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Carbohidratos- Monosacaridos, Oligosacaridos, Polisacaridos, Clasificación, Funciones
Introducción
Los carbohidratos son los compuestos organicos mas abundantes de la
biosfera ya su vez los mas diversos. Normalmente se los
encuentra en las partes estructurales de los vegetales y también en los
tejidos animales, como
glucosa o glucógeno.
Los carbohidratos son la fuente principal de energía
de nuestro cuerpo aportando 4 Kilocalorías de energía por gramo
consumido. También son llamados
azúcares, y son cadenas de diferentes tamaños de carbono.
Azúcares simples son aquellos de cadenas
moleculares cortas y de facil absorción. Azúcares
complejos son cadenas mas largas y de absorción mas lenta.
Los carbohidratos se hidrolizan a glucosa. La glucosa
es de suma importancia para el correcto funcionamiento del sistema
nervioso central (SNC), cuando estamos en ayuno, el SNC recurre a los cuerpos
cetónicos que existen en bajas concentraciones, es por eso que en
condiciones de hipoglucemia podemos sentirnos mareados o cansados.
Los carbohidratos pueden ser diferentes en cuanto a su peso molecular, los hay
simples y complejos. Los azúcares simples
mas importantes son la glucosa, la fructosa o la sacarosa. La
importancia que tienen es por el sabor dulce que confieren a los alimentos lo
que les hace mucho mas atractivos.
Otro azúcar importante pero este ya complejo es
el almidón. Es la forma en la que el tejido vegetal
reserva energía. El ser humano lo digiere y a
veces lo almacena para energía.
La mayor parte delos azúcares que se obtienen
en nuestra dieta provienen de los añadidos a los productos elaborados
que tienen mas que los naturales.
La sacarosa que se obtienen de la caña de azúcar o de la
remolacha es la que mas se utiliza. La lactosa es el mas
importante de origen animal.
Los carbohidratos se clasifican en: monosacaridos, oligosacaridos
(2-20 monosacaridos unidos) y polisacaridos (mas de 20
monosacaridos unidos).
Contenido
Estructura
Los carbohidratos o hidratos de carbono estan formados por carbono (C),
hidrógeno (H) y oxígeno (O) con la formula general (CH2O)n.
Los carbohidratos incluyen azúcares, almidones, celulosa, y muchos otros
compuestos que se encuentran en los organismos vivientes. Los carbohidratos
basicos o azúcares simples se
denominan monosacaridos. Azúcares simples
pueden combinarse para formar carbohidratos mas complejos. Los
carbohidratos con dos azúcares simples se
llaman disacaridos. Carbohidratos que consisten de dos a diez
azúcares simples se llaman oligosacaridos, y los que tienen un número mayor se llaman polisacaridos.
Monosacaridos
Los monosacaridos, estan formados por una
sola molécula; no pueden ser hidrolizados a
glúcidos mas pequeños. La fórmula
química general de un monosacarido no modificado es (CH2O)n, donde n es cualquier número igual o mayor a tres,
su límite es de 7 carbonos. Los monosacaridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus atomos de
carbono y gruposhidroxilo en el resto, por lo que pueden
considerarse polialcoholes. Por tanto se definen químicamente como
polihidroxialdehídos o pihidroxicetonas. Los monosacaridos se
clasifican de acuerdo a tres características diferentes: la
posición del
grupo carbonilo, el número de atomos de
carbono que contiene y su quiralidad. Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacarido es
una aldosa; si el grupo carbonilo es una cetona, el monosacarido es
una cetosa. Los monosacaridos mas pequeños son los
que poseen tres atomos de carbono, y son llamados triosas; aquellos
con cuatro son llamados tetrosas, lo que poseen cinco son
llamados pentosas, seis son llamados hexosas y así
sucesivamente. Los sistemas de clasificación son frecuentemente
combinados; por ejemplo, la glucosa es una aldohexosa (un aldehído de seis atomos de carbono),
la ribosa es una aldopentosa (un aldehído de cinco
atomos de carbono) y la fructosa es unacetohexosa (una
cetona de seis atomos de carbono).
Cada atomo de carbono posee un grupo
de hidroxilo (-OH), con la excepción del
primero y el último carbono, todos son asimétricos,
haciéndolos centros estéricos con dos posibles
configuraciones cada uno (el -H y -OH pueden estar a cualquier lado del atomo de
carbono). Debido a esta asimetría, cada monosacarido posee un cierto número de isómeros. Por ejemplo
la aldohexosa D-glucosa, tienen la fórmula (CH2O , de la cual, exceptuando dos de sus seis atomos de
carbono,todos son centros quirales, haciendo que la D-glucosa sea uno de
los estereoisómeros posibles. En el caso del gliceraldehído,
una aldotriosa, existe un par de posibles esteroisómeros, los
cuales son enantiómeros y epímeros (1 -dihidroxiacetona, la cetosa correspondiente, es una
molécula simétrica que no posee centros quirales). La
designación D o L es realizada de acuerdo a la orientación del
carbono asimétrico mas alejados del grupo carbonilo: si el grupo
hidroxilo esta a la derecha de la molécula es un azúcar D,
si esta a la izquierda es un azúcar L. Como los D azúcares
son los mas comunes, usualmente la letra D es omitida.
Oligosacaridos
Estan compuestos por tres a diez moléculas de
monosacaridos que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición
de cuan largo debe ser un glúcido para ser
considerado oligo o polisacarido varía según los autores.
Según el número de monosacaridos de la cadena se tienen
los disacaridos (como la lactosa ), tetrasacarido (estaquiosa),
pentasacaridos, etc.
Los oligosacaridos se encuentran con frecuencia unidos
a proteínas, formando las glucoproteínas, como una
forma común de modificación tras la síntesis
proteica. Estas modificaciones post traduccionales incluyen
los oligosacaridos de Lewis, responsables por las
incompatibilidades de los grupos sanguíneos,
el epítope alfa-Gal responsable del rechazo
hiperagudo en xenotrasplante y O-GlcNAc modificaciones.
Polisacaridos
Son cadenas, ramificadas o no, de mas de
diez monosacaridos, resultan de la condensación de muchas
moléculas de monosacaridos con la pérdida de varias
moléculas de agua. Su fórmula empírica es:
(C6 H10 O5)n. Los polisacaridos
representan una clase importante
de polímeros biológicos y su función en
los organismos vivos esta relacionada usualmente con
estructura o almacenamiento. El almidón es usado como
una forma de almacenar monosacaridos en las plantas, siendo
encontrado en la forma deamilosa y la amilopectina (ramificada).
En animales, se usa
el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente
similar pero mas densamente ramificado. Las propiedades del
glucógeno le permiten ser metabolizado mas
rapidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con
locomoción.
La celulosa y la quitina son ejemplos de
polisacaridos estructurales. La celulosa es usada en la pared
celular de plantas y otros organismos y es la molécula mas
abundante sobre la tierra. La quitina tiene una estructura similar a la
celulosa, pero tiene nitrógeno en sus ramas incrementando
así su fuerza. Se encuentra en los exoesqueletos de
los artrópodos y en las paredes celulares de
muchos hongos. Tiene diversos usos: en hilos para sutura
quirúrgica. Otros polisacaridos incluyen
la callosa, la lamiña, la rina, el xilano y
la galactomanosa.
Clasificación
Simples
Los carbohidratos simples son descompuestos rapidamente por el
cuerpopara ser usados como energía y se encuentran en forma natural en
alimentos como las frutas, la leche y sus derivados, al igual que en
azúcares procesados y refinados como los dulces, el azúcar común,
los almíbares y las gaseosas. La mayor parte de la ingesta de
carbohidratos debe provenir de carbohidratos complejos (almidones) y
azúcares naturales, en lugar de azúcares procesados o refinados.
* Monosacaridos: glucosa o fructosa
* Disacaridos: formados por la unión de dos
monosacaridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc.
* Oligosacaridos: polímeros de hasta 20 unidades de
monosacaridos.
Complejos
Los carbohidratos complejos estan hechos de moléculas de
azúcar que se extienden juntas en complejas
cadenas largas. Dichos carbohidratos se encuentran en alimentos tales como
guisantes, fríjoles, granos enteros y hortalizas. Tanto los
carbohidratos complejos como
los carbohidratos simples se convierten en glucosa en el cuerpo y son usados como energía. La
glucosa es usada en las células del
cuerpo y del cerebro y la que no se utiliza se
almacena en el hígado y los músculos como glucógeno para su uso posterior. Los alimentos que contienen carbohidratos complejos suministran
vitaminas y minerales que son importantes para la salud de una persona.
La mayoría de la ingesta de carbohidratos debe provenir de los
carbohidratos complejos (almidones) y azúcares naturales en lugar de
azúcares procesadosy refinados.
* Polisacaridos: estan formados por la unión de
mas de 20 monosacaridos simples.
* Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos.
* Función estructural: celulosa y xilanos.
Funciones
* Función energética. Cada gramo de
carbohidratos aporta una energía 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 organicas,
físicas y psicológicas de nuestro organismo.
* Una vez ingeridos, los carbohidratos se hidrolizan a glucosa, la sustancia mas
simple. La glucosa es de suma importancia para el correcto funcionamiento del
sistema nervioso central (SNC) Diariamente, nuestro cerebro consume mas
o menos 100 g. de glucosa, cuando estamos en ayuno, 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 proteínas. La fermentación de la lactosa
ayuda a la proliferación de la flora bacteriana favorable.
Conclusión
Todos los carbohidratos aunque son buenos también malos para el consumo
de estos ya que puede afectar el metabolismo de uno. Los carbohidratos
nos nutren lo suficiente para toda la vida, como se ha visto son
los mas abundantes y por eso son los que mas debemos consumir, y
aunque sean los que masbeneficios nos aportan, no se deben consumir en
exceso ya que estos tienden a convertirse en energía almacenada. Pero
también se ha visto que estas biomoléculas con otras, se nos
puede formar otra mas beneficiosa, ya que estas contienen carbono y como
se dice, no es una biomolécula, si no tiene carbono, ya que el carbono
es vida, en si ya que sin carbono, un elemento puede ser organico o no.
También aprendimos que los monosacaridos son una unidad
basica en los carbohidratos, y que los oligosacaridos
estan compuestos de 2 a 10 unidades de monosacaridos y los
polisacaridos estan constituidos por mas de 10 unidades de
monosacaridos; de igual forma aprendimos que por cada atomo de carbono
que se presente en los carbohidratos hay dos atomos de hidrogeno y uno
de oxigeno, como en el agua.
Los carbohidratos son importantes para los seres vivos, en especial la glucosa,
un azúcar sencillo presente en los frutos carnosos, en la
alimentación su importancia constituye en formar sustancias de reserva
en los animales que es el glucógeno, y en los vegetales como
almidón, su funciones de servir de combustible en los procesos
metabólicos, aunque contienen menos energía que las grasas.
Bibliografía:
* Vive los temas selectos de química; miguel
Vasconcelos, ed. Progreso, pp.152.
* https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002469.htm
* https://www.slideshare.net/taicher90/carbohidratos-presentation-930786
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