CONTINUACIÓN - BQI. CLASE 10-14

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Docente: M.C. Ana Esthela Barrios Rodríguez

BIOQUÍMICA I

SEMANA I - Clase 10-14

Los carbohidratos son compuestos orgánicos formados principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, con una fórmula general de Cₙ(H₂O)ₙ. Son una fuente crucial de energía para el cuerpo humano.

¿Qué son los carbohidratos?

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

Semana del 12 al 16 de agosto

CARBOHIDRATOS

La glucosa derivada de los carbohidratos es la principal fuente de energía para el ser humano, ocupando el primer lugar de aprovechamiento energético. Se pueden almacenar como reservas energéticas en forma de glucógeno y grasa.Forma parte de las biomoléculas del cuerpo humano y aporta componentes importantes para el cuerpo humano como el carbon (C), oxígeno (O) e hidrógeno (H).

¿Qué son los carbohidratos?

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

Semana del 12 al 16 de agosto

CARBOHIDRATOS

Carbohidratos complejos compuestos por largas cadenas de monosacáridos

3 a 10 monosacáridos unidos entre sí por enlaces glucosídicos

Dos monosacaridos unidos por enlace glucosidico.

Una sola unidad de azúcar

Polisacáridos

Oligosacáridos

Disacáridos

Monosacáridos

Clasificación de acuerdo a su estructura

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

Semana del 12 al 16 de agosto

CARBOHIDRATOS

Polisacáridos

Oligosacáridos

Disacáridos

Monosacáridos

Clasificación de acuerdo a su estructura

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

Semana del 12 al 16 de agosto

CARBOHIDRATOS

Son la forma mas básica de los carbohidratos y sirven como bloques de construcción para otros carbohidratos mas complejos.

Ejemplos comunes son: glucosa, fructosa y galactosa.

Monosacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

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CARBOHIDRATOS

Ejemplos comunes son: glucosa, fructosa y galactosa.

También se pueden clasificar por su grupo funcional en:Aldosas: contienen un grupo aldehído (-CHO) en su estructuraCetosas: contienen un grupo cetona (C=O) en su estructura

Pueden estar conformados por de 3 a 6 carbonos unidos. Pentosas: 5 átomos de carbono (ribosa y desoxirribosa)Hexosas: 6 átomos de carbono (glucosa, fructosa y galactosa)

Monosacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

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CARBOHIDRATOS

Es uno de los principales carbohidratos en la sangre, es una hexosa por lo que está formada por seis átomos de carbono. Es la principal fuente de energía para las células del cuerpo, es metabolizada a través de la glucólisis para producir ATP, una molécula energética que utilizan las células.

Ejemplos comunes son: glucosa, fructosa y galactosa.

Glucosa

Monosacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

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CARBOHIDRATOS

La glucosa es fundamental para el funcionamiento del cerebro y el sistema nervioso. Podemos encontrarla en diferentes alimentos, especialmente en carbohidratos complejos como el pan y el arroz, frutas y verduras. Además de ello, también se encuentra en carbohidratos más complejos formados por diferentes monosacáridos, entre ellos la glucosa.

Ejemplos comunes son: glucosa, fructosa y galactosa.

Glucosa

Monosacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

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CARBOHIDRATOS

Es conocida como el azúcar de fruta ya que principalmente podemos encontrarla en frutas como la manzana, peras, entre otros. Tiene un sabor muy dulce y al igual que la glucosa, es una hexosa. Esta molécula se metaboliza en el hígado donde es convertida a glucosa o ácidos grasos para su almacenamiento. Apesar de producir energía, no aumenta rápidamente la glucosa en sangre ya que se metaboliza de forma distinata a la glucosa.

Ejemplos comunes son: glucosa, fructosa y galactosa.

Fructosa

Monosacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

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CARBOHIDRATOS

Estructuralmente es parecida a la glucosa, es menos dulce que la glucosa y la fructosa y la encontramos en alimentos que tienen lactosa como la leche. La galactosa se va a converitr también en glucosa en el hígado para después ser utilizada como fuente de energía.

Ejemplos comunes son: glucosa, fructosa y galactosa.

Galactosa

Monosacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Ejemplos comunes son: sacarosa, lactosa y maltosa.

Son carbohidratos formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace glucosídico

Disacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Ejemplos comunes son: sacarosa, lactosa y maltosa.

La sacarosa esta compuesta de dos monosacáridos: glucosa y fructusa. Es la conocida azúcar de mesa.La lactosa se compone de glucosa y galactosa. La encontramos en la leche y es importante para la nutrición en recien nacidos.La maltosa se compone de dos moléculas de glucosa, se encuentra en cereales y en almidón.

Disacáridos

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CARBOHIDRATOS

Ejemplos comunes son: almidón, glucógeno, celulosa.

Son carbohidratos complejos compuestos por largas cadenas de monosacáridos. Son altamente ramificados y tienen funciones de almacenamiento y estructurales

Polisacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Ejemplos comunes son: almidón, glucógeno, celulosa.

El almidón se compone de unidades de gluocsa unidas en el enlace alfa 1-4. Es la principal forma de almacenamiento de carbohidratos en plantas. En el cuerpo humano, el almidón se descompone en glucosa por la acción de enzimas digestivas, como la amilasa, en el intestino delgado. La glucosa resultante se utiliza como fuente de energía para las células. Este polisacárido lo podemos encontrar en alimentos de origen vegetal como tubérculos, granos, legumbres y en productos procesados que contengan harina o almidón.

Polisacáridos

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CARBOHIDRATOS

Ejemplos comunes son: almidón, glucógeno, celulosa.

El glucógeno es similar al almidón pero con una estrucutra más ramificada, se almacena en hígado y músculos, es la principal forma de almacenamiento de carbohidratos en animales. En el hígado, cuando es necesario, el cuerpo convierte glucógeno en glucosa para mantener los niveles de azúcar en sangre entre comidas. También, los músculos utilizan el glucógeno como energía rápida durante la actividad física.

Polisacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Ejemplos comunes son: almidón, glucógeno, celulosa.

La célulosa esta formada por unidades de glucosa unidas en los enlaces beta 1-4. Es el principal componente estructural en las plantas. Además, es una forma de fibra dietética que, a pesar de no poder ser digerida por las enzimas humanas, se vuelve importante para la salud digestiva ya que ayuda a mantener el tránsito intestinal y contribuye en la formación de heces, actuando como prebiótico al fomentar la salud de la microbiota intestinal. Podemos encontrarla en alimentos vegetale scomo frutas, verduras, granos, legumbres, nueces.

Polisacáridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Regulación del metabolismo

Digestión

Respuesta inmunológica

Estructural

Reserva energética

Fuente de energía

Función de los carbohidratos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

H -

Elementos importantes a considerar para entender estructuras químicas:1. El carbono siempre tiene 4 enlaces2. El oxígeno siempre tiene 2 enlaces3. El hidrógeno solo forma 1 enlace

H -

H -

- OH

- OH

- OH

H -

OH -

- H

- OH

I-C- l

I C= O l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

La estructura de los carbohidratos cuenta siempre con átomos de carbono (C) hidrógeno (H) y oxígeno (O), formando grupos hidroxilo (-OH) a lo largo de su cadena, además de grupos funcionales como aldehídos (-CHO) y cetonas (C=O).

Estructura de los carbohidratos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

H -

Elementos importantes a considerar para entender estructuras químicas:1. La fórmula química de un compuesto puede representarse de diferentes maneras, la fórmula molecular expresa la cantidad de átomos de cada elemento presentes en la estructura:Fórmula molecular de la glucosa: C6H12O6

H -

H -

- OH

- OH

- OH

H -

OH -

- H

- OH

I-C- l

I C= O l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

Estructura de los carbohidratos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

H -

Elementos importantes a considerar para entender estructuras químicas:1. La fórmula estructural desglosa la distribución de los átomos y la intersección en los enlaces del carbono esta puede ser lineal, una estructura 2D como se muestra en la estructura de la izquierda.2. En el caso de la glucosa, su estructura suele ser cíclica, por lo que también puede representarse de esa manera.

H -

H -

- OH

- OH

- OH

H -

OH -

- H

- OH

I-C- l

I C= O l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

Estructura de los carbohidratos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Elementos importantes a considerar para entender estructuras químicas:Cuando un monosacárido forma una estructura cíclica, el grupo carbonilo (aldehído o cetona) reacciona con un grupo hidroxilo en la misma molécula para formar un hemiacetal (en el caso de aldosas) o un hemicetal (en el caso de cetosas). Este proceso genera un nuevo centro quiral, el carbono anomérico, que puede tener dos configuraciones diferentes:Configuración Alfa (α): El grupo hidroxilo en el carbono anomérico está orientado hacia abajo en relación con el plano del anillo.Configuración Beta (β): El grupo hidroxilo en el carbono anomérico está orientado hacia arriba en relación con el plano del anillo

Estructura de los carbohidratos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

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CARBOHIDRATOS

I C - l

H -

H -

H -

- OH

- OH

- OH

H -

OH -

- H

- OH

I-C- l

- O

I-C- l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

Estructura de los carbohidratos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

Semana del 12 al 16 de agosto

CARBOHIDRATOS

Elementos importantes a considerar para entender estructuras químicas:1. En las estructuras cíclicas dependiendo si el hidroxilo está orientado hacia arriba o abajo se denomina alfa o beta.

I C - l

H -

H -

H -

- OH

- OH

- OH

H -

OH -

- H

- OH

I-C- l

- O

I-C- l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

H -

Elementos importantes a considerar para entender estructuras químicas:1. En las estructuras lineales, dependiendo hacia donde está orientado el penultimo grupo hidroxilos (-OH) alejado del grupo carbonilo (CHO) se denomina dextrorrotatorio o levorrotatorio (D hacia la derecha o L hacia la izquierda)

H -

H -

- OH

- OH

- OH

H -

OH -

- H

- OH

I-C- l

I C= O l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

I-C- l

Estructura de los carbohidratos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

Semana del 12 al 16 de agosto

CARBOHIDRATOS

Estructura de los carbohidratos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

Bioquímica I

Semana del 12 al 16 de agosto

CARBOHIDRATOS

La glucosa es un monosacárido con un grupo aldehído en el primer carbono, compuesto por 6 moléculas de carbono, con estructura ciclica o de anillo.Fructosa es un monosacárido cetohexosa, compuesto por una molécula de cetona en el carbono 2, muestra una forma cíclica lo que le confiere una mayor estabilidad.Galactosa es un monosacárido de las hexosas, se encuentra en forma lineal o cíclica, su aporte no es necesario para el ser humano ya que se puede sintetizar a partir de la UDP-glucosa, tiene funciones dentro de los glucolípidos

Importancia de los monosacaridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Los disacáridos están constituidos principalmente por dos moléculas de azúcar, pueden ser de la misma o diferente molécula de azúcar. Son básicamente absorbidos en el intestino delgado en forma de monosacáridos, por lo tanto, la presencia de una deficiencia de una enzima conlleva a diversas alteraciones.Una de las alteraciones más notables es con la lactosa, donde se observa una deficiencia de la enzima lactasa, esto se ha manifestado más durante la infancia, con síntomas de: dolor y distensión abdominal (debido a la fermentación por las bacterias intestinales), en el intestino delgado se genera diarrea debido a un aumento de la presión osmótica con la finalidad de extraer agua del tejido circulante.

Importancia de los disacaridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Los oligosacáridos presentes en plantas en forma de fibra soluble no pueden ser digeridos por el sistema digestivo del cuerpo humano debido a la falta de enzimas específicas para tal procedimiento, a excepción de la maltotriosa; por lo tanto, los oligosacáridos son metabolizados finalmente por las bacterias presente en el intestino delgado, a través de un proceso conocido como fermentación. Estas fibras son conocidas como pre-biótico (fibra que no se absorbe en el intestino ni en el estómago), las cuales sirven además de alimento para las bacterias intestinales conocidas como pro-bióticos. Algunos oligosacáridos son importantes en la formación de membrana y estructuración de nucleótidos. Los carbohidratos en forma de fibra soluble o no soluble, no aportan glucosa al torrente sanguíneo, mostrando funciones como el buen funcionamiento de la digestión, disminución del colesterol, regulación de la concentración de glucosa en sangre; favorecer la peristalsis y el aumento del volumen de las heces con lo que se previene el estreñimiento

Importancia de los oligosacaridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Los polisacáridos o también llamados glucanos, constituidos por más de 10 moléculas, estas moléculas de azúcar pueden ser la misma macromolécula o diferentes. Si estos están formados por el mismo monosacárido se les conoce como homopolisacárido o homoglucanos (ejemplo de ellos son el glucógeno y almidón), en caso de estar formado por diferente monosacáridos se nombran heteropolisacárido o heteroglucanos, generalmente están formados por dos monosacáridos diferentes, y estos suelen unirse con lípidos o proteínas.

Importancia de los polisacaridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Los polisacáridos más comunes son los compuestos de seis carbonos (hexosas) presentes en frutos como la uva, miel de abeja; se consideran polímeros energéticos, ya que aportan energía a la célula, tal es el caso del almidón y el glucógeno, que se almacenan como azucares; los polímeros estructurales como la celulosa y quitina participan en la formación de polisacáridos y oligosacáridos para la membrana celular.

Importancia de los polisacaridos

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

El almidón resulta ser una fuente de energía en el humano representando un 70% de la dieta que consume el humano, encontrándose en productos como avena, papas, trigo, arroz, cereales, maíz, pan.El glucógeno es la fuente de almacenamiento de energía en los seres humanos, cuando las concentraciones de glucosa son altas; ante la presencia de una glicemia baja es metabolizado enzimáticamente en el hígado para liberarse en forma de glucosa y con ello normalizar las concentraciones de glucosa.

Glucógeno como fuente de almacenamiento

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

El índice glucémico permite conocer la concentración de glucosa en sangre. Esta concentración depende del tipo de carbohidrato, en este caso, que se haya consumido, factores del paciente, proceso de elaboración, maduración, consumo de grasa.Factores:1. Tipo de almidón (se absorbe más rápido el de la papa que el de la cebada)2. Contenido de fibra, a mayor cantidad de fibra menor carbohidrato absorbido3. Madurez de la fruta, a mayor maduración más cantidad de glucosa y mayor su índice glucémico4. Cantidad de grasa o acidez, a mayor grasa y acidez menor será su absorción5. Preparación, los carbohidratos más cocidos o molidos aumenta su índice glucémico. 6. Con los carbohidratos complejos el índice glucémico es menor que con los carbohidratos simples

Indice glucémico

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CARBOHIDRATOS

El proceso de generación de energía puede ser por la ruta metabólica anaeróbica, como ocurre durante la fermentación; o el proceso aeróbico que ocurre durante el proceso de respiración metabólica.La glucosa es el principal componente energético del ser humano, requerido en su mayor parte por el cerebro y células como el eritrocito debido a la falta de mitocondrias; el ojo es también en gran medida un tejido que ocupa la glucosa, debido a la falta de oxígeno.La glucosa que no es utilizada pasa por un proceso llamado glucogénesis donde se almacena en forma de gluógeno.La insulina desarrolla un papel primordial, ya que es la hormona responsable de captar a la glucosa, una vez que es absorbida del intestino y esta pasa al torrente sanguíneo. Esta hormona produce activación de la glucógeno sintasa por medio de la desfosforilación, y en caso contrario la glucógeno fosforilasa se inactiva, este proceso genera la formación de glucógeno

Energia celular

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Glucogénesis

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Respiración celular

Unidad II. Estructura, función e importancia de los carbohidratos

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CARBOHIDRATOS

Unidad I. Componentes bioquímicos del cuerpo

Bioquímica I

Semana del 12 al 16 de agosto

Importancia de la presión osmótica

La fibra ayuda a mantener la salud digestiva al promover el tránsito intestinal y alimentar a la microbiota intestinal.

Los carbohidratos son la principal fuente de energía para el cuerpo, especialmente para el cerebro y los músculos durante el ejercicio. Se convierten en glucosa y se metabolizan en el ciclo de Krebs para producir ATP

Las glicoproteínas y glicolípidos están presentes en membranas celulares y en secreciones corporales, tienen un papel en el reconocimiento celular y la respuesta inmune.

Las moléculas que tienen centros quirales pueden existir en pares de enantiómeros, que son imágenes especulares no superponibles entre sí. Estos enantiómeros tienen las mismas propiedades químicas y físicas en un entorno simétrico, pero pueden interactuar de manera diferente con otros compuestos quirales, como enzimas o receptores biológicosUn centro quiral es un átomo, generalmente carbono, que está unido a cuatro grupos diferentes, creando una asimetría. Los enantiómeros pueden tener efectos muy diferentes en los sistemas biológicos debido a la especificidad de las interacciones quiralidad-receptor. Por ejemplo, un enantiómero de un fármaco puede ser terapéutico, mientras que el otro puede ser inactivo o incluso tóxico.

Enantiomeros y centro quiral

Los glicosaminoglicanos (GAGs) proporcionan soporte y elasticidad en tejidos animales, por ejemplo, en cartilago y tejido conectivo.

El glucógeno se almacena en el hígado y músculos, sirviendo como reserva de energía que puede ser movilizada cuando sea necesario

Los carbohidratos influyen en la regulación del azúcar en sangre y la liberación de insulina. Tienen un papel en la regulación del metabolismo de grasas y proteínas.