Hidratos de carbono y lípidos

Taller Nº3
1.− Indicar definición y función de los hidratos de carbono (h de c.)
2.−Escriba la clasificación de los hidratos de carbono.
3.−Indicar y definir todas las reacciones quÃ-micas de H de C.
4.− Indicar definición y función de los lÃ-pidos
5.− Escriba la clasificación de los lÃ-pidos.
6.− Escriba la estructura base de:
−Ceras.
−Triglicéridos.
−Fosfogliceridos.
−EsfingolÃ-pidos.
7.− Indicar definición y función de las proteÃ-nas.
8.−Indicar los niveles estructurales de las proteÃ-nas.
9.−Escribir la estructura base de los aminoácidos (aa) e indicar los aa. Esenciales.
10.− indicar definición y clasificación de las vitaminas.
Desarrollo.
1.− Los carbohidratos son la más importante fuente de energÃ-a en el mundo. Representan el 40−80% del
total de la energÃ-a ingerida, dependiendo, claro está, del paÃ-s, la cultura y el nivel socioeconómico.
Los carbohidratos son compuestos orgánicos compuestos por carbono, hidrógeno y oxigeno en una
relación 1:2:1 respectivamente. Su fórmula quÃ-mica es (CH2O)n, donde la n indica el número de veces
que se repite la relación para formar una molécula de hidrato de carbono más o menos compleja.
Aunque todos ellos comparten la misma estructura básica, existen diferentes tipos de hidratos de carbono
que se clasifican en función de la complejidad de su estructura quÃ-mica
FUNCION:
• Función energética. Cada gramo de carbohidratos aporta una energÃ-a de 4 Kcal. Ocupan el
primer lugar en el requerimiento diario de nutrientes debido a que nos aportan el combustible
necesario para realizar las funciones orgánicas, fÃ-sicas y psicológicas de nuestro organismo.
• Una vez ingeridos, los carbohidratos se hidrolizan a glucosa, la sustancia más simple. La glucosa es
de suma importancia para el correcto funcionamiento del sistema nervioso central (SNC).
Diariamente, nuestro cerebro consume más o menos 100 g. de glucosa, cuando estamos en ayuno,
1
SNC recurre a los cuerpos cetónicos que existen en bajas concentraciones, es por eso que en
condiciones de hipoglucemia podemos sentirnos mareados o cansados.
• También ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidación de las proteÃ-nas. La
fermentación de la lactosa ayuda a la proliferación de la flora bacteriana favorable.
2−
Clasificación de carbohidratos
Monosacáridos Glucosa, fructosa, galactosa
Disacáridos
Sacarosa, lactosa, maltosa
Polioles
Isomaltosa, sorbitol, maltitol
Oligosacáridos
Maltodextrina, fructo−oligosacáridos
Almidón: Amilosa, amilopectina
Polisacáridos
Sin almidón: Celulosa, pectinas,
hidrocoloides
.Monosacáridos:
Son los carbohidratos de estructura más simple. Destacan:
Glucosa: Se encuentra en las frutas o en la miel. Es el principal producto final del metabolismo de otros
carbohidratos más complejos. En condiciones normales es la fuente exclusiva de energÃ-a del sistema
nervioso, se almacena en el hÃ-gado y en el músculo en forma de glucógeno.
Fructosa: Se encuentra en la fruta y la miel. Es el mas dulce de los azúcares. Después de ser absorbida en
el intestino, pasa al hÃ-gado donde es rápidamente metabolizada a glucosa.
Galactosa: No se encuentra libre en la naturaleza, es producida por la hidrólisis de la lactosa o azúcar de la
leche.
Disacáridos:
Son la unión de dos monosacáridos, uno de los cuales es la glucosa.
Sacarosa (glucosa + fructosa): Es el azúcar común, obtenido de la remolacha y del azúcar de caña.
Maltosa (glucosa + glucosa): Raramente se encuentra libre en la naturaleza.
Lactosa (glucosa + galactosa): Es el azúcar de la leche.
Al conjunto de monosacáridos y disacáridos se les llaman azúcares.
−Polisacáridos:
La mayorÃ-a de los polisacáridos son el resultado de la unión de unidades de monosacáridos
(principalmente glucosa). Algunos tienen mas de 3.000 unidades. Son menos solubles que los azúcares
simples y su digestión es más compleja.
Almidón: Es la reserva energética de los vegetales, está presente en los cereales, tubérculos y
legumbres. El almidón en su estado original es hidrolizado en el aparato digestivo con gran dificultad, es
necesario someterlo, previamente, a la acción del calor. El calor hidroliza la cadena de almidón
produciendo cadenas más pequeñas. A medida que disminuye su tamaño aumenta su solubilidad y su
dulzor, siendo mas fácilmente digeridas por las enzimas digestivas.
2
Glucógeno: Es la principal reserva de carbohidratos en el organismo. Se almacena en el hÃ-gado y el
músculo, en una cantidad que puede alcanzar los 300 − 400 gramos. El glucógeno del hÃ-gado se utiliza
principalmente para mantener los niveles de glucosa sanguÃ-nea, mientras que el segundo es indispensable
como fuente de energÃ-a para la contracción muscular durante el ejercicio, en especial cuando este es
intenso y mantenido.
3.− OXIDACIÓN:
El grupo carbonilo de las aldosas puede ser oxidado con relativa facilidad para dar ácidos que se denominan
con nombres derivados del monosacárido del que proceden.. Por ejemplo, el ácido glucónico es un
importante producto industial que destaca por su poder quelante, por su estabilidad en un ampli rango
decondiciones de temperatura y pH y por ser una sustancia poco corrosiva, no tóxica y biodegradable. El
gluconato es un excelente contracción por ejemplo en la formulación de especialidades farmacéuticas. La
oxidación puede realizarse por medios quÃ-micos aunque suele hacerse usando fermentaciones.
REDUCCIÓN:
Mediante esta reacción se obtiene una familia de sustancias denominadas azúcares−alcohol que tienen
poder edulcorante sin tener muchas de las desventajas de los azúcares correspondientes, al ser tolerados por
diabéticos e impedir la proliferación de bacterias que producen la placa bacteriana. Estas sustancias tienen
pues empleo como edulcorantes, teniendo la ventaja de aportar masa al producto y poder actuar como material
de relleno, cosa que no ocurre con edulcorantes como la sacarina o el ciclamato. Hay un gran número de
reacciones que implican transferencia de electrones de una forma evidente, y otras, de forma sutil. Son
ejemplos de este tipo de reacciones:
En ambas reacciones, el estado de oxidación del cinc aumenta de 0 a +2, en tanto que el cobre disminuye de
+2 a 0 en el primer caso y el hidrógeno disminuye de +1 a 0 en el segundo caso. Las reacciones quÃ-micas
en las que el estado de oxidación de una o más sustancias cambia, se llaman REACCIONES DE
OXIDACIÓN−REDUCCIÓN (o simplemente REDOX).
Una reacción de oxidación implica la pérdida de electrones. En cambio la reducción implica la ganancia
de electrones. En general las reacciones de oxidación y reducción comprenden la transferencia de
electrones de un átomo que se oxida a un átomo que se reduce. La transferencia de electrones que ocurre en
la reacción del ejemplo (2) produce energÃ-a en forma de calor; la reacción está termodinámicamente
favorecida y procede en forma espontánea. La transferencia de electrones que ocurre durante las reacciones
3
de oxidación−reducción también se puede utilizar para producir energÃ-a en forma de
ELECTRICIDAD. En otros casos utilizamos la energÃ-a eléctrica para que ocurran determinados procesos
quÃ-micos que no son espontáneos. La rama de la quÃ-mica que se refiere a las relaciones entre electricidad
y reacciones quÃ-micas es la ELECTROQUÃMICA.
Reacciones de ciclación de los monosacáridos:
La presencia de cinco o de seis carbonos en la cadena proporciona a estos compuestos la posibilidad de formar
estructuras de anillo muy estables mediante la formación de un enlace hemiacetal interno, en el caso de las
aldosas, o un hemicetal interno si son cetosas.. La formación de la estructura cÃ-clica se produce de la
misma manera que los alcoholes reaccionan con los grupos carbonilo de aldehÃ-dos o las cetonas.
Reacción de formación de enlaces O−glucosÃ-dicos:
Una de las reacciones más importantes de los monosacáridos es la reacción del carbono anomérico (del
anillo de piranosa o furanosa) con un alcohol para producir un glucósido. El nuevo enlace que se forma
recibe el nombre de enlace glucosÃ-dico.
4.−  Los lÃ-pidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y
generalmente, en menor proporción, también oxÃ-geno. Además ocasionalmente pueden contener
también fósforo, nitrógeno y azufre.
Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos caracterÃ-sticas: Â
 −Son insolubles en agua
 −Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.
FUNCION:
  Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce
9'4 kilocalorÃ-as en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteÃ-nas y glúcidos sólo
producen 4'1 kilocalorÃ-a/gr.
 Función estructural. Forman las bicapas lipÃ-dicas de las membranas. Recubren órganos y le dan
consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos.
  Función biocatalizadora. En este papel los lÃ-pidos favorecen o facilitan las reacciones quÃ-micas
que se producen en los seres vivos.Â
   Función transportadora. El transporte de lÃ-pidos desde el intestino hasta su lugar de destino se
realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolÃ-pidos,  asociaciones de
proteÃ-nas especÃ-ficas con triacilglicéridos, colesterol, fosfolÃ-pidos, etc., que permiten su transporte por
sangre y linfa
5.−
CLASIFICACIÓN DE LOS LÃPIDOS
Simples
LÃ-pidos saponificables
Complejos
LÃ-pidos insaponificables
Terpenos
Acilglicéridos, céridos
FosfolÃ-pidos, glucolÃ-pidos
4
Esteroides
Prostaglandinas
Saponificables: son los lÃ-pidos que hidrolizan en medios alcalinos y resulta un ácidos graso.
Insaponificables: Son los lÃ-pidos que no reaccionan por medio de hidrolización
6.− Ceras
Nombre Común
Estructura
Nombre Cientifico
Cera de abejas
C13H27COO−C26H53
Cera de carnauba (hojas palma
brasilera)
Miristato de cerilo
Cerotato de
C 25H51COO−C31H63
Cera espermaceti (aceite ballena)
C 15H31COO−C31H63
miricilo
Palmitato de cetilo
Triacilglieridos: Estos lÃ-pidos consisten de una molécula de glicerol que está triesterificada; su
principal función es la reserva energética.
O
II
CH2 O − C − vvvvvvvvvvvv
IO
II
CH O − C − vvvvvvvvvvvv Triacilglicéridos (TAGs)
IO
II
CH 2 O − C − vvvvvvvvvvvv
5
Fosfogliceridos,:Â Â
Esfingolipidos:
7.− Son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxÃ-geno y nitrógeno. Pueden
además contener azufre y en algunos tipos de proteÃ-nas, fósforo, hierro, magnesio y cobre entre otros
elementos.
Pueden considerarse polÃ-meros de unas pequeñas moléculas que reciben el nombre de aminoácidos y
serÃ-an por tanto los monómeros unidad. Los aminoácidos están unidos mediante enlaces peptÃ-dicos.
6
Estas son macromoléculas compuestas por carbono, hidrógeno, oxÃ-geno y nitrógeno. La mayorÃ-a
también contienen azufre y fósforo. Las mismas están formadas por la unión de varios aminoácidos,
unidos mediante enlaces peptÃ-dicos.
• Función estructural (colágeno y queratina),
• Función reguladora (insulina y hormona del crecimiento),
• Función transportadora (hemoglobina),
• Función efensiva (anticuerpos),
• Función enzimática,
• Función contráctil (actina y miosina).
8.− Estructuras primarias: Hace referencia a la posción que ocupa cada aminoácidos en la cadena
polipeptidica, es decir nos da la idea de la secuencia de la proteina. La importancia de este nivel radica en la
posición que ocupa cada aminoácido dentro de la cadena va condicionar enormente la cadena va
condicionar enormente el resto de los niveles estructurales y el ultimo termino la función que desempeña la
proteina.
Estructuras secundarias: Hace referencia a la ordenación regular y periódica de la cadena polipeptÃ-dica
en una dirección determina. Básicamente, podemos
encontrar 2 tipos de estructuras secundaria, la Hélice−∠y la conformación− ß.
Estructuras terciarias: Hace referencia al modo en que se curvan o pliegan en el espacio los segmentos de la
Hélice−∠y/o conformación− ß, que presenta una cadena polipeptÃ-dica de los proteÃ-nas
globulares.
Estructuras cuaternarias: Muchas proteÃ-nas globulares son oligoméricas, es decir están formadas por
más de una subunidad PolipeptÃ-dica. La posición espacial que ocupa cada una de estas subunidades
respecto a las otras quedan determinada por la estructuras cuaternaria.
9.−La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido; si el n: de aa. Que forma la
molécula no es mayor de 10, se denomina oligopéptido, si es superior a 10 se llama polipéptido y si el
n: es superior a 50 aa. Se habla ya de proteÃ-na
Ala = alanina
CH3CH(NH2)COOH
Asn = asparagina
H2N−C(=O)CH2CH(NH2)COOH
Cys = cysteina
HS−CH2CH(NH2)COOH
Glu = ácido glutámico
HOOC−CH2CH2CH(NH2)COOHÂ
His = histidina *
Arg = arginina
H2N−C(=NH)NHCH2CH2CH2CH(NH2)COOHÂ
Asp = ácido aspártico
HOOC−CH2CH(NH2)COOH
Gln = glutamina
H2N−C(=O)CH2CH2CH(NH2)COOH
Gly = glicina
H2N−CH2COOH
Ile = isoleucina *
CH3CH2CH(CH3)CH(NH2)COOH
Leu = leucina *
CH3CH(CH3)CH2CH(NH2)COOH
Lys = lisina *
H2N−CH2CH2CH2CH2CH(NH2)COOH
7
Phe = fenilalanina *
Met = metionina *
CH3−S−CH2CH2CH(NH2)COOH
Pro = prolina
Ser = serina
HOCH2CH(NH2)COOH
Trp = triptófano *
Thr = treonina *
CH3CH(OH)CH(NH2)COOH
Tyr = tirosina
Val = valina *
CH3CH(CH3)CH(NH2)COOH
10.− Las vitaminas son sustancias orgánicas de naturaleza y composición variada y Imprescindibles en
ños procesos metabólicos que tiene lugar en la nutriciòn de los seres vivos.
· Vitaminas Liposolubles: Estas vitaminas se adquieren consumiendo alimentos que contienen grasas.
• Vitamina A (Retinol)
• Vitamina D (Calciferol)
• Vitamina E (Tocoferol)
• Vitamina K (Antihemorrágica)
Las vitaminas Hidrosolubles: Son aquellas que se disuelven en agua. Se trata de coenzimas o precursores de
coenzimas, necesarias para muchas reacciones quÃ-micas del metabolismo.
• Vitamina C (Acidos ascórbico, Antiescorbútica)
• Vitaminas B1 (Tiamina, Antiberibe
Bibliografia
http://depa.pquim.unam.mx/proteinas/estructura/EPesse1.html
http://dta.utalca.cl/quimica/profesor/urzua/cap10/oxidored/index.htm
http://temasdebioquimica.wordpress.com/2008/07/19/fosfogliceridos−o−glicerofosfolipidos/
http://www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/complex.html
http://www.saludalia.com/Saludalia/servlets/contenido/jsp/parserurl.jsp?url=web_saludalia/vivir_sano/doc/nutricion/do
8