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CARBOHIDRATOS
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CARBOHIDRATOS
Son de origen natural presentes en la proteína animal y vegetal, abundan en las hojas y partes verdes de las plantas, donde se sintetizan a partir del anhidrido carbónico de la atmósfera y el agua durante el proceso de la fotosíntesis.
Quimicamente, los carbohidratos son aldehídos y cetonas polihidroxilados, porque junto a estos grupos, se encuentran grupos hidroxilos, formando aldoles y cetoles.
Están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno aunque en algunos intervienen el azufre y nitrógeno.
Su nombre de debe a que muchos azúcares tienen la fórmula empirica CnH2nOn
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Desarrollan tres funciones fundamentales:
Las energéticas que proporcionan la mayor cantidad de calorías en los animales.
Las de reserva existen en el reino vegetal en forma de almidones y en el reino animal como glucógeno; en los dos casos propenden a convertirse en glucosa. Los almidones abundan en las gramineas, leguminosas y numerosos tubérculos que en conjunto están proporcionando suficiente cantidad de reserva en la dieta diaria.
Las estructurales como la celulosa que constituyen las fibras y leños de los vegetales.
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CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS
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PROPIEDADES GENERALES
SOLUBILIDAD: está relación inversa al peso molecular siendo los más solubles los monosacáridos que los polisacáridos. EXCEPCIÓN: glucógeno
SABOR: aunque la costumbre ha establecido el término azúcar como sinónimo de carbohidrato se les atribuye la propiedad de ser dulces.
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MONOSACÁRIDOS
Son derivados de los aldehídos y cetonas constituidas por un monómero, responden a la fórmula general. Están formados de 3 a 7 átomos de carbono.
Químicamente son polialcoholes, porque son cadenas de un grupo -OH en cada carbono.
Son solubles en agua, cristalizables y constituyen la fuente de energía de las células; su estructura básica es: ALDOLES O GLICEROLES Y CETOLES.
Caption: : El gliceraldehído contiene en su estructura al menos un carbono asimétrico. Cuando aparecen carbonos asimétricos, presentan distintos tipos de ismería.
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Las pentosas y hexosas presentan estructuras cíclicas.
La presencia de uno o varios atomos de carbonos asimétricos en un compuesto químico es responsable de la existencia de isomería óptica.
Un carbono asimétrico o quiral es un átomo que esta enlazado a 4 sustituyenes.
MONOSACÁRIDOS
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COMO SE NOMBRAN
Se nombran atendiendo al número de carbonos que presenta la molécula. Termiación característica es OSA.
Son triosas, tetrosas, pentosas, hexosas según 4,5,6 carbonos.
Para formar el aldol 4,5 o 6 carbonos se añade otro en el carbono contiguoal que lleva el grupo carbonilo; el carbono que se añada en el primer gliceraldehído lleva el primer hidroxilo a la derecha y en el otro a la izquierda; cada uno tiene su nombre propio
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El polarímetro sirve para la ubicación lateral de los hidroxilos. Este fenómeno se lo detecta de la siguiente manera: Se obtiene el rayo de luz polarizado dejando pasar un rayo de luz polarizado por el prisma polarizador. A cierta distancia de este prisma se coloca otro que se denomina analizador colocado en el mismo sentido que el primero. Cuando entre los dos prismas se coloca una solución de una sustancia puede suceder que el rayo polarizado lo atraviese sin cambiar el plano de vibración, el prisma analizador, que está en el mismo sen- tido deja pasar la luz con toda su intensidad entonces la sustancia es ópticamente inactiva. Por el contrario, cuando una sustancia modifica el plano de vibración del rayo, es preciso mover el prisma analizador, sea hacia la derecha (+) o hacia la izquierda (-), denominándo- se ópticamente activos; si se ha movido hacia la derecha se denominan Dextrógiros (D) y si es al contrario se denominan Levógiros ( L ), reconociéndolas con las siglas ( +D ) ( -L ).
Visión en el polarímetro
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Posiciones Dextrógiro-D o Levógiro-L
Para designar con estas direcciones se toma en cuenta el carbono Nº4 de las pentosas y el carbono Nº5 de las hexosas.
Es dextrógiro-D si el hidroxilo del carbono 4to o 5to se ubica a la derecha; si se localizan a la izquierda son levógiros.
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Clasificación de los monosacáridos
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ESTRUCTURA DE FISHER
La estructura cíclica se efectúa de acuerdo al siguiente proceso:
plantea la formación de un puente de oxígeno entre el C1 y el C4 de los pentosas; o entre el C1 y el C5 en las hexosas.
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Posiciones alfa y beta de Fisher y Hawrth
En Fisher es alfa cuando el hidroxilo del primer carbono se ubica a la derecha y beta porque el hidroxilo del primer carbono se ubica a la izquierda. La estructura de Haworth se origina a partir de la estructura de Fisher. Los hidroxilos de la derecha se ubican en la parte externa o abajo o si van a la izquierda se ubican en el interior o arriba del ciclo.
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Caption: : La principal de esta serie la D-ribosa tiene el puente de oxígeno entre el C1 y C4 dando las formas alfa y beta.
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PRINCIPALES CETOSAS O CETALES
Caption: : FORMACIÓN ESTRUCTURA DE HAWORTH
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PRINCIPALES MONOSACÁRIDOS
Los más importantes son la ribosa, desoxirribosa, glucosa, fructosa, galactosa.
Dentro de las aldosas, las principales son la α-D-ribosa y la β-D-desoxirribosa, porque forman parte de las estructuras de los ácidos ribunocleico y desoxirribunocleico, respectivamente.
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O azúcar de la uva, es una aldohexosa, es utilizado por las células como fuente de energía.
Se encuentra en forma libre en la sangre.
Se puede obtener de la digestión de los glúcidos que tomamos con el alimento
Al degradarse en CO2, y H2,0 proporciona la energia que nuestras células necesitan para sus múltiples actividades. La mayoría de los carbohidratos se convierten en glucosa dentro del organismo por ser la principal fuente de energía, cuando el organismo no tolera a ésta, se produce la diabetes.
La glucosa es indispensable para mantener la integridad funcional del b nervioso así como para el metabolismo normal de las grasas.
GLUCOSA
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FRUCTOSA
Es una cetohexosa que se encuentra en las frutas, manzanas, peras miel se emplea en la preparación de jugos artificiales.
Las gaseosas contienen un importante porcentaje de fructosa como endulzante.
Cuando el organismo no tolera la fructosa el único tratamiento posible es dejar de comer esos alimentos
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GALACTOSA
Se encuentra en los lácteos, legumbres como las habas y guisantes.
Se utiliza par ala elaboración de helados, caramelos, medicamentos, galletas y productos de confitería.
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Azúcares dobles.
Se forman cuando se combinan dos monosacáridos por medio de un enlace glucosídico, formándose un disacárido más una molécula de agua.
Tienen la fórmula de C12H22O11 y entre los más importantes se encuentran la sacarosa, lactosa y maltosa.
DISACÁRIDOS
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SACAROSA
Resulta de la asociación de la α-D-Glucosa con la β-D-Fructosa(1-2)
Abunda en la ca;a de azúcra, remolacha, maíz, banano
Es el azúcar de mesa su utiliza en muchos alimentos.
Caption: : C6H12O6 + C6H12O6 --- C12H22O11+ H2O
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Disacárido del almidón formado por 2 moles de α-D-Glucosa: enlace (1-4).
Se encuentra en las semillas germinales de cereales.
MALTOSA
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Se combina una molécula de α-D-Glucosa + β-D- Galactosa, unida por los carbonos 1 y 4 respectivamente.
Es el más abundante es la leche de los mamíferos y es la principal fuente de carbono y energía para un recién nacido.
LACTOSA
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Son biomoléculas de reserva energética y estructurales, unidas por cadenas de monosacáridos.
Forman parte del ADN y proteínas.
Son polímeros biológicos y forman parte de la vida activa del ser vivo.
Son la base de la alimentación humana, se encuentran en las frutas, semillas, cereales, arroz, pastas, pan, etc. Debido a su estructura química compleja, estos se convierten en azúcares más simples para poder ser absorbidos por la célula.
IMPORTANCIA
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POLISACÁRIDOS
La mayor parte de los carbohidratos se presentan como polisacáridos que se froman cuando se unen varias unidades de monosacáridos, generalemente glucosa.
Su fórmula general es Cn (H2O)n-1
Los polisacáridos forman cadenas lieneales, helicoidales o ramificadas.
De acuerdo a las propiedades nutritivas que aportan, se divide en:
Digeribles: almidón y glucógeno
No Digeribles: celulosa, hemicelulosa y quitina.
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ALMIDÓN
Presente en células vegetales. Es un homopolisacárido con función de reserva energética, formado por dos moléculas, polímeros de glucosa, la amilosa y la amilopecina La amilosa está formada por glucosas unidas por enlace (1→4) y adquiere una estructura helicoidal.
La amilopectina está formada por glucosas unidas por enlaces (1→4) y (1–6). Estos enlaces (1→6) originan ramificaciones, que se repiten en intervalos de secuencias desiguales de monosacáridos y recubren a la amilosa
El almidón resulta de la mezcla en un 20% que es soluble en agua y toma una coloración azul, y, La amilopectina en un 80% que es insoluble en el agua y da un color violeta en presencia del yodo.
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GLUCÓGENO
Es un Homopolisacárido con función de reserva energética que aparece en animales y hongos.
Se acumula en el tejido muscular esquelético y en el hígado.
Está formado por glucosas unidas por enlace (1-4) y presenta ramificaciones formadas por enlaces (16).
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CELULOSA
Es un homopolisacárido formado por glucosas unidas por enlace B celobiosa (1-4),. Las cadenas de celulosa se unen entre sí, mediante puentes de Hidrógeno, formando fibras más complejas y resistentes. Es típico de paredes celulares de las plantas leñosas, aunque también la pueden tener otros seres, incluso animales. Otorga resistencia y dureza.
Confiere estructura al tejido que la contiene.
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QUITINA
Es un homopolisacárido con función estructural.
Formado por la unión de N- acetil-D-glucosaminas unidos por el enlace B-(1-4)
Forma el exoesqueleto de los insectos.
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Los carbohidratos estructurales forman parte de las paredes celulares en los vegetales y les permiten resistir cambios en la presión osmótica entre los espacios intra y extracelulares En arbustos y árboles, la celulosa construida, cumple la doble función de carga y soporte. La celulosa es de origen vegetal, aunque algunos invertebrados lo tienen en sus cubiertas protectoras. El polisacárido estructural más abundante en los insectos, es la quitina.
Función Estructural de los Carbohidratos
Algunos carbohidratos estructurales:
Celulosa: Componente de la pared celular de los vegetales. Se considera la molécula orgánica más abundante en la naturaleza.
Xilanos: Son componentes de la madera, otros polisacáridos, como las pectinas, no tienen valor alimenticio pero desempeñan un importante papel en la elaboración de muchos alimentos al actuar como espesantes y estabilizantes.
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Localización y Función Polisacáridos
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Pueden servir como reservas energéticas o conferir estructura al ser vivo que los tiene.
La función que cumplan, vendrá determinada por el tipo de enlace que se establece entre los monosacáridos formadores.
FUNCIÓN ENERGÉTICA DE LOS CARBOHIDRATOS
La presencia de funciones oxigenadas permiten que interaccionescon el agua y las grasas; éstas se utilizan como fuente energética de uso diferido: son combustibles de uso inmediato
Cada gramo de carbohidratos aporta con 4kcal de energía.
Los carbohidratos ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidación de las proteínas.
IMPORTANCIA BIOLÓGICA POLISACÁRIDOS
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