Digestion y Absorcion de Carbohidratos Bioquímica

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULT FACULTAD AD MULTIDISCIPLINARIA MULTIDISCIPL INARIA ORIENTAL O RIENTAL DEPARTAMENTO DE MEDICINA SECCION BIOQUIMICA BIOQUIMICA I

TEMA: Digestión y Absorción de Carbohidratos DOCENTE: Dr. Dr. Mario A. Castro Melgar INTEGRANTES: Carranza Salgado, Mauricio Roberto Castillo Escobar, Josué Manuel Castro Chávez, Marlon Odir Cerón Hernández, Enoc Antonio

DIGESTION Y ABSORCION DE CARBOHIDRATOS

1 Carbohidratos Los carbohidratos, también llamados glúcidos, se pueden encontrar casi de manera exclusiva en alimentos de origen vegetal. Constituyen uno de los tres principales grupos grupos químicos que forman la materia orgánica junto con las grasas y las proteínas.

En una alimentación variada y equilibrada aproximadamente unos 300gr./día de hidratos de carbono deben provenir de frutas y verduras, las cuales no solo nos brindan carbohidratos, sino que también nos aportan vitaminas, minerales y abundante cantidad de fibras vegetales.

Funciones de los carbohidratos. • Energéticamente: los carbohidratos aportan 4 Kcal (kilocalorías) por gramo de peso seco. Esto es, sin considerar el contenido contenido de agua que pueda tener el alimento en el cual se encuentra el carbohidrato. •  Ahorro de proteínas: Si el aporte de carbohidratos es insuficiente, se utilizarán las proteínas para fines energéticos, relegando relegando su función plástica. p lástica.

•  Regulación del metabolismo de las grasas: En caso

de ingestión deficiente de carbohidratos, las grasas se metabolizan anormalmente acumulándose en el organismo cuerpos cetónicos, que son productos intermedios de este metabolismo provocando así problemas (cetosis). •  Estructuralmente, los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo, pero de cualquier manera, no debe excluirse esta función de la lista, por mínimo que sea su indispensable aporte.

Clasificación de los carbohidratos según su estructura. Monosacáridos Triosas Pentosas Hexosas. Disacáridos Lactosa Maltosa Sacarosa Polisacáridos  Almidón Glucógeno Celulosa

Monosacáridos. Los monosacáridos son glúcidos sencillos constituidos por una cadena. Se nombran añadiendo la terminación  –osa al número de carbonos. PROPIEDADES DE LOS MONOSACÁRIDOS Son cristalizables, sólidos De color blanco. Sabor dulce. Solubles en agua. Con poder reductor, debido a la presencia del grupo aldehído o cetona. No son hidrolizables. Presentan actividad óptica. Isomería.

Glucosa También llamada azúcar de la uva, es una aldohexosa. Es el azúcar más utilizado por las células como fuente de energía. Se encuentra en forma libre en la sangre. Se puede obtener de la digestión de los glúcidos que tomamos con el alimento (los almacenamos en el hígado y en los músculos, como un polisacárido de reserva llamado glucógeno).

Fructosa Es una cetohexosa que se encuentra estado libre en las frutas y que forma parte junto con la glucosa del disacárido sacarosa. En el hígado se transforma en glucosa, por lo que posee para nuestro organismo el mismo valor energético que ésta.

Ribosa Es una aldopentosa que forma parte de la estructura de los ácidos nucleicos (ARN o ácido ribonucleico) Desoxirribosa Es un monosacárido que se origina por reducción de la ribosa en el carbono Es el azúcar que forma parte del ADN o ácido desoxirribonucleico.

Disacáridos. Los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos, generalmente hexosas y son los oligosacáridos de mayor importancia biológica y están formados por la unión de dos hexosas. Su fórmula general es C12H22O12

Los principales disacáridos de interés biológico son los siguientes: • La maltosa o azúcar de malta. Está formada

por dos unidades de alfa glucosa, con enlace glucosídico de tipo alfa 1-4.

• La lactosa o azúcar de la leche. Está formada

por galactosa y glucosa, unidas con enlace glucosídico beta 1-4. También tiene carácter reductor. Se encuentra libre en la leche de los mamíferos.

• La sacarosa o azúcar de caña y remolacha.

Está formada por alfa-glucosa y betafructosa, con enlace 1-2- No posee carácter reductor. Es el azúcar que se obtiene industrialmente y se comercializa en el mercado como edulcorante habitual. Además, se halla muy bien representada en la naturaleza en frutos, semillas, néctar, etc.

Polisacaridos. Los polisacáridos están formados por la unión de centenares de monosacáridos, unidos por enlaces “O glucosídicos”. Existen algunos

formados por unidades de pentosa, llamados pentosanas, pero los que tienen importancia biológica son los polímeros de unidades de hexosas, llamados también hexosanas, y muy especialmente los polisacáridos formados de glucosa

Principales polisacáridos. El almidón es el polisacárido de reserva propio de los vegetales, pues sirve como almacén de la glucosa (fabricada por fotosíntesis) en el interior de los plastos, donde se acumula en forma de granos de aspecto característico según la especie. Se halla, sobre todo, en raíces, tubérculos y semillas. Está formado a su vez por dos componentes, amilosa y amilopectina, en proporciones varia¬bles, según la especia vegetal de la que se trate.

Glucogeno: Su función es también de reserva o almacén de glucosa, pero es exclusivo de las células de los animales. Se acumula en forma de granos, sobre todo en el citoplasma de las células musculares y hepáticas.

Celulosa. Su función es estructural, pues forma la pared de todas las células vegetales, a las que da forma y consistencia. Es especialmente abundante en los tejidos vegetales de las células muertas, como el leño del interior de los árboles y muchas fibras vegetales (cáñamo, esparto, algodón, etc.).

2 Digestión y absorción de Carbohidratos en la dieta • Los hidratos de carbono más presentes en la

dieta, son lo ALMIDONES, son estructuras complejas formadas por múltiples moléculas de glucosa. Los ingerimos en el pan, pasta y arroz.

• Los almidones comienzan a

digerirse a nivel de la boca por acción de la amilasa salivar, cuya función es hidrolizar las cadenas largas, reduciéndolas a dextrinas.  A continuación pasan al esófago y al estómago en el duodeno actúa la amilasa pancreática y los acorta hasta producir el disacárido maltosa, sobre ésta actúa la maltasa producida en las células epiteliales (vellosidades intestinales) y ésta es transformada en dos moléculas de glucosa.

• La fructosa se absorbe mediante un mecanismo de

difusión que no requiere energía. Se absorben a nivel de las vellosidades intestinales, se dirigen por el sistema porta por la sangre hacia el hígado, en el cual las moléculas de fructosa y galactosa quedan almacenadas como glucógeno.

• Los carbohidratos que no han sido digeridos en el

intestino delgado, incluyendo almidón resistente de alimentos tales como patatas, judías, avena, harina de trigo, así como varios oligosacáridos y polisacacáridos no-almidón, se digieren de forma variable cuando llegan al intestino grueso.

•  La flora bacteriana metaboliza estos compuestos, en

ausencia de oxígeno, a gases (hidrógeno, dióxido de carbono, y metano) y a ácidos grasos de cadena corta (acetato, propionato, butirato). Los gases son absorbidos y se excretan por la respiración o por el ano. Los ácidos grasos se metabolizan rápidamente .

3 EXPLICAR LOS MECANISMOS QUE CONTRIBUYEN A MANTENER CONSTANTE LA GLICEMIA EN ESTADO DE AYUNO Y ESTADO ALIMENTADO.

EN LOS ESTADOS TANTO DE ALIMENTACION COMO DE AYUNO SE PROPORCIONA UN APORTE DE COMBUSTIBLES METABOLICOS.

• El sistema nervioso central y los eritrocitos siempre necesitan glucosa.

El cerebro puede metabolizar cuerpos cetónicos para satisfacer alrededor de 20% de sus requerimientos de energía; el resto debe suministrarse mediante glucosa.

En el estado postprandial, se depositan reservas de combustible metabólico.

• Durante varias horas luego de una comida, mientras

se están absorbiendo los productos de la digestión, hay un aporte abundante de combustibles metabólicos.

La captación de glucosa hacia el musculo y el tejido adiposo esta controlada por la insulina secretada por las células de los islotes β del páncreas en respuesta a un

incremento de la concentración de glucosa en la sangre porta.

• En el estado de ayuno hay un pequeño

decremento de la glucosa plasmática, y luego poco cambio a medida que el ayuno se prolonga hacia inanición.

ASPECTOS CLINICOS. • La inanición prolongada, conforme se agotan las

reservas de tejido adiposo, hay un incremento muy considerable del índice neto de catabolismo de proteínas para proporcionar más aminoácidos, no solo como sustratos para gluconeogénesis, sino también como el principal combustible metabólico de tos los tejidos. En enfermos con caquexia como resultado de la liberación de citocinas en respuesta a tumores, y varios otros estados patológicos.

RESUMEN. • En el ayuno y la inanición, debe proporcionarse

para el cerebro y los eritrocitos, en el estado de ayuno temprano, esto se suministra a partir de las reservas de glucógeno. • En el estado de ayuno, el tejido adiposo libera ácidos grasos libres; en el ayuno y la inanición prolongados el hígado los usa para la síntesis de cuerpos cetónicos, que se exportan para proporcionar el principal combustible para el músculo.

Cascada amplificadora de la degradación del glucógeno, estimulada por adrenalina Este proceso se inicia cuando la adrenalina estimula la degradación del glucógeno en el hígado para convertirse a glucosa, originando una serie de reacciones de amplificación (cascada amplificadora), con lo cual se eleva la concentración de glucosa sanguínea.

4-EXPLICAR LA REABSORCION RENAL DE GLUCOSA (UMBRAL RENAL). • Hace referencia al punto en el cual el riñón deja escapar

glucosa hacia la orina. En el humano el umbral renal para glucosa está en alrededor de 180 mg/dL. Esto significa que por encima de este valor empieza a aparecer glucosa en la orina.

En cuanto a la reabsorción de la glucosa decir que toda la glucosa filtrada se reabsorbe en el túbulo proximal y se devuelve a la circulación sanguínea. Cuando la concentración en sangre supera los 180 mg/dl, la reabsorción se impide y la glucosa aparece en la orina.

• Cuando la glucosa en sangre aumenta hasta cifras

relativamente altas, los riñones también ejercen un efecto regulador. Los glomérulos filtran de manera continua la glucosa, en circunstancias normales se reabsorbe por completo en los túbulos renales mediante transporte activo.

5- Estructura e importancia biológica de los glucoconjugados (proteoglicanos, glucoproteinas y glucolipidos)

Proteoglicanos. • Los proteoglicanos son una gran familia de glicoproteinas formadas por un núcleo proteico al que se encuentran unidos covalentemente un tipo especial de polisacaridos denominados glicosaminoglicanos.

• Los proteoglicanos se

encuentran unidos a la membrana celular en contacto con la matriz extracelular. Actúan como moduladores de señales en procesos de comunicación entre la célula y su entorno.

En la matriz extracelular • Mantienen hidratada la matriz extracelular • Las cadenas de glucosaminoglucanos pueden generar

geles de poros de diferente tamaño, por lo que pueden intervenir como filtro selectivo en la regulación del tráfico de moléculas y de células, seleccionándolas en función de su tamaño, su carga o ambas cosas.

• Los glucosaminoglucanos y proteoglucanos

se asocian formando enormes complejos polímericos. También se asocian con otros elementos de la matriz extracelular como el colágeno y con redes proteicas de la lámina basal formado estructuras muy complejas. • El agrecano rodea el cartílago y la ayuda a

soportar las fuerzas de compresión

En la membrana plasmática •  Algunos son componentes integrales de las

membranas plasmáticas. • desempeñan un papel importante en la señalización celular ya que unen diversa moléculas de señalización. Pudiendo aumentar o disminuir su capacidad señalizadora.

Glicoproteína

Las glicoproteínas (también llamadas glucoproteínas, aunque dicho término no figura en la RAE) son moléculas compuestas por una proteína unida a uno o varios hidrato de carbono, simples o compuestos. Tienen entre otras funciones el reconocimiento celular cuando están presentes en la superficie de las membranas plasmáticas

• Existen en todo tipo de organismos, aunque

prevalecen sobre todo en los líquidos y en las células de los animales, en las que tienen muchas funciones. Se encuentran muy difundidas en las membranas de las células o en asociación como componentes de la cubierta superficial.

Glucolípido

Los glucolípidos (o glicolípidos) o glucoesfingolípidos (o glicoesfingolípidos) son esfingolípidos compuestos por una ceramida (esfingosina + ácido graso) y un glúcido de cadena corta; carecen de grupo fosfato. Entre los principales glúcidos que forman parte de los glucolípidos encontramos a la galactosa, manosa, fructosa, glucosa, N-acetilglucosamina, Nacetilgalactosamina y el ácido siálico.

6- explicar el papel de los glúcidos como moléculas portadoras de información (explicar el papel de las lectinas)

• Los carbohidratos son moléculas con

una extraordinaria diversidad estructural y se encuentran presentes en todas las células. Antiguamente solo se les veía como moléculas proveedoras de energía (glucosa y glicógeno) y como elementos estructurales, sin embargo, ahora se conoce que contienen información.

• Con toda su versatilidad estructural, los

polisacáridos tienen una amplia variedad de funciones informativas.

• Las moléculas que tienen la capacidad de

descifrar la información contenida en los carbohidratos son las lectinas.

• Las lectinas (del latín legere= seleccionar

o escoger) son proteínas que unen a mono- y oligosacáridos específicamente y de manera reversible, no son enzimas y en contraste con anticuerpos, no son producto de una respuesta inmune. Típicamente contienen uno o más sitios de combinación de carbohidratos por moléculas, son divalentes o polivalentes.

Pasos para la detección de glúcidos con lectinas

El grupo reactivo de la lectina queda bloqueado con la molécula de azúcar respectiva dando una reacción negativa.

• Las lectinas son el medio de fijación de

diferentes tipos de células, bacterias, virus o toxinas. Sus interacciones con células pueden ser inhibidas en muchos casos por carbohidratos, son utiles porque son empleados en técnicas histoquímicas y en la microscopía electrónica para estudiar la estructura y función de la membrana plasmática.

• En animales las lectinas realizan una gran

diversidad de funciones: fertilización, regulación del tejido conectivo, apoptosis,en respuestas inflamatorias, etc.

La lectina de los plátanos • Dicha proteína presenta una gran cantidad

de azúcares que le permiten interaccionar con las células objetivo e infectarlas.