Carbohidratos.

Valeria Ortiz. Alexa Pacheco.

Sonia de la Riva.Daniela Caldera.

Erika Flores.

1LN1 Docente: Rodrigo Pando Reyna.

GENERALIDADES DE CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos (también llamados sacáridos, hidratos de carbono o simplemente azucares) son las biomoléculas más abundantes en la naturaleza y también los más utilizados por los seres humanos.

Biomolecula: Molécula constituyente de los seres vivos

Representan del 2% al 3% de la masa corporal total. Actúan principalmente como fuente de energía en la formación del ATP.

GENERALIDADES DE CARBOHIDRATOS

Formados por: C, H y O.

Tienen una molécula de agua por cada átomo de carbono, es por eso que se llaman hidratos de carbono, lo cual significa “carbonos hidratados”

GENERALIDADES DE CARBOHIDRATOS

BIBLIOGRAFÍA

Morrison R y Boyd R. (1998). Química orgánica. 5 Edición. México: Editorial A.W. Ibero Americana. Pp 1250-1258.

CLASIFICACIÓN.

Los carbohidratos se clasifican en dos grandes grupos: Carbohidratos Simples: monosacáridos, disacáridos

y oligosacaridos se conocen como azucares simples y son solubles en agua.

Carbohidratos Complejos: Dentro de este grupo se encuentran los polisacáridos.

Monosacáridos

Son las unidades más sencillas de los carbohidratos, no pueden ser hidrolizados en moléculas más sencillas.

Glucosa, Galactosa y Fructosa

CLASIFICACIÓN.

Monosacáridos → tetrosas, pentosas o hexosas

CLASIFICACIÓN.

Monosacáridos→ aldosas o cetosas

CLASIFICACIÓN.

CLASIFICACIÓN. MONOSACÁRIDOS

Monosacarido Características

Glucosa Es el azúcar más importante. Es conocida como “el azúcar de la sangre”, ya que es el monosacarido más abundante y se transporta por todo el torrente sanguíneo hasta las células del organismo. Sirve como la principal fuente de energía para el metabolismo celular.

Galactosa Forma parte de la lactosa de la leche, y es esencial para la actividad de las células cerebrales.

Fructosa O como comúnmente se le conoce “azúcar de la fruta”, es el más dulce de los carbohidratos y sirve como reserva de energía

Disacáridos

Son carbohidratos que producen dos moléculas del mismo o de diferentes monosacáridos cuando se hidrolizan.

Sacarosa, la lactosa y la maltosa.

CLASIFICACIÓN.

Hidrolisis: Destrucción de una molécula, usando agua

Disacárido Características

Sacarosa o azúcar de mesa

GLUCOSA+FRUCTOSA

Lactosa GLUCOSA+GALACTOSA

Maltosa GLUCOSA+GLUCOSA

CLASIFICACIÓN. DISACÁRIDOS

Oligosacaridos

Son los compuestos que por hidrólisis dan como resultado de 3 a 10 moléculas de monosacarido.

CLASIFICACIÓN.

Polisacáridos

Carbohidratos que contienen decenas o centenas de monosacáridos unidos por reacciones de deshidratación.

Son solubles en agua y no tienen sabor dulce

Glucogeno, Almidón y Celulosa

CLASIFICACIÓN.

R. Deshidratación: Reacción que implica perdida de agua

Polisacárido Características

Glucogeno Es el principal polisacárido en el cuerpo humano, está formado en su totalidad por moléculas de glucosa unidas entre sí. Una cantidad de hidratos de carbono se almacena como glucógeno en el hígado y en el musculo esquelético.

Almidón Es un polisacárido elaborado por los vegetales a partir de la glucosa.

Celulosa Es un polisacárido que se encuentra en las plantas y que, pese a que no puede ser digerida por los seres humanos, le otorga volumen a las heces facilitando su eliminación.

CLASIFICACIÓN. POLISACÁRIDOS

BIBLIOGRAFÍA

Solomons G. (1995). Fundamentos de Química Orgánica. México: Editorial Limusa.

PROPIEDADES FÍSICAS.

Las propiedades físicas son aquellas que se pueden observar sin cambiar la composición de la sustancia.

Debido a la presencia de tantos grupos hidroxilos (-oh), los carbohidratos son capaces de formar puentes de hidrogeno y por ello son solubles al agua. A excepción de los polisacáridos.

PROPIEDADES FÍSICAS.

Puente de hidrogeno: Fuerza de atracción entre un átomo de hidrogeno y un elemento muy electronegativo (N, O, F)

Los carbohidratos son compuestos cristalinos. Presentan un alto punto de fusión. Los carbohidratos simples tienen sabor dulce

mientras que los complejos no.

PROPIEDADES FÍSICAS.

Punto de fusión: Temperatura a la cual la materia pasa de solido a liquido

Presentan isomería, es decir, son sustancias que tienen la misma forma molecular pero difieren en sus propiedades

PROPIEDADES FÍSICAS.

Las propiedades químicas son aquellas que podemos observar solamente al cambiar la identidad o estructura química de la sustancia.

PROPIEDADES QUÍMICAS.

Tienen la capacidad de producir energía. Tienen cadenas compuestas de 3 a 6 átomos de

carbono. Pueden formar polímeros.

PROPIEDADES QUÍMICAS.

Polímeros: Macromoléculas formadas por la unión de monómeros

BIBLIOGRAFÍA

Horton R. y otros. (2006). Principios de bioquímica. 4 Edición. México: PEARSON Educación. Pp 222

Murray K. y otros. (2205). Harper Bioquímica Ilustrada. 14 Edición. El Manual Moderno. Pp 165, 166, 171

ENLACE GLUCOSIDICO

Enlace glucosidico o glicosídico es el enlace para unir monosacáridos con el fin de formar disacáridos o polisacáridos.

Un grupo OH de  un carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un grupo OH de otro monosacárido, desprendiéndose una molécula de agua.

Carbono anomérico: Carbono que tiene unido a el 4 átomos o grupos de átomos distintos entre si

El enlace glucosidico puede ser alfa (si el OH del Carbono-1 que forma el enlace está dirigido hacia abajo) o beta (si el OH del Carbono-1 que forma el enlace está dirigido hacia arriba).

ENLACE GLUCOSIDICO

BIBLIOGRAFÍA

http://www.google.com.mx/imgres?q=furano+y+pirano&num=10&um=1&hl=es&biw=1024&bih=499&tbm=isch&tbnid=RdJbZjxqh

http://www.google.com.mx/imgres?q=representaciones+estructurales:+estructuras+de+haworth&num=10&um=1&hl=es&sa=X&biw

Función metabólica: Participan activamente en el metabolismo celular. Tal participación puede ser como sustrato inicial de una vía; o bien su participación en el metabolismo es como intermediarios metabólicos o metabolitos.

FUNCIONES

Metabolito: Cualquier sustancia producida o utilizada durante el metabolismo celular

Función estructural: Consiste en ser parte estructural de biomoléculas o de orgánulos celulares, como por ejemplo, la quitina que es uno de los componentes principales del resistente exoesqueleto de los artrópodos

FUNCIONES

Función de reserva: Consiste en almacenar energía en sus enlaces químicos.

FUNCIONES

Enlaces químicos: Fuerzas de atracción entre dos o mas átomos

Otras funciones: Aportar energía (4 Kcal por gramo). Los alimentos que son fuente de carbohidratos,

también son fuente de vitaminas y minerales. La glucosa es esencial, ya que los tejidos nervioso y

pulmonar no pueden prescindir de ella.

FUNCIONES

Prescindir: Privarse o abstenerse de algo

Constituyen una reserva energética en forma de glucógeno.

Ayudan a que el cuerpo haga un mejor uso de las proteínas.

Aportan la fibra necesaria para el buen funcionamiento del sistema digestivo.

FUNCIONES

Proteínas: Macromoléculas formadas por cadenas de aminoácidos que constituyen el principal nutriente para la formación de musculo

BIBLIOGRAFÍA

Soriano J. (2006). Nutrición Básica Humana. Valencia: Universidad de Valencia. Pp 135-136

FAO. (1980). Los Carbohidratos en la Nutrición Humana. Roma. Pp 21-26

Los carbohidratos se ingieren en tres formas básicas: verduras, frutas y cereales crudos o procesados. Prácticamente todos los alimentos tienen glúcidos.

FUENTES

FUENTES

BIBLIOGRAFÍA

Mataix J. (2005). Nutrición y Alimentación Humana. España: OCEANO. Pp 49-59

Marin Z. (1996). Elementos de Nutrición Humana. Pp 61

Carbohidratos Simples

Carbohidratos Complejos

Rápida Lenta

Necesitan degradarse a

monosacáridos

DIGESTIÓN

Monosacáridos: Azucares mas sencillos que no pueden degradarse

La digestión de los carbohidratos comienza en la cavidad bucal. La primera enzima en actuar es la α-amilasa salival (ptialina), que da como resultado maltosa, malto triosa y dextrinas límite.

Cuando el bolo alimenticio llega al estomago y se impregna de acido clorhídrico la -amilasa salival α se inactiva.

DIGESTIÓN

-amilasa salival α :Enzima que cataliza reacciones de hidrólisis, producida en las glándulas salivares.

La digestión continúa en el intestino delgado con la intervención de la amilasa pancreática. El resultado de la actividad amilasica es la producción de mas dextrinas limite, malto triosa, maltosa y algunas moléculas de glucosa.

DIGESTIÓN

Dextrinas limite: Tipo de oligosacaridos.

La hidrólisis total de los productos resultantes de la digestión pancreática se completa en el intestino.

Glucoamilasa

Isomaltasa

Lactasa

Maltasa

Sacarasa

Almidón

Maltosa

Sacarosa

Lactosa

Glucosa, Galactosa y Fructosa

DIGESTIÓN

Hidrolisis: Destrucción de una molécula, usando agua

BIBLIOGRAFÍA

Tortora G. y Derrickson B. (2007). Principios de Anatomía y Fisiología. 11 Edición. Buenos Aires: Medica Panamericana. Pp 44, 45,46

Los monosacáridos resultantes de la digestión son absorbidos en el epitelio del intestino delgado a través de diversos mecanismos.

El más abundante de los monosacáridos absorbidos es la glucosa (80%). El 20% remanente de los monosacáridos absorbidos consiste casi por completo en galactosa y fructosa.

ABSORCIÓN

Epitelio: Tejido que sirve de revestimiento para los órganos

Glucosa y GalactosaLa glucosa y galactosa se absorben mediante un

mecanismo de cotransporte con el sodio. Este tipo de transporte requiere ATP, iones de sodio y una proteína transportadora. Son estos iones los que provocan una diferencia de gradiente que libera energía aprovechada por el monosacarido para atravesar la membrana.

ABSORCIÓN

Gradiente: Concentración de moléculas

Una vez que la glucosa ingresa al enterocito, difunde pasivamente hacia el espacio extracelular a través de la membrana, y de allí a la sangre.

ABSORCIÓN

Enterocito: Célula epitelial del intestino, encargada de absorber moléculas alimenticias y transportarlas al organismo

FructosaEl mecanismo de absorción de la fructosa es menos

conocido, su transporte es por difusión facilitada y depende de una proteína transportadora.

ABSORCIÓN

Proteína transportadora: Proteína acoplada a la membrana que cambia de forma para dar paso a determinados productos.

Al penetrar en la célula intestinal, gran parte de la fructosa se fosforila y convierte en glucosa que, por último, se transporta en forma de glucosa hasta la sangre.

ABSORCIÓN

Forforilar: Agregar un grupo fosfato a una molécula

BIBLIOGRAFÍA

Tortora G. y Derrickson B. (2007). Principios de Anatomía y Fisiología. 11 Edición. Buenos Aires: Medica Panamericana. Pp 44, 45,46

La historia del metabolismo de los carbohidratos es realmente la historia del metabolismo de la glucosa, ya que la fructosa y galactosa son transformadas a glucosa después de su absorción.

METABOLISMO

Metabolismo: Reacciones químicas que ocurren en el organismo

El destino de la glucosa Producción de ATP.- en las células que requieren

energía inmediata la glucosa se oxida para producir ATP.

Síntesis de aminoácidos.- las células de todo el cuerpo pueden usar glucosa para formar varios aminoácidos.

METABOLISMO

ATP: (Adenosin Trifosfato) Principal biomolecula energética

El destino de la glucosa Síntesis de glucogeno.- los hepatocitos y las fibras

musculares pueden almacenar la glucosa en forma de glucogeno.

Síntesis de triglicéridos.- cuando las áreas de almacenamiento de glucogeno están llenas, los hepatocitos pueden transformar la glucosa en glicerol y ácidos grasos para formar triglicéridos.

METABOLISMO

Triglicéridos: Clase de lípidos formados por una molécula de glicerina

La oxidación de la glucosa para generar ATP también se conoce como respiración celular e incluye cuatro tipos de reacciones.

METABOLISMO. CATABOLISMO

GlucolisisDurante la glucolisis o

glicolisis las reacciones químicas rompen una molécula de seis carbonos de glucosa en 2 moléculas de tres carbonos de acido pirúvico (piruvato). La glucolisis genera 2 moléculas de ATP.

METABOLISMO. CATABOLISMO

¿A DÓNDE SE VA EL PIRUVATO FORMADO?Las moléculas de piruvato pueden tomar dos rutas

metabólicas dependiendo del tipo de célula del que se trate:

1. Si la célula respira sin oxigeno (anaerobia), el piruvato entrara en el proceso de fermentación en el que se produce acido láctico.

2. Si la célula respira oxigeno (aerobia) el piruvato seguirá en la ruta catabólica

Fermentación: Proceso catabólico que da como resultado un compuesto orgánico

Formación de Acetil Coenzima A

Cada molécula de piruvato entra en una mitocondria y se oxida para convertirse en una molécula de dos carbonos y combinarse con la coenzima A; se produce NADH y se libera CO2 como desecho.

METABOLISMO. CATABOLISMO

NADH: (nicotinamida adenin dinucleotido en su forma reducida) Es una coenzima encontrada en células vivas

Ciclo de KrebsEntran dos grupos acetilo por cada glucosa. Cada grupo

acetilo, de dos carbonos, se combina con oxalacetato (metabolito intermediario en rutas metabólicas), de cuatro carbonos, para formar citrato (metabolito intermediario). Las dos moléculas de CO2 se extraen y regeneran oxalacetato y se forma ATP, tres NADH y un FADH2 por grupo acetilo.

METABOLISMO. CATABOLISMO

FADH2: Coenzima que interviene en reacciones de oxido-reducción

Cadena de transporte de electrones y quimioosmosis

Los electrones extraídos de la glucosa durante las etapas anteriores, se transfieren de NADH y FADH2 a una cadena de compuestos aceptores de electrones. A medida que los electrones pasan de una aceptor a otro, parte de su energía se emplea para bombear hidrogeniones a través de la membrana mitocondrial con lo que se forman protones y con esa energía se forma el ATP.

METABOLISMO. CATABOLISMO

Hidrogeniones: Nombre asignado por la IUPAC al catión hidrogeno H+

La reacción final de la oxidación de la glucosa es:

Glucosa + Oxigeno => Dióxido de Carbono + Água + Energia 

O

C6H12O6 + 6O2=> 6CO2 + 6H2O + 36 o 38 ATP 

METABOLISMO. CATABOLISMO

Aunque la mayor parte de la glucosa es catabolizada para generar ATP, la glucosa puede tomar parte o ser sintetizada en varias reacciones metabólicas o formarse en estas.

METABOLISMO. ANABOLISMO

Catabolizada: Degradada

GlucogenogenesisSi la glucosa no se necesita en

forma inmediata para la producción de ATP, se combina con muchas otras moléculas de glucosa para formar glucogeno, un polisacárido que es la única forma de almacenamiento de los carbohidratos en el organismo. La insulina estimula la glucogenogenesis.

METABOLISMO. ANABOLISMO

Insulina: Hormona secretada por las células beta de los islotes pancreáticos

GlucogenolisisCuando la actividad corporal requiere ATP, el glucogeno

almacenado en los hepatocitos se degrada a glucosa y esta se libera en la sangre para ser transportada a las células, donde se cataboliza por el proceso de la respiración celular.

METABOLISMO. ANABOLISMO

GluconeogenesisLos aminoácidos y el acido láctico se convierten a

piruvato para sintetizarse en glucosa y el glicerol se convierte en gliceraldehído-3-fosfato, que puede formar piruvato también. La gluconeogenesis es estimulada por el cortisol

METABOLISMO. ANABOLISMO

Cortisol: Hormona secretada en la corteza de la glándula suprarrenal

BIBLIOGRAFÍA

Tortora G. y Derrickson B. (2007). Principios de Anatomía y Fisiología. 11 Edición. Buenos Aires: Medica Panamericana. Pp 959-970

Los carbohidratos pueden tener una influencia directa e indirecta sobre las enfermedades humanas modificando los procesos fisiológicos y metabólicos.

PATOLOGÍAS

Obesidad. consumo en exceso de los carbohidratos llamados refinados. El organismo simplemente, recibe más energía de la que necesita y si no la gasta, comienza a acumularla en el cuerpo.

PATOLOGÍAS

Carbohidratos refinados: Son los azucares, almidones y sus combinaciones, por ejemplo, golosinas, panes y pastas

Diabetes. La insulina es una hormona producida por el páncreas que se encarga de trasladar la glucosa por la sangre hasta las células que la transforman en energía. Las personas con diabetes no producen la cantidad suficiente de insulina (Diabetes tipo 1) o la insulina producida no es bien asimilada por el organismo (Diabetes tipo 2) cualquiera sea el caso, los niveles de glucosa, es decir azúcar en la sangre, son mucho más elevados de lo normal.

PATOLOGÍAS

Enfermedades Cardiovasculares. Los carbohidratos en exceso pueden provocar indirectamente enfermedades cardiovasculares, porque el exceso de peso obliga al corazón a funcionar más sin la energía suficiente que otorga la alimentación sana.

PATOLOGÍAS

Caries Dental. Las bacterias de la boca son las que metabolizan los carbohidratos (comen azúcar) y su producto final son los ácidos, que son los que disuelven el esmalte del diente provocando la caries.

PATOLOGÍAS

Esmalte: Capa mas externa de los dientes que brinda resistencia

BIBLIOGRAFÍA

Morrison R y Boyd R. (1998). Química orgánica. 5 Edición. México: Editorial A.W. Ibero Americana. Pp 1250-1258.

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