Seguimos con los Carbohidratos... Cuestionario "guía"

Para ir llevando mejor el tema, nuestro profesor nos propone un Cuestionario"Guía", para que llegada la hora de estudiar, se nos haga más fácil y cómodo saber qué es lo más importante.

A continuación se verán las preguntas seguidas de sus correspondientes respuestas:

Pregunta 1-¿Qué  son  los  carbohidratos  o  hidratos  de  carbono,  cuáles  son  sus  principales
funciones y cómo se clasifican?
Respuesta- Los hidratos de carbono, o glúcidos, son importantes componentes de los seres vivos, proveyendonos, en una dieta equilibrada, entre el 50 y 60% del total de las calorías y siendo el principal aporte energético en nuestra dieta.
Abundan en tejidos vegetales, el los cuales forman los elementos fibrosos o leñosos de su estructura y los compuestos de reserva nutrica de tuberculos, semillas y frutos. También se encuentran ampliamente distribuidos en tejidos animales, disueltos en humores orgánicos, y en complejas moléculas con diversas funciones. En síntesis, cumplen funciones principalmente de Energía, reserva de la misma y estructurales.
Los glúcidos están compuestos por carbono, hidrógeno y oxigeno y se definen como polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas, es decir, son compuestos con funciones de aldehídos o cetonas y varias funciones alcohólicas. Estos como mínimo por 3 carbonos. Por lo general estos se distinguen por el sufijo "osa"
Según la complejidad de la molécula, se clasifican en:
a) Monosacáridos o azúcares simples: son monómeros, formados solo por un polihidroxialdehído o polihidroxicetona. Se obtienen como cristales de colo blanco, son hidrosolubles, por lo general tienen sabor dulce y son sustancias reductoras(1). El representante de mayor importancia de este grupo es la glucosa.
b) Oligosacáridos: son polímeros compuestos por la unión de 2 a 10 monosacáridos (designados disacáridos, trisacáridos, tetrasacáridos, etc.) que pueden ser separados por hidrólisis. Son hidrosolubles y en general poseen sabor dulce. Los representantes de mayor interés son los disacáridos.
c) Polisacáridos: son moléculas de gran tamaño, constituidas por la unión de numerosos monosacáridos (más de 10) dispuestos en cadenas lineales o ramificadas. En general, son compuestos amorfos (sin forma), insolubles en agua e insípidos.

P2-¿Qué son los monosacáridos y cómo se clasifican?
R- Los monosacáridos o azucares simples responden a la definición de polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas (ambos polialcoholes). Los monosacáridos se pueden designar por la función que cumplan, siendo aldosas, (con función de aldehído), o cetosas (función de cetona). Y también suelen designarse por la cantidad de carbonos que los componen (tetrosas, pentosas, hexosas, etc.). Los más simples son triosas, de las cuales existen el gliceraldehído ( una aldotriosa) y la dihidroxiacetona (una cetotriosa). Los monosacáridos son sustancias reductoras, particularmente en medio alcalino. Los grupos aldehído o cetona son responsables de esta propiedad. Algunas reacciones de reconocimiento de monosacáridos utilizadas en el laboratorio, aprovechan esa capacidad reductora.

P3-Respecto de cada uno de los siguientes monosacáridos:
Glucosa - Fructosa - Galactosa
Responda las siguientes preguntas:
a)  Esquematice su estructura química.
b)  ¿Es una molécula reductora?
c)  ¿Dónde se encuentra (fuentes)?
d)  ¿Cuál es su función e importancia biológica?

R- #Glucosa (aldohexosa):
a)

b) Si, es una sustancia reductora, debido al carbono 1 del ciclo (carbono anomérico), el cual se encuentra libre, teniendo una función aldehído potencial, dándole esta capacidad reductora.
c) Se encuentra libre en frutos maduros, posible en miel, en sangre y humores orgánicos de los vertebrados.
d) Es el monosacárido más abundante y de mayor importancia biológica,debido a ser el principal combustible utilizado por las células. Además forma, uniéndose con otras glucosas u otros monosacáridos, importantes oligo y polisacáridos.

#Fructosa (cetohexosa):
a)

b) Si, es reductora, gracias a la función cetona "potencial" del carbono 2 ( el anomérico, unido a OH y CH2OH en la imágen).
c) Sen encuentra libre en frutos maduros, otros órganos vegetales y en la miel.
d) Su principal función e importancia biológica es formar la sacarosa (azúcar de caña) al unirse a la glucosa. También gracias a su gran poder edulcorante (el mayor de todos), en estado libre, es utilizada para la elaboración de bebidas carbonatadas y golosinas.

#Galactosa (aldohexosa):
a)

b) Si, es reductora, debido al carbono 1 de la estructura cíclica, el cuál posee un función aldehído potencial, dándole esta capacidad a la molécula.
c) Excepcionalmente se encuentra libre en la naturaleza, en general se la encuentra asociada a moléculas más complejas. Lo más común es encontrarla unida a la glucosa, formando lactosa, en la leche y sus derivados.
d) Su función e importancia biológica es formar parte del disacárido, lactosa o azúcar de leche, uniéndose a la glucosa. También es necesaria para la actividad de las células cerebrales, especialmente para los cerebrósidos.

P4-¿Qué son los disacáridos?
R- Son oligosacáridos formados por unión de dos monosacáridos con pérdida de una molécula de agua, llamada unión glucosídica (O-glucosídico), unión de tipo éster. El átomo de carbono anomérico (átomo de carbono 1) de uno de los monosacáridos reacciona con un grupo -OH del cuarto o sexto átomo de carbono de otro monosacárido. Además puede ser α o β en función del -OH . Se caracterizan por presentar sabor dulce, son hidrosolubles, cristalizan y  pueden ser reductores cuando el carbono anomérico de alguno de sus componentes no está implicado en el enlace entre los dos monosacáridos.

 Arriba los principales disacáridos a estudiar.

-Aquí dejamos un link para ver la reacción:
http://medicina.usac.edu.gt/quimica/biomol2/carbohidratos/Formaci_n_del_enlace_alfa-1,4-glucos_dico.htm

P5- Respecto de cada uno de los siguientes disacáridos:
Sacarosa - Maltosa – Lactosa
Responda las siguientes preguntas:
a)  Esquematice su estructura química e indique qué tipo de unión posee.
b)  ¿Es una molécula reductora?
c)  ¿Dónde se encuentra (fuentes)?
d)  ¿Cuál es su función e importancia biológica?

R- #Sacarosa:
a)

Formada por glucosa (alfa) y fructosa (beta), unidas entre sí por un enlace covalente doblemente glicosídico y dicarbonílico (participan el carbono 1 de la glucosa y el 2 de la fructosa). Este enlace se puede llamar α C1-C2 o β C2-C1, dependiendo desde donde se lo "mire".
b) No, no posee esa capacidad. Esto se debe a que ambos carbonos anoméricos (1 de glucosa y el 2 de fructosa) y así el grupo aldehído y cetona potenciales, se encuentran bloqueados por la unión que hay entre ellos, quitándole al disacárido esta capacidad.

c) Es el azúcar utilizado normalmente como edulcorante en la alimentación, pudiéndolo encontrarlo en la caña de azúcar, la remolacha y el maíz, y en menor proporción en el sorgo dulce y el jarabe de arce. La miel esta formada por "azúcar invertida", esta es la sacarosa una vez que fue hidrolisada, se invirtió el sentido de su rotación y se volvió a mezclar la glucosa y fructosa.
d) Es muy importante en lo vegetales para el transporte de energía. Para el humano es muy importante, tanto por ser el azúcar común, principal edulcorante en la alimentación, y porque luego de la acción de la enzima sacarasa, sobre ella, se obtienen dos importantes moléculas, glucosa y fructosa.

#Maltosa:
a)

Molécula formada por la unión glucosídica de 2 carbonos de distintas moléculas de glucosa. Formada por la unión del carbono 1 de un glucosa, y el carbono 4 de otra (unión α-glucosídica). Si bien es su forma alfa, puede existir en formas beta.
b) Si, es una molécula reductora debido a que el aldehído potencial de una de las glucosas queda libre, pudiendo unirse a otros monómeros.
c) La maltosa no se encuentra en estado libre, en ningún alimento, sino que es producto de  la degradación enzimática (por hidrólisis) del almidón (polisacárido), es decir, se obtiene por "rotura" de esas cadenas largas de almidón.
d) Su importancia biológica es que aporta una gran cantidad de energía al organismo, al brindarnos glucosa, luego de su rotura por acción de la enzima maltasa.

#Lactosa:
a)

Esta formada por la unión de los monosacáridos galactosa (beta) y glucosa (alfa). La unión se establece entre el carbono 1 de β-Galactosa y el carbono 4 de α-Glucosa (unión β-glicosídica).
b) Si, es una molécula reductora debido a que el carbono anomérico (carbono 1) de la glucosa queda libre, con  aldehído potencial libre, dándole esta capacidad.
c) Esta se puede encontrar en la leche y sus derivados, ya que esta es llamada la "azúcar de la leche".
d) Su importancia biológica es que esta es la principal fuente energética de los lactantes mamíferos. Su rotura ocurre por la acción de la enzima lactasa (los intolerantes a la lactosa no la pueden sintetizar).

P6-¿Qué son los polisacáridos y cómo están compuestos químicamente?
R- Son moléculas de gran peso y sustancias mucho más complejas que los anteriores glúcidos, constituidas por numerosas unidades de monosacáridos, unidas entre sí por enlaces glicosídicos, dispuestos en cadenas lineales o ramificadas. Algunos de ellos son polímeros de un solo tipo de monosacáridos, los homopolisacáridos, mientras otros dan por hidrólisis, más de una clase de monosacáridos, denominados, heteropolisacáridos. En general, son compuestos amorfos, insolubles en agua e insípidos.

P7-¿Qué  es  la  celulosa,  cuál  es su  origen  y  su  ubicación  celular? ¿Cuál  es  su  función
biológica? ¿Qué tipo de unión posee?
R- La celulosa es un polisacárido, un homopolisacárido, más especificamente, solo constituida por β-D-Glucosa, es decir, un polímero  de monómeros β-D-glucosa unidos por enlaces glucosídicos, por lo que también se define como Glucano. Esta esta constituida por más de 10.000 unidades de glucosa unidas con ese tipo de enlaces, β C1-C4. Posee una estructura lineal o fibrosa, sin ramificaciones, en la que se establecen múltiples puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, haciéndolas muy resistentes e insolubles al agua. Este diferente tipo de enlace, a comparación con la amilosa (parte constitutiva del almidón formada por glucosa unidas por α C1-C4), marca su principal diferencia en la geometría de una y otra. Este es el compuesto orgánico más abundante en la naturaleza. La celulosa es uno de los componentes principales de la pared celular, cumpliendo una función estructural en esta, por lo que la podremos encontrar plantas y árboles, y esto se debe su gran abundancia en la Tierra. Esta rigidez que tiene la celulosa por sus fuertes uniones y puentes de hidrógeno, la hacen tan buena para su "trabajo", su función. La pared celular de un 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%. También constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales, se utiliza en la fabricación de explosivos (el más conocido es la nitrocelulosa o "pólvora para armas"), seda artificial, barnices y se utiliza como aislamiento térmico y acústico. El humano como muchos mamíferos es incapaz de utilizarla como nutriente por no tener enzimas capaces de catalizar hidrólisis de este tipo de uniones (enzima celulasa), por lo que no es modificada. A diferencia de nosotros, los rumiantes, otros herbívoros y las termitas, poseen en su sistema digestivo, microorganismos capaces de romper estos enlaces y poder aprovechar a la celulosa como nutriente.

P8-Escriba un párrafo que compare (similitudes y diferencias) el almidón y el glucógeno
según los diversos criterios que considere pertinentes.
R- Podemos comenzar con que ambas moléculas son polisacáridos de largas cadenas de glucosa, de gran peso molecular y gran importancia biológica en nuestro organismo. Ambos tienen la función de reserva energética, pero en distintos organismos, siendo el almidón para los vegetales (depositada en granulos y en los granos, semillas) y es el principal carbohidrato en nuestra alimentación., y el glucógeno para animales (en hígado y músculos). El almidón esta compuesto por 2 glucanos, la Amilosa y la Amilopectina, la primera formando largas cadenas lineales de glucosa con uniones α-C1-C4, y la segundo presenta las mismas características de uniones, pero son de mayor peso molecular y poseen ramificaciones. La estructura del glucógeno es similar a la de la Amilopectina, por presentar muchas ramificaciones, pero la densidad de ramificaciones de este es mayor, formando una estructura muy compacta incapaz de retener agua y así de formar geles, a diferencia la amilopectina, por ser menos densa, fija gran cantidad de agua. Las ramificaciones presentan enlaces α-C1-C6. Ambas sustancias carecen de capacidad reductora, porque a pesar de quedar un carbono anomérico libre, a comparación de la gran cantidad de carbonos que hay, ese único "pasa inadvertido". Otra diferencia que se puede establecer es la reacción al yodo que tiene cada polisacárido, mientras que el almidón se torna de un color violeta, el glucógeno se torna rojo caoba.

P9-¿Qué es la glucemia y cuál es su importancia biológica?
R- Se llama así a la glucosa que circula por la sangre. Los niveles de glucemia, en los seres humanos, deben mantenerse entre unos valores relativamente estables. A la cantidad de glucosa que está presente en la sangre por la mañana, en ayunas, y después del descanso nocturno se la llama glucemia basal . Y a la  glucosa que puede determinarse en la sangre después de haber comido, glucemia postprandrial. Los alimentos responsables de las elevaciones de la glucemia son aquellos que contienen hidratos de carbono. La glucosa es la principal fuente de energía, y la única en algunos tejidos como la retina, el epitelio germinativo gonadal y los eritrocitos, a estos tejidos se los conoce como “glucodependientes”. Por otra parte, también es importante por sus funciones de estructurales y de reserva.
 En una persona normal, la concentración de glucosa en la sangre, esta regulada en limites estrechos, habitualmente entre 70-110mg/dl en una persona en ayunas (8hs. aprox.). Esta concentración se eleva a 140mg/dl, una hora después de la ingesta, pero un sistema hormonal devuelve estos valores a los normales, cerca de las dos horas después. A la inversa, en momentos prolongados de inanición , el hígado se encarga de mantener la glucemia mediante la glucógenolisis y la gluconeogenesis, principalmente. 
Cuando una persona posee un nivel de glucosa en sangre, por enzima del limite superior se produce hiperglucemia (diabetes), y cuando los valores están por debajo del limite inferior se da hipogulegemia.


(1) Ser una sustancia reductora, en carbohidratos, quiere decir que esa sustancia tiene un carbono anomérico libre, es decir, como una "patita" libre, en la que se podrá seguir uniendo otro monómero, la cual puede tener función potencial como aldehído o como cetona.

Esperamos no haberlos aburrido, nuestro fin fue siempre informar y dar a conocer información. Gracias por su lectura