Hidratos de carbonoDefiniciónClasificaciónMonosacáridos Isomería

SISTEMAS VIVIENTESSISTEMAS VIVIENTES

Macromoléculas

Glúcidos(Hidratos de Carbono) Lípidos

(Grasas)

Reacciones Metabólicas

Proteínas(Prótidos)

Contienen

Carbono (C) Hidrógeno (H) Oxígeno (O)

Glúcidos(Hidratos de Carbono)

Hidratos de carbono

Polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas y sus derivados. Compuestos ternarios (const. por 3 elementos C,H,

y O. Sus derivados pueden contener -SO4

=, –NH2 o P

Glucosa Fructosa

• Carbohidratos, glúcidos o sacáridos ( del griego: sakcharón,azúcar).

Hidratos de Carbono

Cn(H2O)n Hidratos de carbono

Excepciones:Metanal: COH2

Lactato: C3H6O3

Desoxirribosa: C5H10O4 es glúcido NO cumple

fórmula

NO son glúcidos

Hidratos de carbono Participan en el ciclo del carbono

Hidratos de carbonoFunciones

11- - Energéticas:Energéticas:• reserva de energía: 4 Kcal /g peso seco• facilitar la actividad de los músculos,• permitir el correcto funcionamiento del intestino • estimular la actividad de las neuronas.• Glucógeno: almacén de glucosa

2- Regulación del metabolismo de las grasas:2- Regulación del metabolismo de las grasas:ingesta de carbohidratos

Se oxidan las grasas cuerpos cetónicos (cetosis)

Hidratos de carbono Funciones

3- Ahorro de proteínas3- Ahorro de proteínas

4- Estructural4- Estructural:: Ribosa y Desoxirribosa: constituyentes de los nucleótidos, monómeros del ADN y del ARN. Componentes del espacio extracelular (hidratación tisular) Lubricantes de articulaciones óseas o adhesivos celulares Integrantes de las membranas celulares (señalización) Polímeros complejos unidos a proteínas o lípidos, localización intracelular o para localizar el destino metabólico Elementos estructurales (paredes celulares) y de protección

Clasificación de glúcidos

No hidrolizables

Hidrolizables

Monosacáridos

Oligosacáridos

Polisacáridos

Aldosas: glucosa, ribosa,etc.

Cetosas: fructosa, ribulosa,etc.

Derivados: glucosamina, glucuronato, desoxirribosa, etc.

Disacáridos: maltosa, sacarosa, lactosa,etc.

2 a 10 monosacáridos: rafinosa, ect.

Homopolisacáridos: almidón, glucógeno, Celulosa,etc.

Heteropolisacáridos Glicosamínglicanos: ác. hialurónico, heparina,ect

Glicoproteínas

Glúcidos no hidrolizables:Monosacáridos

Fórmula general: CnH2On 3 ≤ n ≤ 7Nomenclatura:

Grupo funcional + Cantidad de carbonos + sufijo osa

Aldosas

Aldo-Triosa

Aldo-Tetrosa

Aldo-Pentosa

Aldo-Hexosa

Cetosas

Ceto-Tetrosa

Ceto-Pentosa

Ceto-Hexosa

Ceto-Heptosa

Aldo o Ceto Tri, tetra, pent, ect.

Monosacáridos - EjemplosPentosas

.

XilosaRibosa

yDesoxirribosa

Arabinosa

Monosacáridos - EjemplosHexosas

glucosa

.

manosafructosa

galactosa

Aldosas

Cetosas

Isomería Isómeros: Igual fórmula molecular y distinta

fórmula estructural

de cadena

de posición

de función

Estereoisomería

Diferente forma de unión de los átomos en la molécula

Distinta orientación de los átomos en el espacio

Isomeria constitucional

EstereoisomeríaConformacional:

rotámeros o confórmeros (Cuando la cadena realiza un giro

cuyo eje es un enlace simple C – C)

Configuracional:sólo interconvertibles entre sí mediante ruptura de enlaces.

Geométrica: Cis-trans

Óptica: quiralidad cis trans

R

R

R

R

( carbono quiral )

Estereoisomería ópticaSe debe a la presencia de carbonos

asimétricos o quirales (carbonos unidos a 4 radicales distintos)

Carbono quiral

Estereoisomería óptica•Estereoisómeros quirales

Enantiómeros o antípodas ópticos: son imágenes especulares

Diastereoisómeros: son los demás estereoisómeros, los que no son enantiómeros, o sea, no son imágenes especulares entre sí.

nº C asimétricos = 2  estereoisómeros  n

(presentan carbonos quirales)

Estereoisomería ópticaSi se forman imágenes especulares no

superponibles, se obtienen moléculas quirales.

La condición que debe cumplir una molécula quiral es tener un carbono asimétrico = centro quiral = átomo quiral

Enántiomeros

Estereoisomería ópticaEl carbono asimétrico confiere propiedades

ópticas a la molécula desvía el plano de vibración de la luz polarizada

Luz polarizada

Actividad ópticaLa presentan las moléculas que posean C

asimétrico o quiral.Capacidad de algunas sustancias para desviar el

plano de la luz polarizadaNo todas las sustancias orgánicas presentan

esta propiedad.Sustancias dextrógiras (+): giran el plano de

polarización hacia la derecha. Sustancias levógiras (-): giran el plano de

polarización hacia la izquierda.

D-(+)-gliceraldehído L-(-)-gliceraldehído

La notación D-L (configuración) no tiene nada que ver con (d o +)-(l o-)!!!!

Según la posición del grupo –OH en el C más alejado del grupo –CHO. •Según la actividad óptica.

Importante !!!

D-Aldosas Prefijos D y L: según

la posición del grupo –OH en el C más alejado del grupo –CHO

No indican la actividad óptica

Los monosacáridos de la serie D son los más abundantes

Nº total de estereoisómeros: 2n, donde n es el número de C asimétricos

D-Cetosas

Epímeros

Son dos azúcares que difieren en la configuración de uno de sus átomos de carbono.

Epímeros en C2

Estructuras de Fisher

Estructuras representadas en forma lineal

D-glucosa L-glucosa

¡¡¡Los enantiómeros son moléculas simétricas!!!

AnómerosMonosacáridos que en solución acuosa forman

estructuras cíclicas por reacción del C=O con un –OH generando una unión hemi-acetálica intramolecular.

El –C=O queda enmascarado y más estable.

C anomérico: es el C del carbonilo, el cual se transforma en OH cuando se forma la estructura cíclica.

Si este nuevo OH queda orientado del mismo lado que el OH que determina la serie α ANÓMERO α

Si este nuevo OH queda orientado de distinto lado que el OH que determina la serie β ANÓMERO β

Anómeros

Estructura de Fisher

Estructura de Haworth

Anillo piranósico(5 Carbonos)

Carbono anomérico (-CHO)

Derecha Abajo

Izquierda Arriba

Estruct. lineal

Estruct. cíclica

Aldosa

Anómero α

Arriba

Abajo

D-glucosa

α-D-glucopiranosa

Anómeros

Estructura de Fisher

Estructura de Haworth

Anillo furanósico(4 Carbonos)

Carbono anomérico (Carbonilo)

Derecha Abajo

Izquierda Arriba

Cetosa

Anómero β

Arriba

Arriba

β-D-fructofuranosa

30

Formas aldehídicas y Hemiacetálicas•Los azúcares de 5 o más carbonos tienden a presentarse en forma cíclica (anillo)

•El carbono del carbonilo (C1) -aldehído- se une covalentemente al oxígeno del carbono 5 (C5).

•Se forman así los Hemiacetales (formas cíclicas),el C carbonilo se abre y aparece un nuevo –OH.

•Si este queda orientado hacia el mismo lado que el OH que determina la serie • Distinto lado

Mutarotación

D- glucosa

α-D-glucopiranosa

β-D-glucopiranosa

Piranosas y furanosas Las moléculas de 6 carbonos pueden presentarse en dos

formas cíclicas como piranosas y furanosas. Piranosas:

similares al pirano Furanosas: similares al furano

Otros ejemplos

Derivados de monosacáridos

Polialcoholes: se obtienen por reducción del grupo carbonilo

Manosa ManitolGlucosa Sorbitol

Edemas cerebralesEdulcorante

RR

(agente osmótico)

Reacciones de oxidación-reducción

Reacciones de reducción

(H2) (H2)

Derivados de monosacáridosÁcidos: se obtienen por oxidación de los monosacáridos

C oxidado Tipo de ácidos azúcar1 Aldónico6 Urónico

1 y 6 Aldárico o Sacárico

Ác. Glucónico (C1) Ác. Glucárico (C1 y C6)

Glucosa

Reacciones de oxidación

Ác. Glucurónico (C6)

Oxidación

Derivados de monosacáridos

Ácido L-idurónico: constituye los polisacáridos del tejido conectivo. epímero en C5 del ácido D-glucurónico.

Ácidos urónicos importantes

Principal componente de las pectinas, tipo de heteropolisacáridos,constituyen el 30 % del peso seco de la pared celular primaria de células vegetales.

Ácidos: se obtienen por oxidación de los monosacáridos

Derivados de monosacáridosDesoxiazúcares: perdieron algún –OH

(Monosacárido)

Desoxirribosa (ADN)Ribosa (ARN)

(Derivado de monosacárido)

Desoxiazúcares

• Es un componente de las gliproteínas y glicolípidos determinantes de los grupos sanguíneos.

(6-desoxi-β-L-Galactosa) (6-desoxi-L-manosa)

•Puede encontrarse en los polímeros de pectina, característicos de las paredes vegetales, y en la pared de ciertos microorganismos, como las micobacterias.

Derivados de monosacáridos Aminoazúcares: son el resultado de la sustitución de un

grupo OH por un grupo NH2.

Componentes de glicoproteínas, glicolípidos y glicosamínglicanos

N-acetil--D-glucosamina

Derivados de monosacáridosReacción de formación de enlaces O-glucosídicos y N-glucosídicos

α-D-glucopiranosa Metanol O-glucósido

C anomérico de los monosacáridos reacciona con un alcohol------ O-glucósido

EC anoméricoEnlace glucosídico

Derivados de monosacáridosReacción de formación de enlaces O-glucosídicos y N-glucosídicos

C anomérico de los monosacáridos reacciona con un amina----- N-glucósido

N-glucósido

Adenosina

Adenina

Ribosa

-ATP (Trifosfato de adenosina)-Ácidos ribonucleícos

Derivados de monosacáridos Ésteres fosfóricos: se obtienen por reacción de un –OH 1 rio (del monosacárido) con un ácido

fosfórico.-Glucosa 6-fosfato-Fructosa 1,6-difosfato -Fructosa 1-fosfato (vía metabólica de la fructosa)-Ribosa 5-fosfato (constituyente de nucleótidos)

Glucólisis

Esterificación

Glúcidos hidrolizablesDisacáridos:

Formados por la unión de dos monosacáridos con pérdida de H2OUnión glucosídica o glicosídica:

entre el –OH del C anomérico y el –OH de algún C de otro monosacárido Puede ser o según posición del OH del C anómerico, indicando la posición

de los C participantes Deberá señalar de que C parte y hacia cual se dirige. Ej: -1 4 glucosídica

Según constituyentes

Disacárido Constituyentes Tipo de unión

Maltosa 2--D-glucopiranosas -14 glucosídica

Isomaltosa 2--D-glucopiranosas -16 glucosídica

Celobiosa 2--D-glucopiranosas -14 glucosídica

Lactosa -D-galactopiranosa-D-glucopiranosa

-14 galactosídica

Sacarosa -D-glucopiranosa -D-fructofuranosa

-1-2 glucosídica o -2 -1 fructosídica

Trehalosa 2-α-D-glucopiranosas α -1→-1 glucosídica

• Para caracterizar un disacárido señalar el nombre completo de los monosacáridos que lo constituyen y especificar en forma completa el tipo de unión que poseen.•Ej: D-glucopiranosil-1 4-D-glucopiranósido (maltosa)

Poder reductor•Capacidad de oxidarse y reducir a otro compuesto, es decir, debe tener un C anómerico (o carbonílico) libre.

DisacáridosMaltosa e Isomaltosa

Maltosa: D-glucopiranosil--14-D-glucopiranósido

Isomaltosa: D-glucopiranosil--16-D-glucopiranósido

Se obtienen por hidrólisis del almidón o del glucógeno

-amilasa salival y -amilasa pancreáticaCarbono

anomérico libre:Tiene poder

reductor

Maltosa

Isomaltosa

CelobiosaD-glucopiranosil-14-D-

gucopiranósidoSe obtiene por hidrólisis de la

celulosaTiene poder reductor

C anomérico libre

Vertebrados→ NO CELULASAHerbívoros→ SI CELULASA

Hidroliza enlaces β-(1-4) glucosídicos

LactosaD-galactopiranosil-14-D glucopiranósidoTiene poder reductorLeche de mamíferosPoco soluble

C anomérico libre

SacarosaD-fructofuranosil-21-D-glucopiranosidoD-glucopiranosil-12-D-fructofuranosidoCarece de grupos aldehído y cetona libresNo tiene poder reductor

Elevada solubilidad Fácilmente cristalizable Remolacha, caña de azúcar Granos y frutas

C anomérico no libre

PolisacáridosContienen muchas unidades de

monosacáridos enlazadas, formando cadenas lineales o ramificadas.

PolisacáridosDenominados Glucanos.Permiten almacenar energía.Son insolubles en agua o formar dispersiones coloidales.Fácilmente hidrolizables.No tienen sabor dulce ni poder reductor.Conforman estructuras.Unidos por enlaces O-glucosídico.

Difieren:-naturaleza de monosácaridos.-Longitud de cadenas.-Tipos de enlace entre monosacáridos.- Grado de ramificación.

Polisacáridos–ClasificaciónHomopolisacáridos: formados por único tipo de

monómero. Estructurales: celulosa, quitina De reserva: Almidón y glucógeno

Heteropolisacáridos: formados por dos o más tipos de monómeros.

Pectinas Hemicelulosas Agar-agar Gomas Mucílagos Peptidoglucanos. Forman la pared bacteriana

Polisacáridos–Clasificación

Homopolisacáridos:AlmidónAmiloplasto → Gránulos de reserva de energía (vegetales)Principal fuente de glucosa exógenaFormado por D-glucosaHeteropolisacárido compuesto por

amilosa (20%) y amilopectina (80%) formados por unidades de glucosa.

Proporciona del 70-80 % de las calorías que consumimos.

Amilosa Estructura no ramificada (lineal) 350-400 glucosas (-D-

glucopiranosa) con enlaces 14 glucosídicos.

Estructura helicoidal.

Disacárido repetitivo: maltosa

-amilasas salival y pancreática la hidrolizan a maltosa.

PM= 500.000. Iodo (Rvo.Lugol) Azul

Amilopectina• Estructura ramificada. 1 ramificación cada 20 glucosas de

cad. principal (-D-glucopiranosa) • Cada ramificación tiene 12 glucosas enlaces 14 (rama) y enlaces -

16(nudos de ramificación) • Disacárido repetitivo: Maltosa e

isomaltosa.

• Sustrato de -amilasas salival y pancreática, excepto nudos de ramif. - 16 actúa la enzima desramificante.

• PM= 2.000.000 a 6.000.000.• Iodo (Rvo. Lugol) Rojo violáceo

Unión 16

Unión 14

GlucógenoPolisacárido de reserva en animalesPrincipal fuente de glucosa endógenaSe encuentra en el hígado (10% del peso

de hig.) y músculo (1% de peso del músculo).

Polímero ramificado de D-glucopiranosa, enlaces 14 en las ramas y 16 en los nudos de ramif. → aparecen cada 8-12 restos de la cadena principal.

No tiene poder reductor.Más ramificado y de mayor PM que el

almidón.

Celulosa Polisacárido de sostén (vegetales) Polímero lineal de celobiosa (disacárido repet.) Enlace glicosidíco β-1→4 (β-amilasa-herbívoros) Forma fibrillas No se hidroliza PM= 50.000 A 2.000.000 (300 a 2000 glucosas). Iodo → - Insoluble en agua, álcalis y ácidos diluidos Favorece el peristaltismo intestinal Adsorbe sales biliares y colesterol

HeteropolisacáridosFormados por más de un tipo de monosacárido.Se hidrolizan.Origen vegetal:

Pectinas Hemicelulosas Peptidoglucanos Agar-agar: en algas marinas Gomas: muy viscosas Mucílagos

Origen animal: Glicosaminglicanos (GAG): tejido conectivo

Proteoglicanos Glicoproteínas

Forman parte de la pared celular

GlucosaminglicanosHeteropolisacáridos más abundantes del cuerpoFunciones:

Regulan hidratación celular y tisularLubrican articulacionesMantienen adecuado aporte de agua para los procesos

celularesPolímeros lineales constituidos por disacáridos

repetitivos: ácido urónico: D-glucurónico y L-idurónicoHexosaminas: D-glucosamina, D-galactosamina o sus

derivados N-acetilados u O-sulfatadosLa mayoría contiene grupos sulfato→polianiones→

atraen gran cantidad de Na+, Ca2+ y H2O.Son extracelulares. Excepción: heparina (intracelular).

Unidades de GlicosaminglicanosClasificación

Sin sulfato:

Ácido Hialurónico

Condroitina 4– y 6–sulfatosHeparina y Heparan Sulfatos

Queratan sulfatos

Con sulfato:

Dermatán-Sulfato

GAG Localización Comentarios

Hialuronato Líquido sinovial, humor vítreo, MEC del tejido conectivo laxo

Polímeros grandes, absorben golpes Función estructural

Condroitin sulfato cartílago, hueso, válvulas cardiacas GAG más abundante

Heparan sulfato

Membranas basales, componentes de las superficies celulares

Contiene más glucosamina acetilada que la heparina

Heparina

Componente de los gránulos intracelulares de los mastocitos que recubren las arterias de los pulmones, hígado y piel

Contienen más sulfato que los heparan sulfatos

Anticoagulante

Dermatan sulfato

Piel, vasos sanguíneos, válvulas cardiacas  

Keratan sulfato

Córnea, hueso, cartílago agregado con condroitin sulfatos  

ProteoglicanosGlicosaminoglicanos sulfatados unidos a una

proteína central (core proteico).Ampliamente distribuidos y predominan en el

tejido conectivo.Intervienen en procesos de proliferación y

diferenciación.

ProteoglicanosEl ácido hialurónico es el único GAG que no se une

covalentemente a las proteínas.Interactúan con cationes y con aguaResisten las fuerzas

de compresiónSe rodean del líquido

tisularCirculación de

metabolitosDifusión de gases

Estan unidos a la membrana plásmatica em contacto con la matriz extracelular.

GlicoproteínasProteínas conjugadas con glúcidos

(oligosacáridos) como grupo prostético.

GlicoproteínasFormadas por ≠ monosacáridos:

D-galactosa, D- manosa, L-fucosa, D-xilosa, N-acetil-D-glucosamina, N-acetil-D-galactosamina y ácido N-acetil-neuramínico (NANA)

Casi todas las proteínas de membrana plasmáticaMayor parte de las proteínas plasmáticasAlgunas hormonasAnticuerposMuchas enzimasProteínas de secreción: -matriz extracelular -glándulas mucosasSeñales de reconocimiento celular (receptores,

identificación, adhesión)Grupo sanguíneo

Proteoglicanos vs. Glicoproteínas

•Componente más importante la parte proteíca

Parte glucídica: oligosacáridos

•Componente más importante la parte glucídica

Glúcidos y medicina

Glucemia: concentración de glucosa en el plasma.

En ayunas → valores de referencia: 70mg% - 110mg%.

Hipoglucemia: ↓ 70mg% .Glucemia alterada en el ayuno: 110mg% -

125mg%.Hiperglucemia: ↑ 126mg% .

GlucemiaControlada por hormonas:Insulina: -↓ glucemia (efecto hipoglucemiante) - Secretada por el páncreas. - Liberada luego de las comidas.Glucagón: -↑ glucemia (efecto hiperglucemiante) - Secretada por el páncreas. - Liberada en etapa de ayuno.Adrenalina:-↑ glucemia (efecto hiperglucemiante) - Secretada pos las glándulas

suprarrenales. - Liberada ante una situación de estrés.

Estudio de glucemiaPara detectar diabetes.

Diabetes: enfermedad en la cual se observan niveles elevados de glucosa (hiperglucemia).

Causas: Deficiencia de secreción de insulina. Deficiencia en el mecanismo de acción de la insulina.• Consecuencias a largo plazo: -cataratas - nefropatías - retinopatías

Permite la entrada de la glucosa a las células

Glucosuria

Es la presencia de glucosa en orina.

A parece cuando el nivel de glucosa excede la capacidad de reabsorción de los túbulos renales.

Valores de glucemia superan los 160 mg%.