GLUCIDOSO

CARBOHIDRATOS

BIOMOLECULAS

ANDRES GABRIEL HEBER ANER

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICOFACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES IZTACALA

La comida es el mejor medicamento, por eso es importante comer en la cantidad correcta y el momento correcto, para ello:

Sección 1: la debes llenar con proteína(pollo, pescado, res, atun, salmon, sardina, jamón de pavo, quesos magros, clara de huevo) NO FRITOS.

La ración no debe ser mayor al extensor y grosor de la palma de tu mano.

divide tu plato en tres secciones.

Existen dos caminos que tu puedes elegir para llenar las secciones dos y tres.

Debes agregar una cucharada de grasa monoinsaturada en cualquier plato(aceite de oliva, almendras, pistaches, nueces, aceitunas...)

Carbohidratos favorables:la sección dos y tres las debes llenar con carbohidratos favorables(vegetales, verduras, frutas).Excepto: banana, higo, remolacha, elote y papa.

Carbohidratos desfavorables:si deseas comer carbohidratos desfavorables como pan,pasta, cereal, arroz, legumbres, frituras, galletas, tortas, tostadas, vino, cerveza, solo llenaras la sección dos y la tres la dejaras vacía.

FUENTES PRINCIPALES

CARBOHIDRATOS O GLUCIDOS

Hidratos de carbono, glúcidos, polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas, sencillos o complejos.

Habitualmente se les denomina azucares.“grupo de sustancias que comprenden los azucares reductores no hidrolizables y las sustancias que por hidrolisis dan uno o varios de dichos azucares”

Los glúcidos derivan de la palabra “glucosa” vocablo glykys=dulce

Conformados por un grupo carbonilo (C=O) puede ser un grupo aldehído(-CHO), grupo cetonico(-co) y grupos hidroxilos(-OH).Formula general (CH2O)n

Origen: provienen en su mayoría del reino vegetal y otros se originan en el reino animal.En los vegetales se forman durante el proceso de asimilación clorofiliana constituyendo junto con las proteínas y los lípidos el material básico energético de la alimentación Humana.

Son los primeros productos que se forman en la fotosíntesis: los cloroplastos de los vegetales superiores usan la energía solar para fijar el CO2, combinarlo con el agua y convertirlo en carbohidratos desprendiendo oxigeno libre.

6CO2 + 6H2O----->C5H12O6 + 6O2

Diastereoisomeria o isomeria optica

La diastereoisomeria en los compuestos organicos se debe a la presencia de carbonos tetraedricos que presentan cuatro sustituyentes diferentes.

C C

Estereoisomeros o estereomeros.

Misma estructura, pero diferente configuracion.

Son enantiomeros (enanintos=opuestos), con estricturas tridimencionales que no son superponibles con sus imágenes especulares (quilaridad).Se identifican por medio de los prefijos D y L.El ultimo carbono asimetrico se usa para refeir un azucar como:Familia D (dextrogira): -OH esta a la derecha.Familia L (levogira): -OH esta a la izquierda.

Cuando las formas alfa y beta están disueltas en agua, la rotación especifica cambia gradualmente, hasta lograr un equilibrio de + 57.2°, este cambio se llama mutarrotacion.

Molecula superponible con su imagen especular.No es opticamente activa.Es incapaz de desviar el plano de la luz polarizada.

Moleculas no quiralessuperponibles.

Isomeros opticos Dos enantiomeros dezvian el plano de

la luz polarizada en la mimam magnitud pero en sentidos opuestos.

Moleculas quiralesimágenes especulares

no superponibles

Sin plano de simetria. En cualquiera de estas dos moleculas

QUIRALNo es superponible con su imagen en

el espejo

AQUIRALEs superponible con su imagen en

el espejo

HemicelulosaConstituyen las paredes celulares de frutas, tallos, y las

cascaras de granos.Forman aprox., 1/3 parte de las estructuras leñosas de

las plantas.Son cadenas largas con una gran variedad de pentosas,

hexosas y sus correspondientes acidos uronicos.No son digeribles, pero pueden ser fermentadas por

levaduras y bacterias.Los polisacaridos que producen pentosas al desdoblarse

se llaman pentosanos, como la xilana que consiste de unidades de D-xilosa coectadas por enlaces 1ᵦ--->4.

xilana

arabinoxilanoEn el salvado (cubierta exterior de granos) como el

trigo, el centeno y la cebada.Con un esqueleto de xilana con unidades de L-arabinofuranosa distribuidas al azar con enlaces α1--->2 y α1--->3 a lo largo de la cadena de xilosas.Las xilosa y la arabinosa son pentosas, por eso los

arabinoxilanos tambien se clasifican como pentosas

arabinoxilano

PECTINA Es un éster con cadenas de 300 a 1000 unidades de acido

galacturonico conectadas por enlaces α1--->34. El grado de esterificación afecta las propiedades gelificantes

de la pectina La estructura tiene 3 metil esteres (-COOCH3) por cada 2

grupos carboxilos (-COOH) Sirven como cemento en las paredes celulares de todos los

tejidos de las plantas Las cascaras de limón o naranja (parte blanca) contienen

aproximadamente el 30% La pectina es un ingrediente importante para conservar

frutas, jaleas, y mermeladas.

Agar, agar-agar Se extrae de algas y se usa como espesante en muchos

productos alimenticios por sus propiedades gelificantes Es un polímero de la agarobiosa, un disacárido compuesto

de D-galactosa y 3,6-anhidro-L-galactosa. Los geles de agar refinado se usan para hacer cultivos de

bacterias o tejidos celulares, y para electroforesis de ácidos desoxirribonucleicos.

La agarobiosa es el disacarido principal del agar.

Se diferencian del agar porque sustituyen algunos grupos hidroxilo con grupos sulfatos(-OSO3)También se usan para espesar y gelificar productos alimenticios

Carragenanos, polisacáridos que también se derivan de las algas

ACIDO ALGINICO, ALGINATOS El alginato se extrae de algas marinas (Macrocystis pyriferia). Constituidos de secuencias distribuidas al azar de acidos β-

Dmanuronico y α-L-guluronico con enlaces 1--->4. Son insolubles en agua, pero pueden absorber una gran cantidad

de agua y se usan como agentes gelificantes y espesadores Se usan en la fabricación de textiles, papel, cosmeticos. El alginato de sodio se usa en la industria alimentaria para

aumentar la viscosidad y como emulsificante.

Usos: en productos comestibles como helados y en alimentos dieteticos donde sirven para la supresion de apetito

En odontologia para hacer impresiones dentales

Acido alginico

Quitina Componente estructural principal de los exoesqueletos de invertebrados,

artrópodos, crustáceos, insectos, centipodos, milipodos y arañas. En las paredes de la mayor parte de los hongos y de muchas algas, es

casi tan abundante como la celulosa. La quitina y la quitosana presenta propiedades cicatrizantes y

bioestimulantes, aplicaciones de interés como son la agricultura y la biomedicina.

Unidades basicas: N-acetil-D-glucosaminas unidas por enlaces β[1--->4]glucosidicos. Solo se diferencian

quimicamente de la celulosa en que cada grupo OH-C(2) se halla sustituido por una funcion acetamida.

El analisis por rayos X indica que la quitina y la celulosa poseen estructuras semejantes

DISACARIDOS

DISACARIDOS Compuestos por dos residuos de monosacáridos. Unidos por un enlace glucosidico (éter), con perdida de una

molécula de agua. Es estable frente a la accion de las bases y se hidroliza frente a los

acidos Se dividen dependiendo de la existencia o no de un-OH anomerico

libre (si entra o no a formar parte del enlace glucosidico) Azucares reductores: presentan un -OH anomerico libre. Azucares no reductores: no presentan ningun –OH anomerico libre.

Solo contienen grupos acetal o cetal, no dan pruebas positivas con estas soluciones.

El carbono anomerico de un monosacarido reacciona con el carbono anomerico del otro monosacarido.

Se forma un disacarido o azucar no reductor, donde no queda ningun carbono anomerico libre y no podra presentar mutarrotacion. En este caso, el enlace no es estrictamente hablando acetalico.

Los azucares reductores Incluyen todos los monosacáridos y algunos disacáridos.

Base de las pruebas de azucares reductoresEn soluciones alcalinas reducen iones oxidantes como:

Ag+-, Hg++, Cu++ y Fe(CN)+++Son oxidados para formar una mezcla compleja de ácidos.Se enolizan (convierten) en soluciones alcalinas.Los enedioles se rompen en las dobles ligaduras y dan

una mezcla compleja de productos, que aumenta enormemente la efectividad del poder reductor de un azúcar, y los carbohidratos que contienen un grupo hemiacetal o hemicetal dan pruebas (+).

Provocan la alteración de las proteínas mediante la reacción de Maillard o glicacion( se produce en varias etapas, iniciales y finales de la glucosilacion no enzimática).(envejecimiento celular y desarrollo de las complicaciones crónicas de la diabetes).

La glucosa es el azúcar reductor mas abundante.

DISACARIDOS. Se producen cuando se combinan químicamente dos

monosacáridos.Maltosa---------> glucosa + glucosa

Lactosa----------> glucosa + galactosa Sacarosa*(sucrosa)----------> glucosa +

fructosa Celobiosa-------> glucosa + glucosa

Se nombran indicando el

lugar de formación del enlace glucosidico, el

tipo de configuración y el numero de azúcar

que intervienen. Lactosa: 1-β-D-galactopiranosa-4-α-

D-glucopiranosa.

disacarido

polisacarido

ALGUNOS DISACARIDOS IMPORTANTES

Sacarosa: C12H22O11 azúcar común de mesa. Soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol y eter. Cristaliza en forma de agujas largas y delgadas. Sustancia dextrogira. α-D-glucopiranosil(1--->2) β-D-fructofuranosa.

Lactosa: C12H22O11 se obtiene de la leche en forma de cristales. En presencia de enzimas apropiadas fermenta a acido lactico y acido butirico, es menos dulce que la sacarosa y menos soluble en agua que la glucosa y la sacarosa. Gira el plano de polarizacion de la luz a la derecha.En la hidrólisis, produce glucosa y galactosa, formada por β-D-galactosa y D-glucosa unidas 1-β---->4. Es reductor.

Maltosa: C12H22O11 se forma por la accion de la amilasa sobre el almidon. Es soluble en agua ligeramente soluble en alcohol y cristaliza en finas agujas, es dextrogira. Por hidrólisis forma dos moleculas de glucosa (enlace 1--->4).

Celobiosa: C12H22O11 azucar doble. Se obtiene por hidrólisis de la celulosa, formada por dos D-glucosa unidas por un enlace 1-β---->4

Trehalosa. Presente en el jugo de la caña, champiñones, setas, hemolinfa de insectos. Se obtiene a nivel industrial partiendo del almidon de cereales y se usa en alimentos para deportistas.

Gentibiosa: Presente entre los azucares de la miel

Oligosacaridos Al hidrolizarse dan de 3 a 8 moléculas de monosacáridos Los marcadores oligosacáridos son los mediadores de una

variedad de interacciones intercelulares Los trisacáridos están formados por la condensación de

tres moléculas de monosacáridos. En leguminosas: soya, frijoles, garbanzo, cacahuates,

chicharos, alubias, etc. Esta unida a una molécula de galactosa al unirse 1, 2 o 3

moléculas del mismo azúcar forma los oligosacáridos: estaquiosa, verbascosa y ajucosa.

Se caracterizan por ser productores de gases intestinales en el ser humano, debido a que el tracto no sintetiza la α-galactosidasa, enzima que actúa sobre estos oligosacáridos.

No son hidrolizados durante el metabolismo normal de los alimentos.

La molécula de almidón adopta una disposición en hélice dando una vuelta por cada 6 moléculas de glucosa, además cada 12 glucosas presenta ramificaciones por uniones 1α-6. El almidón se reconoce fácilmente por teñirse de violeta con disoluciones de iodo(solucion de lugol). Se encuentra en abundancia en las semillas de los cereales y en el tuberculo de la patata.

Amilopectina.Su estructura primaria en las cercanias de los puntos de ramificacion α(1-6)

Restos de glucosa en los puntos de ramificacion (distancia real de los puntos de ramificacion es de 24 a 30 restos de glucosa por termino medio)

La amilopectinaConstituye un 70-80% del almidonSon 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 ramificacion.

Fabricado por las plantas verdes durante la fotosintesis (almacen de energia).

Forma parte de las paredes celulares y de las fibras de las plantas rigidas.

Los granulos de almidon de las plantas presentan un tamaño, forma y caracteristicas espesificos.

Fragmento de la molecula del almidon (amilopectina). En un circulo al monomero que lo constituye: la glucosa.

glucosa

Ramificaciones 1α -6

uniones 1α -4

Glucogeno Denominado almidón animal tiene una estructura casi idéntica

a la amilopectina Estructura mucho mas ramificada que la amilopectina, con

cadenas de 11 a 18 residuos de α-glucopiranosa unidos por enlaces glucosidicos α [1--->4] y ramificaciones unidas a la cadena por medio de enlaces glucosidicos α [1--->6] .

Conforme el cuerpo precisa glucosa, la hidrólisis del glucógeno la libera en el torrente sanguíneo, y sirve de reserva energética en los animales superiores.

Polisacárido principal en que se almacena la glucosa. En el hígado (10%) y tejidos musculares (1%)

Pueden encontrarse pequeñas cantidades de glucógeno en ciertas células gliales del cerebro.

Una sola molécula de glucógeno puede contener mas de 120000 moléculas de glucosa.

La importancia de que el glucogeno sea una molecula muy ramificada es debido a que:

Aumenta su solubilidadPermite la abundancia de residuos de glucosa no

reductores que van a ser los lugares de union de las enzimas glucogeno fosforilasa y glucogeno sintetasa (facilitan tanto la velocidad de sintesis como la degradacion del glucogeno).

Gracias a la capacidad de almacenamiento de glucogeno, se reducen al maximo los cambios de presion osmotica que la glucosa libre podria ocasionar tanto en el interior de la celula como en el medio extracelular.

aldotriosas

aldotetrosa

aldopentosas

aldohexoas

Polioles o itoles: estructura semejante al azúcar pero con la función carbonilo reducida a alcohol. Todos los carbonos de la estructura tienen una función alcohol.

Se les designa con la terminación ITA y con la terminación OL:

Con 5 átomos de carbono se denominan pentitas: arabita o arabitol

xilita o xilitol .

Con 6 átomos de carbono, hexitas: Inosita o inositol Manita o manitol Sorbita o sorbitol

Existen dos tipos de osas:La serie D (dextrogira, abundantes en la

naturaleza). Sus disoluciones hacen rotar el plano de la luz polarizada hacia la derecha.

La serie L (levogira, cristaliza con dificultad y funden a un rango de 120 a 140°C). Sus disoluciones hacen rotar el plano de la luz polarizada hacia la izquierda

Estas letras se refieren a las posisiones estructurales de disposicion espacial del OH del centro quiral mas alejado del grupo carbonilo. En la proyeccion de Fischer esta a la derecha y la L indica que se halla a la izquierda.

Principales monosacaridos

D-glucosa (dextrosa) (aldohexosa)

D-ribosa (aldopentosa)

D-fructosa (levulosa) (cetohexosa)

Se dividen en aldosas (aldehido) y cetosas (cetona)

ALDOSAS

CETOSASIntermediarios fundamentales en la

biosíntesis y metabolismo de carbohidratos

El carbono anomerico (posición 1, ), lleva un grupo CH”OH, como sustituyente.

Su principal compuesto es la fructosa

Estructura cíclica. El grupo carbonilo(aldehidos o cetona), pueden reaccionar con un hidroxilo de la misma molécula para formar un hemiacetal cíclico, que se halla en equilibrio convirtiéndola en anillo.

Ciclación de la glucosa (forma piranosa)

Ciclación de la fructosa (forma furanosa)

Estructura cíclica . Transición de la proyección de Fischer a la de Haworth.

Proyección cíclica de Fischer de la α-D-glucosa

Proyección de Haworth de la α-D-glucosa

Estas estructuras pueden ser representadas por los diagramas Fisher o Haword. La numeración de los carbonos en los carbohidratos procede desde el carbono carbonilo, para las aldosas, o a partir del carbón más cercano al carbonil, para las cetosas.

                                             

Cuando son representados en la proyección Fischer, la configuración al colocar al hidroxilo unido al carbón anomérico es hacia la derecha, hacia el anillo. Cuando son representados en la configuración Haworth, la configuración se coloca al hidroxilo hacia abajo.

Derivados de azucares D-glucoronato:Derivado carboxílico de la glucosaD-glucoronato, que forma parte de los glucoronidos y esta presente en los glucosaminoglucanos.

Ácidos uronicosMoléculas de monosacárido que tiene el –CH2OH de la posición 6 oxidada a acido –COOH. Los mas importantes son: acido glucoronico, acido galacturonico, acido iduronico, acido manuronico. Aminoazucares o azucares aminados. Tienen una función NH2 en ves de alguno de lo OH. Se encuentran en algunos antibióticos Diversos grupos hidroxilo de los monosacáridos se puede sustituir

por grupos amino

a)glucosamina(2-amino-2-desoxi-D-glucosa)b)galactosamina(2-amino-2-desoxi-D-galactosa)

Abreviaturas de monosacaridos mas comunes y algunos de sus derivados