitus, Galactosemia entre otras. ¿Cuáles son las principales características y síntomas de estos casos clínicos? Hipoglucemia Síntomas Los síntomas de un estado hipoglucémico varían de unas personas a otras y, en función del nivel de hipoglucemia del paciente, suelen comenzar cuando los niveles en sangre se encuentran próximos a los 50mg/dl, aunque este valor es variable para cada individuo. Los efectos que sentirá un paciente que está sufriendo una bajada de azúcar serán en la mayoría de los casos: cansancio, malestar general, adormecimiento y temblor. También es muy común la presencia de sudores fríos, palpitaciones, mareos, ansiedad, náuseas, vértigo, dolores musculares y palidez. Dado que el nutriente principal del sistema nervioso es la glucosa, una disminución de la misma tendrá consecuencias neurológicas. Pueden experimentarse síntomas visuales (visión doble o borrosa), dolor de cabeza, convulsiones, trastornos del comportamiento, hambre desmesurada, nerviosismo e incapacidad de concentración, entre otros Características El organismo consume la glucosa presente en la sangre con demasiada rapidez. La glucosa es liberada al torrente sanguíneo demasiado despacio. Se libera un exceso de insulina al torrente sanguíneo. Diabetes mellitus Síntomas Entre los principales síntomas de la diabetes se incluyen: Frecuencia en orinar (fenómeno de la cama mojada en los niños).
- 12. Sensación dehambre inusual. Sed excesiva. Debilidad y cansancio. Pérdida de peso. Irritabilidad y cambios del estado de ánimo. Sensación de malestar en el estómago y vómitos. Vista nublada. Cortaduras y rasguños que no se curan, o se curan lentamente. Picazón o entumecimiento en las manos o los pies. Infecciones recurrentes en la piel, la encía o la vejiga (cistitis). Elevados niveles de glucosa en la sangre y en la orina. Galactosemia Los bebés con galactosemia pueden desarrollar síntomas en los primeros días de vida si consumen leche artificial o leche materna que contengan lactosa. Los síntomas pueden deberse a una infección grave en la sangre con la bacteria E. coli. Convulsiones Irritabilidad Letargo Alimentación deficiente (el bebé se niega a tomar fórmula que contenga leche) Poco aumento de peso Coloración amarillenta de la piel y de la esclerótica (ictericia) Vómitos Características La galactosemia es un trastorno hereditario, lo cual quiere decir que se transmite de padres a hijos. Si ambos padres portan un gen anormal que cause esta enfermedad, cada uno de sus hijos tiene un 25% de probabilidades de resultar afectado.
- 13. Ocurre aproximadamenteen 1 de cada 60,000 nacimientos entre personas de raza blanca 7. ¿En qué consiste la prueba de tolerancia a la insulina y cuál es su valor diagnostico? Prueba de tolerancia a la insulina Es un examen de laboratorio para verificar la forma como el cuerpo descompone (metaboliza) el azúcar. Se toma inicial de una muestra de sangre (en ayunas de 10 a 12 horas), se inyecta la glucosa en una vena durante tres minutos. Los niveles de insulina en la sangre se miden antes de la inyección y de nuevo en los minutos uno y tres después de ésta, aunque el tiempo puede variar. Su valor diagnóstico es muy valioso ya que permite identificar enfermedades a tiempo 8. ¿Cuáles son los métodos más utilizados en el análisis de la glucosa? Prueba de tolerancia de glucosa oral (OGTT) y la prueba de tolerancia de glucosa intravenosa (IVGTT) en donde una cantidad fija de glucosa se administra oral o intravenoso respectivamente y las pruebas relanzadas del azúcar de sangre se realizan para comprobar la manipulación de la glucosa del cuerpo. Otra prueba importante es la hemoglobina glycosylated (HbA1C). Esta prueba da a idea sobre fluctuaciones de la glucosa en sangre durante la horma tres meses. 9. ¿Cuándo emplearía Ud. la Fructosamina? La Fructosamina es una prueba indicada por los médicos únicamente en casos especiales, donde el seguimiento al óptimo control de los niveles de glicemia requiere ser verificado por periodos más cortos de tiempo (1 a 3 semanas). Esta prueba debe ser utilizada si: Le están colocando o modificando un tratamiento para controlar a Diabetes Tiene Diabetes y está embarazada
- 14. Tiene DiabetesGestacional Tiene una enfermedad aguda y requiere mayor vigilancia por un tiempo determinado (1 a 3 semanas) En todo caso la Fructosamina es otra prueba más, que nos indicará como está nuestro control y lo importante es siempre mantener bien controlados los niveles de glucosa en sangre y chequearlos o monitorearlos diariamente 10.Prueba para diagnosticar diabetes mellis El diagnóstico de la DM se puede utilizar cualquiera de los siguientes criterios: 1. Una Hemoglobina glicosilada (A1C) ≥ 6.5% 2. Glicemia en ayunas (definida como un período sin ingesta calórica de por lo menos 8 horas) medida en plasma venoso que sea igual o mayor a 126 mg/dl (7 mmol/l) o 3. Glicemia medida en plasma venoso que sea igual o mayor a 200 mg/dl (11.1 mmol/l) 2 horas después de una carga de glucosa, durante una prueba de tolerancia oral a la glucosa (PTOG). La prueba debe ser realizada según las normas de la OMS, utilizando una carga de glucosa equivalente a 75g de glucosa anhidra disuelta en agua, o 4. Una glicemia casual (a cualquier hora del día SIN relación con el tiempo transcurrido desde la última ingestión de alimentos o bebidas) medida en plasma venoso que sea igual o mayor a 200 mg/dl (11.1 mmol/l) en un paciente con Síntomas de diabetes (descritos por las 4Ps: Poliuria, secreción y emisión extremadamente abundantes de orina, Polidipsia, sed excesiva, Polifagia, hambre voraz o excesiva y Pérdida inexplicable de peso).
- 15. DISCUCION Al momento dela practica en el laboratorio no teníamos una idea concreta de lo que eran los compuestos utilizados y para que servían, así que estábamos “azul”, pero una vez desarrollado el laboratorio se pudo observar las diferentes reacciones de reducción y, hacia los compuestos de los carbohidratos los indicativos eran los colores y la composición de la muestra que nos permitía identificar la reacción obtenida algo muy interesante es que estos carbohidratos tienen reacciones especificas por lo cual no van a reaccionar de la misma manera, así por ejemplo, se pudo identificar cuales tenían azucares pentosa usando la prueba de vidal o saber si eran monosacáridos o disacáridos por la prueba de Barfoed; la importancia biomédica de este laboratorio es reconocer algunos procesos metabólicos que se presentan en el cuerpo humano al trabajar con una de las biomoléculas esenciales. CONCLUSION Los carbohidratos son los compuestos más abundantes y ampliamente distribuidos en la naturaleza, se hallan en todos los tejidos de animales como en vegetales. Por su estructura química, los carbohidratos pueden considerarse derivados aldehídicos o cetónicos de polialcoholes o alcoholes polihidroxílicos. Pruebas de Reconocimiento de Carbohidratos Las más empleadas son las siguientes las cuales usamos en el laboratorio: Prueba de Molisch Prueba de Lugol Prueba de Barfoed. Prueba de Benedit Prueba de Bial.
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