TP de Hidratos de Carbono / Carbohidratos

Escuela de Educación Técnico Profesional de Nivel Medio en Producción Agropecuaria y Agroalimentaria- Facultad de Ciencias Veterinarias UBA

Trabajo Práctico Grupal Carbohidratos

Alumnos. Beorlegui, Tomás; Rosa Díez, Rodrigo y Nicolás, Gajst

Curso: 4to                    Profesor: Pablo Rodríguez

División: “B”                 Materia: BioQuímica

1) Los hidratos de carbono, también llamados glúcidos o carbohidratos, son componentes importantes y vitales en los seres vivos. Están presentes en tejidos vegetales, en los cuales forman los componentes fibrosos o leñosos de su estructura y los compuestos de reserva nutricia de tubérculos, semillas y frutos. Otra definición válida para los carbohidratos es que son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y estructural. El término "hidrato de carbono" o "carbohidrato" es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales como carbonilo e hidroxilo.

Los carbohidratos tienen dos principales funciones dentro de los seres vivos. Por un lado son moléculas energéticas de uso inmediato para las células (glucosa) o que se almacenan para su posterior consumo (almidón y glucógeno). Por otra parte, algunos polisacáridos tienen una importante función estructural ya que forman parte de la pared celular de los vegetales (celulosa) o de la cutícula de los artrópodos.

Los hidratos de carbono, a su vez, tienen su propia clasificación, la cuál es según la complejidad de la molécula:

a) Monosacáridos: están formados por una sola molécula; no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH₂O)_n, donde n es cualquier número igual o mayor a tres, su límite es de 7 carbonos. Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus átomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto.

b) Oligosacáridos: están compuestos por la unión de entre 2 y 10 monosacáridos que pueden ser separados por hidrólisis. Dentro de este grupo los más representativos e importantes son los disacáridos. Como ejemplos podemos tomar a la sacarosa, la cual es una unión entre fructosa y glucosa. Se obtienen al estado cristalino, son solubles en agua y , en general, poseen sabor dulce.

c) Polisacáridos: Son moléculas de gran tamaño, constituidas por la unión de numerosos monosacáridos, dispuestos en cadenas lineales o ramificadas. Los polisacáridos son compuestos amorfos, insolubles en agua e insípidos. Representan una clase importante de polímeros biológicos y su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento.

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.

■    .Energía – 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.

■    Se suele recomendar que minimamente se efectúe una ingesta diaria de 100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos metabólicos.

■    Ahorro de proteínas – Cuando el cuerpo no dispone de suficientes hidratos de carbono, éste utilizará las proteínas con fines energéticos, consumiéndose e impidiéndole, por tanto, realizar otras funciones de construcción.

■    Regulación del metabolismo de las grasas – En caso de no cumplir con una ingestión suficiente de carbohidratos, las grasas se metabolizan como cuerpos cetónicos, que son productos intermedios que pueden provocar problemas: cetosis – La cetosis es una situación metabólica del organismo originada por un déficit en el aporte de carbohidratos, lo que induce el catabolismo de las grasas a fin de obtener energía, generando unos compuestos denominados cuerpos cetónicos..

■    Estructura – los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo, pero igualmente importante.

 2) Los monosacáridos o azúcares simples son los glúcidos más sencillos; no se hidroliza, es decir, que no se descomponen en otros compuestos más simples. Poseen de tres a siete átomos de carbono.¹ y su fórmula empírica es (CH₂O)_n. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-7), terminado en el sufijo -osa. El principal monosacárido es la glucosa, la principal fuente de energía de las células. Como poseen la función de aldehído, los monosacáridos se llaman aldosas; si tienen función cetona, cetosas. Comúnmente, se suele combinar en el nombre la indicación del número de carbonos y la función. Los monosacáridos más simples son triosas, de los cuales existen una aldotriosas, gliceraldehído y una cetotriosa, la dihidroxiacetona. Los monosacáridos son sustancias reductoras, especialmente en medios alcalinos. Los grupos aldehído o cetona son responsables de esta propiedad. Los monosacáridos se nombran atendiendo al número de carbonos que presenta la molécula:

Tetrosas: cuatro carbonos

Pentosas: cinco carbonos

Hexosas: seis carbonos

Heptosas: siete carbonos

3)a- Glucosa: 

        Galactosa: 

 

         Fructosa: 

b) Glucosa: es el azúcar reductor más abundante del organismo

    Fructosa: no es reductora

    Galactosa: no es reductora

c) Glucosa: se encuentra libre en frutos maduros y también en sangre y humores orgánicos de los vertebrados.

Fructosa: se encuentra libre en frutos maduros, en otros órganos de vegetales y principalmente en la miel.

Galactosa. Principalmente se encuentra libre en cualquier parte de la naturaleza, comúnmente se asocia en moléculas más complejas.

d) Glucosa: Es la fuente primaria de síntesis de energía de las células, mediante su oxidación catabólica, y es el componente principal de polímeros de importancia estructural como la celulosa y de polímeros de almacenamiento energético como el almidón y el glucógeno.

Fructosa: La función de la fructosa es actuar como combustible de energía porque es un monosacárido, se quema en las mitocondrias liberando energía química en forma de ATP, al igual que la glucosa y la galactosa, son las hexosas más conocidas y tienen esa misma función en común.

Galactosa: se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético. Además, forma parte de los glucolípidos y las glucoproteínas de las membranas celulares de las células, sobre todo de las neuronas.

4) Los disacáridos son un tipo de glúcidos formados por la condensación (unión) de dos azúcares monosacáridos iguales o distintos mediante un enlace O-glucosídico (con pérdida de una molécula de agua) pues se establece en forma de éter siendo un átomo de oxígeno el que une cada pareja de monosacáridos, mono o dicarbonílico, que además puede ser α o β en función del -OH hemiacetal o hemicetal. Los disacáridos más comunes son:

●     Sacarosa: formada por la unión de una glucosa y una fructosa. A la sacarosa se le llama también azúcar común. No tiene poder reductor.

●     Lactosa: formada por la unión de una glucosa y una galactosa. Es el azúcar de la leche. Tiene poder reductor .

●     Maltosa, isomaltosa, trehalosa y celobiosa: formadas todas por la unión de dos glucosas, son diferentes dependiendo de la unión entre las glucosas. Todas ellas tienen poder reductor, salvo la trehalosa.

5)  SACAROSA:

Esta molécula no es considerada reductora, ya que no contiene ningún átomo de carbono libre, puesto que los carbonos anoméricos de sus dos unidades monosacáridos constituyentes se hallan unidos entre sí. 

Sacarosa o azúcar de caña y remolacha: 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.

La sacarosa tiene como función principal en el organismo humano ayudar en la generación de energía.

MALTOSA:

Es una molécula reductora ya que uno de los carbonos anoméricos está libre. No se encuentra en ningún lado excepto en granos de cebada, sino que se obtiene por la hidrólisis de almidón y glucógeno. Es un azúcar fermentable, es decir, que la mayoría de los microorganismos pueden utilizar este disacárido como fuente de energía en sus reacciones metabólicas.

 LACTOSA:

Es no reductora ya que el carbono anomérico de la glucosa se mantiene libre. Este carbohidrato está presente en la leche materna de los mamíferos durante la lactancia. Su función es la de aporte energético y es muy importante biológicamente ya que es la principal entrega de energía al bebé durante la lactancia.

6) Los polisacáridos son sustancias mucho más complejas que los glúcidos hasta aquí considerados. Están constituidos por numerosas unidades de monosacáridos, unidas entre sí por enlaces glicosídicos. Algunos de ellos son polímeros de un solo tipo de monosacárido, entonces reciben el nombre de homopolisacáridos. Cuando están constituidos por más de una clase de monosacáridos se los llama heteropolisacáridos. Además, 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.

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.  los polisacáridos responderán casi siempre a la fórmula general: C_x(H₂O)

7) La celulosa es un biopolímero compuesto exclusivamente de moléculas de β-glucosa (desde cientos hasta varios miles de unidades),pues es un homopolisacárido. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre. La celulosa se forma por la unión de moléculas de β-glucopiranosa mediante enlaces β-1,4-O-glucosídico. Al hidrolizarse totalmente se obtiene glucosa. La celulosa es una larga cadena polimérica de peso molecular variable, con fórmula empírica (C₆H₁₀O₅). La celulosa es un polisacárido estructural en las plantas, ya que forma parte de los tejidos de sostén. La pared de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40% de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón, con un porcentaje mayor al 90%.

A pesar de que está formada por glucosas, los animales no pueden utilizar la celulosa como fuente de energía, ya que no cuentan con la celulasa, la enzima necesaria para romper los enlaces β-1,4-glucosídicos y por ello los animales no pueden digerir. Sin embargo, es importante incluirla en la dieta humana (fibra dietética) porque al mezclarse con las heces facilita la digestión y ayuda con el estreñimiento.La celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa, en la que se establecen múltiples puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, haciéndolas impenetrables al agua, lo que hace que sea insoluble en agua, y originando fibras compactas que constituyen Pared celular de las células vegetales. También tiene dos paredes celulares: La pared celular vegetal se construye de diversos materiales dependiendo de la clase de organismo.

8) El almidón es la reserva nutricional de las plantas. Existen dos formas de almidón ya tratadas en el apartado anterior: la amilosa o almidón no ramificado que consiste en una serie de residuos de glucosa unidos mediante enlaces 1,4 y la amilopectina o forma ramificada del almidón que tiene un enlace 1,6 cada treinta enlaces, de modo que es semejante al glucógeno, pero mucho menos ramificada.

El glucógeno representa la principal forma de almacenamiento de carbohidratos tanto en animales como en las plantas. Cuando existe una disminución significativa de glucosa en sangre, el glucógeno es degradado por medio de una serie de enzimas para cubrir las necesidades energéticas de nuestro organismo. El glucógeno es un azúcar de reserva energética que se encuentra en las células animales. Es un polímero ramificado de glucopiranosas unidas mediante enlaces O-glucosídicos a-1,4 que, cada 10 residuos aproximadamente, tiene una ramificación a-1,6. Las ramificaciones sirven para aumentar la solubilidad del glucógeno y hacer más accesibles al agua las unidades del azúcar.

9) La glucemia es la medida de concentración de glucosa libre en la sangre, suero o plasma sanguíneo. Constituye una de las más importantes variables que se regulan en el medio interno (homeostasis).El término fue propuesto inicialmente por el fisiólogo francés Claude Bernard (1813-1878). Muchas hormonas están relacionadas con el metabolismo de la glucosa, entre ellas la insulina y el glucagón (ambos secretados por el páncreas), la adrenalina (de origen suprarrenal), los glucocorticoides y las hormonas esteroides (secretadas por las gónadas y las glándulas suprarrenales).

La hiperglucemia es el indicador más habitual de la diabetes, que se produce como resultado de una deficiencia de insulina, en el caso de la diabetes de tipo I o una resistencia a la insulina, en el caso de la diabetes de tipo II.

FUENTES:  es.wikipedia.org; Guia de Hidratos de Carbono (Capitulo 4, Octava edición, Editorial El Ateneo) y carbohidratos.net