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DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA

ESFUNO-Facultad de Medicina

GLÚCIDOS Y LÍPIDOS

Definición

Biomoléculas que poseen un grupo funcional aldehído o cetona y varios grupos hidroxilos (polialcoholes)

Fórmula básica:

(CH2O)n n ≥ 3

(de ahí su nombre de carbohidratos o hidratos de carbono)

ü Algunos derivados glucídicos pueden contener sulfato, fosfato, nitrógeno, combinarse con lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas)

GLÚCIDOS

ü Fuente y almacenamiento de energía ü Elementos estructurales (en membranas y matriz

extracelular) ü Moléculas señal (reconocimiento y adhesión célula-

célula)

Relevancia biológica

1- Monosacáridos: Unidad básica de los carbohidratos

2- Disacáridos: Compuestos por dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico

3- Oligosacáridos: Hasta 10 monosacáridos unidos por enlaces

glucosídicos 4- Polisacáridos: Muchas unidades, generalmente cientos

CLASIFICACION

A- De acuerdo al número de carbonos:

B- De acuerdo al grupo funcional: - Aldosas (grupo aldehído) - Cetosas (grupo ceto)

1- MONOSACÁRIDOS

Gliceraldehído Dihidroxicetona

Triosas son los monosacáridos más simples

D-Ribosa (aldopentosa)

2-deoxi-D-ribosa (aldopentosa)

1- MONOSACÁRIDOS

Monosacáridos De 5-Carbonos: Presentes en ADN, ARN, ATP etc

D-Glucosa (aldohexosa)

D-Fructosa (cetohexosa)

1- MONOSACÁRIDOS

Monosacáridos de 6-Carbonos: - Forman parte fundamental del metabolismo celular - Presentes en diferentes estructuras (proteínas, membranas, etc)

ü  Presentan al menos un carbono quiral o asímetrico. El mismo se encuentra unido a cuatro grupos químicos diferentes

ISOMERIA: ESTEREOISÓMEROS

Grupo aldehído

ü  Presenta 1 carbono asimétrico


Proyección de FISCHER

Perspectiva

ü  Para monosacáridos de más de 3 carbonos el número de carbonos quirales aumenta

ü  Los estereoisómeros tienen la misma fórmula química pero difieren en la posición del grupo hidroxilo en uno o más de sus carbonos quirales asimétricos

ü  Un monosacárido con “n” centros asimétricos tiene 2n estereoisómeros


Cuantos carbonos asimétricos tiene la glucosa? Cuantos estereoisómero tendrá?


Ejemplo: D-Glucosa

D-ALDOSAS

D-CETOSAS

Los grupos aldehído y cetona de glúcidos de 5 o 6 carbonos reaccionan para formar anillos de 5 miembros (furano) o de 6 miembros(pirano) respectivamente

Los monosacáridos forman estructuras cíclicas

Proyección de Haworth

Los monosacáridos forman estructuras cíclicas

ü  La reacción de ciclación se da entre el grupo alcohol (-OH) y el grupo aldehido llevando a la formación de un hemiacetal con dos estereoisómeros posibles: α,β denominados anómeros

D-Glucosa

Carbono anomérico

Anómero α

Anómero β

Los monosacáridos son azúcares reductores

ü  Los monosacáridos pueden ser oxidados en su carbono anomérico (carbonilo) por agentes como el ion férrico (Fe3+) o el cúprico (Cu2+) dando un carbono carboxílico

ü  La glucosa y otros azúcares capaces de reducir al Fe3+ o a el Cu2+ se les llama azúcares reductores. Necesitan el carbono anomérico

libre (sin estar formando enlace) en su forma lineal

carbonilo carboxilo

Derivados de los monosacáridos

Azúcar fosfato

Amino azúcar

Azúcares reducidos Azúcares oxidados

2- DISACÁRIDOS

ü  Unión de dos monosacáridos a través de un enlace covalente llamado enlace o-glicosídico

ü  Ejemplos:

•  Lactosa: galactosa-glucosa

(leche; reductor)

•  Sacarosa: glucosa-fructosa

(azúcar de mesa; no-reductor)

•  Trealosa: glucosa-glucosa

(presente en setas, hemolinfa

no-reductor)

Enlace o-glucosídico

3 y 4- OLIGOSACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS

Homopolisacáridos Unidades iguales de azúcar

No-ramificados ramificados

Heteropolisacáridos Unidades diferentes de azúcar

No-ramificados ramificados

Homopolisacáridos lineales

ü  Formada por moléculas de glucosa unidas por enlaces glucosídicos (α-1,4)

ü  Puede tener de 200 a 2500 monómeros de D-glucosa ü  Representan el 25% de los diferntes almidones (ej: maíz)

Ejemplo: AMILOSA

Homopolisacáridos ramificados

Ejemplo: AMILOPECTINA

ü  Formada por moléculas de D-glucosa unidas por enlaces glucosídicos (α-1,4) y ramificadoas en (α-1,6)

Almidón: polisacárido de reserva de células vegetales

Formado por: Amilosa, cadena lineal de D-Glucosa Amilopectina, cadena altamente ramificada

Glucógeno : polisacárido de reserva de células animales

ü  Al igual que la amilopectina es un homopolisacárido de D-glucosa con enlaces glucosídicos (α-1,4) y ramificados en (α-1,6)

ü  A diferencia de la amilopectina el almidón es más compacto y presenta muchas más ramificaciones

ü  Es especialmente abundante en el hígado donde sirve de reserva para la liberación de glucosa al plasma en los períodos de ayunos cortos (durante la noche)

ü  Se deposita en gránulos de forma insoluble evitando un

aumento de la osmolaridad celular


Porque no se alamacena glucosa como monómero en las células?

Se estima que la concentración de glucosa almacenada bajo la forma de glucógeno es aproximadamente 0,4M Esta concentración daría una osmolaridad al citoplasma celular de 0,4 Osm (ya que la glucosa no se disocia por ende el número de de partículas es = 1) Recordar: Osm = M x i Con una osmolaridad plasmático de 0,31 Osm, la presencia de glucosa a tan altas concentraciones haría que la célula estalle por la entrada de H2O- lísis osmótica

Celulosa: polisacárido estructural de la pared celular vegetal

Enlaces β 1 4

- Sustancia fibrosa - Insoluble en agua - Formada por enlaces de D-glucosa (β-1,4) Las α-amilasas pueden degradar almidón y glucógeno. No tenemos enzimas capaces de hidrolizar el enlace (β-1,4) de la celulosa Forman parte de las fibras de la dieta

Quitina : polisacárido estructural

ü  Homopolisacárido lineal formado por residuos de N-acetilglucosamina unidos por enlaces β (como en celulosa)

ü  Constituye el exo-esqueleto de los insectos

Proteoglicanos: Glicoproteínas

Agregados de proteoglicano -matriz extracelular

Proteoglicano en proteína integral de

membrana plasmática

Proteoglicanos: Glicoproteínas Componentes de la matriz extracelular

Lectinas: proteínas que reconocen polisacáridos

Ejemplo: rol de las glicoproteínas de los linfocitos en la adhesión al endotelio vascular mediada por lectinas (Integrinas) Reclutamiento de células Inmunes al lugar de la infección (Inflamación)

LÍPIDOS Definición

Grupo químicamente diverso de compuestos con la carácterística general de ser muy poco solubles en agua

Relevancia Biológica

•  Componentes de membranas celulares

•  Almacenamiento de energía

•  Anclaje de proteínas a membranas

•  Moléculas señalizadoras

Ácidos grasos

ü  Los ácidos grasos son derivados hidrocarbonados ü  Cadenas de 4-36 carbonos de largo ü  Presentan un grupo polar grupo carboxílico (el único Que puede interaccionar con El H2O

•  La mayoría tiene un número par de átomos de carbono, entre

16 y 20

•  La cadena hidrocarbonada es casi siempre lineal

•  Los ácidos grasos saturados tienen enlaces simples entre los

carbonos

•  Los ácidos grasos insaturados pueden tener uno o más enlaces

dobles

•  Los enlaces dobles están generalmente en configuración CIS

Características de los ácidos grasos

Características de los ácidos grasos

Saturado Insaturado

Nomenclatura de los ácidos grasos

Ácidos grasos insaturados: dobles enlaces en CIS

Empaquetamiento de los ácidos grasos

ü  El grado de empaquetamineto depende de la cantidad de acidos grasos saturados e insaturados ü  El grado de empaquetamiento determina la fluidez de la monocapa lipídica

Punto de fusión de los ácidos grasos

Aumento del largo de cadena mayor interacción

Aumento del nº de dobles enlaces menor interacción

Lípidos derivados de ácidos grasos

Triacilgliceroles o Triglicéridos

ü  Son una importante reserva de energía metabólica

ü  Se almacenan en el tejido adiposo


Los ácidos grasos esterificados al glicerol pueden ser diferentes


ü  Lípidos de reserva energética en el tejido adiposo. Ocupan casi la totalidad de la célula ü  Se hidrolizan liberando ácidos grasos libres en respuesta a señales de alerta y ayuno. ü  Son liberados a nivel plasmático donde son utilizados por los

diferentes tejidos para la obtención de energía

Otras funciones de los Triglicéridos

•  Los cachalotes (“sperm whale”) tienen un gran órgano en la cabeza llamado espermaceti.

•  Este órgano (de hasta 4 toneladas) contiene una mezcla de triglicéridos y ceras, con gran contenido de ácidos grasos insaturados.

•  En la profundidad del mar, donde el agua es mas fría y más densa, estos lípidos se solidifican, ajustando la densidad de la ballena a la densidad del agua. De esta manera, la ballena puede permanecer “flotando” en la profundidad

Fosfoacilgliceroles

ü  Son componentes de las membranas celulares

Fosfoacilgliceroles

ü  Componente de las membranas celulares

ü  Se encuentra hacia el lado interno de la bicapa

ü  Su externalización se produce durante la muerte celular y señaliza a ser reconocida por fagocitos profesionales para la eliminación de la célula

Esfingolípidos

ü  Son componentes estructurales de las membranas celulares

ü  No contiene glicerol sino que contienen una molécula de

esfingosina unida a un ácido graso de cadena larga o un grupo polar

Esfingomielina

Fosfolípidos

Glucolípidos

Esfingolípidos

Esteroides

Derivan del colesterol en células humanas, en plantas y otros micro-organismos derivan del ergosterol Componentes de las membranas biológicas Precursores de: - hormonas esteroideas - Ácidos biliares - Vitamina D

Colesterol

La vitamina D3 o colecaliciferol es sintetizada por acción de la luz uv a partir del 7-dehidroxicolesterol. Regula el metabolismo del Ca2+en el riñon, intestino y a nivel óseo. La falta de vitamina D3 se asocia con el raquitismo

Micelas, Liposomas, Bicapas ü  Los lípidos con carácter anfipático (cabeza polar y cadena larga hidrofóbica) se asocian en medios acuosos formando micelas, bicapas y/o lipososmas

Membranas biológicas

ü  Las membranas están formadas por una bicapa de fosfolípidos y moléculas de colesterol ü  Además es el lugar de anclaje de proteínas transmembrana u orientadas hacia una de las caras de la membrana .

Membranas biológicas: colesterol

Cambio de la fluidez de la Membrana plasmática El colesterol se transporta en lipoproteínas

- De altadensidad HDL- “Colesterol bueno”

- De baja densidad LDL- “Colesterol malo” Un aumento de la LDL se asocia con una mayor probabilidad de enfermedades cardiovasculares

¿Que son las grasas trans?

-  Se obtiene por hidrogenación catalítica de los ácidos grasos poliinsaturados presentes en aceites de semillas como girasol, maíz o soja generando grasas saturadas. Como subproducto se generan los ácidos grasos trans

- Pasan del estado líquido al estado sólido

Grasas Trans

•  Aumenta la vida útil de los productos

•  Potencia el sabor y mejor la textura •  Abarata costos •  Se encuentra en snacks, productos

precocidos, alimentos fritos, productos comerciales horneados, alimentos procesados y margarina

•  Según la OMS el consumo de grasas trans debe representar menos del 1% de las calorías diarias ingeridas

Grasas Trans: efectos en la salud

•  Aumento de peso y riesgo para la salud

•  Aumento del colesterol (hacen que

aumente el colesterol “malo” LDL y baje el “bueno” HDL)

•  Aumento de triglicéridos en sangre

•  Mayor riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares

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