Estructura de los Glúcidos PDF

TEMA 1a. ESTRUCTURA DE LOS GLÚCIDOS 1.- INTRODUCCIÓN 2.- ESTRUCTURA 3.- CLASIFICACIÓN 4.- MONOSACÁRIDOS 4.A.- Isomería 4.B.- Ciclación de monosacáridos 4.C.- Poder reductor de los monosacáridos. 4.D.- Derivad...

TEMA 1a. ESTRUCTURA DE LOS GLÚCIDOS 1.- INTRODUCCIÓN 2.- ESTRUCTURA 3.- CLASIFICACIÓN 4.- MONOSACÁRIDOS 4.A.- Isomería 4.B.- Ciclación de monosacáridos 4.C.- Poder reductor de los monosacáridos. 4.D.- Derivados de monosacáridos. 4.E.- Unión de monosacáridos. 5.- DISACÁRIDOS 6.- POLISACÁRIDOS 6.A.- Almidón 6.B.- Glucógeno 6.C.- Celulosa 6.D.- Glucosaminoglucanos 6.E.- Proteoglicanos 6.F.- Polisacáridos de la pared celular bacteriana 7.- DIGESTIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS DE LA DIETA. 7.A.- Degradación anómala de los disacáridos. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 1  TEMA 1a. ESTRUCTURA DE LOS GLÚCIDOS 1. INTRODUCCIÓN Los glúcidos son las moléculas orgánicas más abundantes en la naturaleza. También se les llama hidratos de carbono (denominación que puede inducir a error porque no se trata de carbonos hidratados) o azúcares. Tienen una gran variedad de funciones:  Fuente de energía: aportan una fracción significativa de las calorías en la dieta de la mayoría de los organismos.  Reserva energética: actúan como una forma de almacenamiento de energía en el cuerpo.  Elementos estructurales: actúan como componentes estructurales de la membrana celular, donde median algunas de las formas de comunicación intercelular. También actúan como componentes de la celulosa de los vegetales, del exoesqueleto de muchos invertebrados y las paredes celulares de las bacterias.  Componentes de metabolitos fundamentales: forman parte de los nucleótidos (ATP, ADP), los ácidos nucleicos (ADN, ARN) y de las coenzimas (NAD+, NADP+) 2. ESTRUCTURA Son moléculas formadas fundamentalmente por C, H y O. Poseen varios grupos OH y un grupo funcional aldehído o cetona: son polihidroxicarbonilos. ¿Cómo se disponen los átomos? Forman un esqueleto hidrocarbonado (enlaces covalentes entre C e H) unido por enlaces covalentes a grupos OH, con estructura tridimensional. Todos los átomos de C están unidos a un grupo OH, salvo uno que está unido a un grupo funcional carbonilo:  Aldehido, si está al final de la cadena. = caldora  Cetona en cualquier otra posición. = otora 3. CLASIFICACIÓN Se pueden clasificar según el número de moléculas de azúcar que contienen: Monosacáridos: o azúcares simples, formados por 1 sola molécula de azúcar. Son las unidades fundamentales o monómeros que forman las demás. Oligosacáridos: formados por 2 a 20 unidades de monosacáridos unidos por enlaces covalentes (O-glucosídico). Los más importantes son los disacáridos. Polisacáridos: formados por un elevado número de monosacáridos formando cadenas lineales o ramificadas. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 2 Término monómero-polímero: honopolime/hetropolimos Oligosacáridos y polisacáridos son polímeros ya que están constituidos por subunidades que se repiten que son los monómeros (en el caso de los azúcares, los monómeros son los monosacáridos). 4. MONOSACÁRIDOS. Son los azúcares más sencillos. Son sólidos cristalinos, solubles en agua y sabor dulce. Pueden clasificarse de dos formas: 1.-Según la posición del grupo funcional carbonilo: 2.- Según el número de Carbonos: - Cuando está al principio de la cadena (grupo - 3 C: TRIOSAS aldehído) al monosacárido se le denomina - 4 C: TETROSAS aldosa. - 5 C: PENTOSAS - Cuando está en otra posición (grupo cetona) al - 6 C: HEXOSAS monosacárido se le denomina cetosa. CETOSAS La combinación de estos dos criterios permite obtener los nombres genéricos de los monosacáridos. Por ejemplo: aldopentosas, cetopentosas, aldohexosas o cetohexosas. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 3  ALDOSAS 4.A.- Isomeria Los compuestos que tienen la misma fórmula química pero diferentes estructuras se denominan isómeros. Por ejemplo, la fructosa, la glucosa, la manosa y la galactosa son todos isómeros entre sí y tienen la misma fórmula química, C6H12O6. Todos los monosacáridos, excepto la dihidroxiacetona, presentan isomería porque contienen uno o más carbonos quirales, esto es carbonos asimétricos sustituidos con cuatro sustituyentes distintos. El número de esteroisómeros que tiene una molécula es de 2n, siendo n el número de carbonos asimétricos. Enantiómeros. - Aparece un tipo especial de isomería en los pares de estructuras que son como espejosimágenes especulares y, por tanto, no superponibles. Sus propiedades químicas son similares y las células son capaces de llegar a diferenciarlos. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 4 Estas imágenes especulares se denominan enantiómeros y los dos miembros del par se designan como azúcar D o L. En el caso del gliceraldehído coincide que sus dos estereoisómeros son también enantiómeros. En los seres humanos, la gran mayoría de los azúcares son azúcares D, en los que el grupo OH en el carbono asimétrico más alejado del carbono carbonilo está a la derecha, mientras que en el isómero L está a la izquierda. Diasteroisómeros. - Son aquellos isómeros ópticos que no son enantiómeros, esto es que no son imágenes especulares. Por ejemplo, D-ribosa y D-Xilosa. Epímeros. - Son aquellos diasteroisómeros que únicamente difieren en la configuración de un M solo carbono asimétrico. Por ejemplo: D-glucosa y D-galactosa. D- D- Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 5  4.B.- Ciclación de los monosacáridos. – Menos del 1% de cada uno de los monosacáridos con 5 o más carbonos existen en la forma de cadena lineal (acíclica). Se encuentran predominantemente en forma de anillo (ciclada), en la que el grupo aldehído, o el grupo ceto, ha reaccionado con un grupo alcohol del mismo azúcar. A Glucopiranosa Piranosa: anillo de seis miembros constituido por 5C y 1O. D Carbono anomérico. - Fructofuranosa Furanosa: anillo de cinco miembros constituido por 4C y 1O. Carbono anomérico. - La ciclación crea un carbono anomérico (el anterior carbono carbonilo). Se trata de un nuevo carbono asimétrico: el C1 en las aldosas y el C2 en las cetosas. Carbono no asimétrico Carbono asimétrico Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 6 Anómeros. - Debido a este nuevo centro de asimetría se producen dos nuevos isómeros que se denominan anómeros, y que se designan como α y β. Puesto que nos son imágenes especulares, se les denomina diasteroisómeros. Las enzimas son capaces de distinguir entre estas dos estructuras y utilizar una u otra de manera preferente. Por ejemplo: el glucógeno se sintetiza a partir de α-D-glucopiranosa, mientras que la celulosa se sintetiza a partir de β-D-glucopiranosa. Los anómeros α y β de un azúcar están en equilibrio uno con el otro y pueden interconvertirse de manera espontánea, utilizando como intermediario la estructura de cadena abierta, mediante un proceso denominado mutarrotación. oxiderse y oder reduciendose 4C.- Poder reductor de los monosacáridos. – => pueden e , El grupo carbonilo (aldehído o cetona) puede oxidarse (ceder e-) y dar un grupo ácido (-COOH). =c del grupo funcional Por ello todos los monosacáridos que poseen un carbono carbonilo intacto pueden reaccionar como reductores (oxidándose) con otras moléculas que actuarán como oxidantes (la otra molécula se reduce).. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 7 Si el grupo hidroxilo en el carbono anomérico de un azúcar cíclico no está unido a otro compuesto por un enlace glucosídico, el anillo puede abrirse y actuar como un agente reductor. 4.D.- Derivados de monosacáridos. - Son monosacáridos en los que un grupo hidroxilo se sustituye por otro grupo funcional. Hay un número enorme de azúcares modificados de esta manera. A continuación, se describen los de mayor importancia biológica: Azúcares fosfato. - La adición de grupos fosforilo a los monosacáridos es una reacción común, que está catalizada enzimáticamente y en la que el ATP suele ser el donador de fosfato. Son intermediarios importantes de muchas rutas metabólicas. También actúan como compuestos “activados” en rutas de síntesis ya que la hidrólisis de estos compuestos es termodinámicamente favorable y produce liberación de energía. La fosforilación introduce cargas negativas en los monosacáridos y hace de ellos compuestos bastante ácidos. Los azúcares fosforilados no pueden atravesar la bicapa lipídica de la membrana celular. Azúcares ácidos.- La oxidación enzimática de los monosacáridos produce los ácidos urónicos (oxidación del C6), ácidos aldónicos (oxidación del C1) y ácidos aldáricos (oxidación del C1 y C6). Los azúcares ácidos forman parte de oligosacáridos y polisacáridos complejos. El ácido glucurónico participa en la detoxificación de sustancias exógenas (por ejemplo, fármacos) y endógenas, mediante su conjugación con las mismas y genera los denominados glucurónidos, compuestos hidrosolubes fácilmente excretables por vía renal. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 8 Alditoles. – Se producen por reducción del grupo carbonilo del monosacárido, que se transforma en un grupo hidroxilo, por lo que el compuesto es un polihidroxilo. Los polialcoholes formados en el interior de las células no salen fácilmente y son retenidos dentro de las mismas produciendo hipertonicidad y retención de agua. El sorbitol se acumula en el cristalino del ojo en las personas con diabetes pudiendo dar lugar a la formación de cataratas. Aminoazúcares. - Son monosacáridos en los que un grupo hidroxilo se ha sustituido por un grupo amino. Esencialmente los que se encuentran en la naturaleza son hexosaminas. Los más abundantes en los polisacáridos naturales son la glucosamina y la galactosamina, ambas forman parte de los glucosaminoglucanos. En su forma acetilada, los aminoazúcares son constituyentes de la quitina de los insectos y crustáceos, y de los proteoglucanos de la matriz extracelular, tal es el caso de la β-D-N-acetilglucosamina. Dexosiazúcares. - Son monosacáridos en los que el grupo hidroxilo (OH) ha sido sustituido por un hidrógeno (H). En la naturaleza, el desoxiazúcar más abundante es la desoxirribosa, que forma parte del ADN. La reducción del C2 de la D-ribosa se produce por la acción de la enzima ribonucleótido reductasa, que sintetiza el correspondiente desoxirribonucleótido. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 9 También son importantes la ramnosa (α-L-6-desoximanosa) y la fucosa (α-L-6-desoxigalactosa), que forman parte de oligosacáridos importantes de algunas glucoproteínas y glucolípidos, ambas son constituyentes de algunas paredes celulares. 4.E.- Unión de los monosacáridos. – Los monosacáridos pueden unirse para formar oligosacáridos y polisacáridos. Los enlaces por medio de los cuales se unen los azúcares se denominan enlaces glucosídicos, que se forman por medio de enzimas conocidas como glucosiltransferasas. Estas enzimas utilizan azúcares de nucleótidos, como la UDP-glucosa, como sustratos. Enlace glucosídico. - Enlace covalente que se establece entre el grupo hidroxilo del átomo de carbono anomérico de un monosacárido y el grupo hidroxilo de cualquier átomo de C (puede o no ser el anomérico) del otro monosacárido. En la reacción se libera una molécula de H2O. ↑mirando on unido a L posición El enlace glucosídico puede ser α o β; esta denominación hace referencia a la configuración del OH del C anomérico implicado en el enlace: si el carbono anomérico implicado en el enlace es α, el enlace es α y si dicho carbono fuera β, el enlace sería β. Para nombrar el enlace, además de la configuración se ponen entre paréntesis los carbonos implicados en el enlace. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 10 Azúcares complejos. – Los carbohidratos pueden estar unidos por medio de enlaces glucosídicos a estructuras que no son azúcares, entre ellas las bases de purina y pirimidina (que se encuentran en los ácidos nucleicos), los anillos aromáticos (como los que se encuentran en los esteroides y la bilirrubina), proteínas (que se encuentran en las glucoproteínas y los proteoglucanos) y lípidos (que se encuentran en los glucolípidos). N-glucósidos. – Si el grupo al que está unido el azúcar es un grupo -NH2, la estructura es in N- glucósido y el enlace se denomina N- glucosídico. O-glucósidos. - Si el grupo al que está unido el azúcar es un -OH, la estructura es un O- glucósido y el enlace es O-glucosídico. Todos los enlaces glucosídicos azúcar-azúcar son enlaces tipo O-glucosídico. 5. DISACÁRIDOS. Los disacáridos son los oligosacáridos más sencillos y los de mayor importancia biológica. Están formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico. Los disacáridos pueden ser de dos tipos:  Reductores: en estos disacáridos el enlace glucosídico se establece entre el carbono anomérico de uno de los monosacáridos y un hidroxilo de otro monosacárido, por lo tanto, conservaban las propiedades reductoras ya que el grupo carbonilo libre puede oxidarse.  No reductores: carecen de capacidad reductora ya que en el enlace glucosídico participan las funciones hemiacetílicas de ambos monosacáridos; no tienen ningún carbono anomérico libre y, por tanto, carecen de un posible grupo carbonilo libre que pudiera oxidarse. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 11 Entre los disacáridos más importantes a nivel biológico podemos citar los siguientes: Sacarosa. - Formada por glucosa y fructosa unidas por un enlace (1—2). Los dos carbonos anoméricos están implicados en el enlace, por lo que la molécula no tendrá poder reductor. Es el azúcar de mesa y se obtiene a partir de la remolacha y de la caña de azúcar. Es la forma en la cual se transporta el azúcar en las plantas. Lactosa. - Formada por galactosa y glucosa unidas por un enlace β(1—4). Es el disacárido presente en la leche. Sólo hay un carbono anomérico implicado en el enlace, así que la molécula sí tiene poder reductor. Puede existir un anómero α y otro β. Maltosa. - Formada por 2 moléculas de glucosa unidas por un enlace α(1—4). Sólo hay un carbono anomérico implicado en el enlace, así que la molécula sí tiene poder reductor. Se encuentra en la cebada y también se obtiene en la hidrólisis del almidón. 6. POLISACÁRIDOS Los polisacáridos constituyen la mayoría de los glúcidos existentes en la naturaleza, están formados por la unión de un elevado número de monosacáridos mediante enlaces O- glucosídicos; el número de monosacáridos que los constituyen y la existencia o no de ramificaciones varía mucho de un compuesto a otro. Se denominan homopolisacáridos o polisacáridos homogéneos a aquellos formados por un único tipo de monosacárido repetido n veces, y se denominan heteropolisacáridos o polisacáridos heterogéneos a los que contienen un número elevado de dos o más tipos distintos de monosacáridos. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 12 Se pueden clasificar en dos grandes grupos según su función: Polisacáridos de Reserva Polisacáridos estructurales - Almidón (células vegetales). - Celulosa: un homopolisacárido presente en la pared celular en vegetales. - Glucógeno (células animales). - Glucosaminoglucanos: es un heteropolisacárido presente en la matriz celular Ambos son homopolisacáridos - Peptidoglucano: complejo polisacárido – péptido presente en la pared bacteriana. 6.A. - Almidón. - Es el polisacárido de reserva de las células vegetales. Está formado por una mezcla de 2 polímeros de glucosa: - Un polímero no ramificado denominado α-amilosa formado por 200-3000 unidades de glucosa unidas por enlaces glucosídicos α(1—4). La cadena de amilosa tiene un extremo reductor y otro no reductor. Es muy poco soluble en agua, donde adopta una conformación helicoidal estabilizada por puentes de hidrógeno; el interior de esta presenta regiones hidrófobas. - - Un polímero ramificado denominado amilopectina formado por unidades de glucosa unidas por enlaces α(1—4), con puntos de ramificación mediante enlaces α (1—6). Las ramificaciones se producen cada 12 a 30 residuos de glucosa, y el tamaño medio de una rama es de unos 24 a 30 residuos. Esta molécula tiene un extremo reductor y un gran número de extremos no reductores, lo que permite una rápida movilización de la glucosa cuando es necesaria para la célula. Esta molécula permite almacenar glucosa en grandes cantidades, en un estado semisoluble, accesible rápidamente a las enzimas. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 13  6.B. - Glucógeno. - El glucógeno es el polisacárido de reserva más importante en las células animales. Se encuentra principalmente en el hígado (10% de la masa hepática) y en el músculo esquelético (1-2% de la masa muscular). Se localiza en el citosol en forma de gránulos de tamaño variable, los cuales contienen también las enzimas que catalizan su síntesis y degradación. El glucógeno hepático es esencial para mantener los niveles plasmáticos de glucosa, y el del músculo esquelético es fundamental durante la contracción muscular. Su estructura química es muy similar a la de la amilopectina, pero las ramificaciones son más frecuentes (cada 8-12 glucosas) y las cadenas laterales que se originan en los puntos de ramificación son más cortas. El glucógeno está más ramificado y es más compacto que la amilopectina, pero tiene, al igual que ella, una estructura arborescente, con un único extremo reductor y muchos extremos no reductores, lo que hace de esta molécula una forma de almacenamiento de glucosa fácilmente movilizable. 6.C. – Celulosa. - La celulosa es el polisacárido estructural de las plantas y es el compuesto orgánico más abundante en la biosfera. Se encuentra en las paredes celulares de casi todas las plantas, proporcionando estructura física y fuerza. Es un homopolímero lineal de unidades de D-glucosa unidas por enlaces β(1—4). La configuración β permite a la celulosa formar cadenas muy largas y rectas, en las que cada residuo de glucosa está girado 180º respecto al siguiente, de forma que el oxígeno del anillo piranósido se une al grupo OH del C3 del siguiente residuo por un puente de hidrógeno. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 14 Las moléculas de celulosa se disponen paralelas unas a otras, interaccionando mediante puentes de hidrógeno intercatenários, formando hojas planas insolubles en agua; estas hojas se disponen unas sobre otras, de tal forma que las cadenas de celulosa quedan escalonadas y se mantienen unidas también por puentes de hidrógeno intercatenarios, confiriendo una gran fuerza y estabilidad a la estructura. La celulosa no puede ser digerida por las enzimas del tracto digestivo de los mamíferos, ya que estas no hidrolizan los enlaces β glucosídicos de la celulosa. Por tanto, la celulosa ingerida (vegetales) no puede utilizarse como fuente de energía y constituye lo que se denomina “fibra vegetal”. 6.D. – Glucosaminoglucanos. - También denominados mucopolisacáridos, son heteropolisacáridos lineales que están formados por la condensación de un gran número de unidades disacáridas, constituidas, en la mayoría de los casos, por una molécula de hexoamina (N-acetil-glucosamina o N-acetil- galactosamina) que puede estar sulfatada, y un ácido urónico, en la mayoría de los casos ácido glucurónico. Son compuestos con un elevado carácter ácido, la elevada densidad de carga negativa provoca que las cadenas se mantengan rectas con el fin de evitar repulsiones. La mayor parte de los mucopolisacáridos desempeñan funciones de tipo estructural, son componentes esenciales de la matriz extracelular de los tejidos junto al colágeno y la elastina. Sin embrago, algunos de ellos realizan otras funciones de carácter no estructural. Entre los principales glucosaminoglucanos se encuentran: Ácido hialurónico. – Forma parte de la matriz celular del tejido conjuntivo, fundamentalmente de cartílagos y tendones, en el que aportan resistencia a la tensión y elasticidad. También se localiza en el líquido sinovial, donde actúa de lubricante, y en el humor vítreo del ojo de Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 15 vertebrados incrementando su viscosidad. Es muy sensible a la acción de la hialuronidasa, enzima secretada por algunas bacterias patógenas, facilitando su difusión en el organismo. Es muy utilizado en cosmética por su capacidad de unir agua, lo que hace de él un compuesto con elvada capacidad de hidratación de la epidermis. En el ámbito de la medicina estética se utiliza en implantes y rellenos, ya que alisa las arrugas y marcas cutáneas cuando se inyecta bajo la piel. Condroitina. – Se encuentra en pequeñas cantidades en la matriz extracelular del tejido conjuntivo. Los derivados sulfatados de la condroitina se denominan crondroitín-sulfato, son los glucosaminoglucanos más abundantes en el cuerpo, se caracterizan por su elevada carga negativa que les permite interaccionar fuertemente con cationes. Se localizan en zonas de osificación uniendo Ca2+ y también retienen agua. Dermatán- sulfato. – Se encuentra en la piel, los tendones, válvulas aórticas y vasos sanguíneos. No se encuentra libre, sino unido a proteínas formando parte de los proteoglucanos. Queratán-sulfato. - Este compuesto se encuentra unido a proteínas formando parte de los proteoglucanos del tejido conjuntivo de la córnea y de los cartílagos. Heparina. – Es un mucopolisacárido con funciones no estructurales. Es segregada por los mastocitos y tiene propiedades anticoagulantes; interacciona con la antitrombina III, produciendo en ella un cambio conformacional que favorece su interacción con los factores de coagulación activados, impidiendo la coagulación sanguínea. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 16  6.E. – Proteoglicanos. - Los proteoglicanos son una familia de glucoproteínas en la que la parte glucídica está constituida por glucosaminoglucanos. En estos compuestos existe un elevado porcentaje de glúcidos (95%), mucho mayor que en el resto de las glucoproteínas. Los proteoglicanos conocidos contienen uno o dos tipos de glucosaminoglucanos unidos covalentemente a una cadena peptídica central. El proteoglicano de la matriz del cartílago puede unir una elevada cantidad de agua por interacción con los grupos cargados negativamente del polisacárido; cuando el cartílago se somete a una comprensión, el agua es momentáneamente expulsada del mismo y, posteriormente, reabsorbida al cesar el estrés. Esta hidratación reversible proporciona al cartílago flexibilidad y su capacidad de amortiguar fuerzas. Posee una estructura filamentosa construida sobre una molécula larga y central de ácido hialurónico a la que se unen de forma no covalente proteínas centrales. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 17 El proteoglicano transmembrana por su región intracelular interacciona con el citoesqueleto de actina de las células, y por su región extracelular con proteínas de la matriz extracelular. Actúan como un pegamento en el espacio extracelular, mediando procesos celulares esenciales en el mantenimiento de las células en fase estacionaria y para permitir la migración en células móviles Las mucopolisacaridosis son deficiencias genéticas de las enzimas que degradan los mucopolisacáridos de los proteoglicanos y que llevan a cabo diversas hidrolasas lisosómicas. La degradación de estos glucosaminoglucanos forma parte del recambio normal al que están sometidas muchas de las biomoléculas del organismo. Existen muchos síndromes según cual sea la enzima deficiente. Síndrome de Hunter. – Síndrome de Sanfilippo. – Herencia ligada al cromosoma X. Acúmulo de heparán-sulfato Deficiencia de idurato-2-sulfatasa. por déficit de una de las 4 Acúmulo de heparán-sulfato y hidrolasas lisosomales que dematán sulfato participan en su degradación. Anormalidades esqueléticas y Defectos físicos leves, pero retraso mental. Muerte temprana retraso mental severo. en casos graves 6.F. – Polisacáridos de la pared celular bacteriana. - Las bacterias tienen paredes celulares que protegen su contenido celular, mantienen su forma y les protegen de presiones osmóticas. Estas paredes son sintetizadas por la bacteria y están compuestas por polisacáridos unidos a proteínas. Las bacterias pueden clasificarse en dos grandes grupos en función de su pared celular y de su respuesta a la tinción Gram: - Bacterias gram-positivas. - poseen una pared celular gruesa formada por múltiples capas de un complejo polisacárido-péptido, denominado peptidoglucano. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 18  - Bacterias gram-negativas. – En su caso la pared es mucho más fina y consiste en una única capa de peptidoglucano dispuesta entre dos membranas lipídicas, una externa y otra interna. Estructura química del peptidoglucano. - Está formado por largas cadenas de heteropolisacáridos, en el que se alternan N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico unidos por enlaces O-glucosídicos β(1→4). Estas cadenas están entrecruzadas mediante pequeños péptidos, concretamente un tetrapéptido. Los antibióticos inhiben el crecimiento bacteriano al interferir sobre la formación y ensamblaje de la capa de peptidoglucano. Las lisozimas, presentes en las lágrimas, catalizan la hidrólisis de enlaces glucosídicos en el peptidoglucano, disolviendo la pared celular y provocando la lisis y muerte bacteriana. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 19  7. DIGESTIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS DE LA DIETA. - Los principales sitios de digestión de los carbohidratos de la dieta son la boca y la luz intestinal. Es un proceso rápido catalizado por las enzimas denominadas glucosidasas o glucósido hidrolasas que se encargan de romper los enlaces glucosídicos. Las glucosidasas son específicas para la estructura del resto glucosídico que se va a eliminar y para el tipo de enlace que se va a romper. Estas enzimas son principalmente: Endoglucosidasas: hidrolizan oligosacáridos y polisacáridos. Disacaridasas: hidrolizan trisacáridos y disacáridos. Digestión en la boca. - Los principales polisacáridos de la dieta son de origen vegetal (almidón) y animal (glucógeno). Durante la masticación, la α-amilasa salival actúa sobre ambos hidrolizando al azar enlaces α (1→4). Puesto que la amilopectina y el glucógeno también contienen enlaces α (1→6) que la α- amilasa no puede hidrolizar, se obtiene una mezcla de oligosacáridos ramificados y no ramificados cortos conocidos como dextrinas. En la naturaleza existen endoglucosidasas β(1→4) pero los seres humanos no la producen. Por consiguiente, son incapaces de digerir la celulosa. Digestión en el intestino. - La digestión de carbohidratos se detiene transitoriamente en el estómago porque la elevada acidez inactiva a la α-amilasa salival. Cuando el contenido ácido del estómago alcanza el intestino delgado, es neutralizado por el bicarbonato segregado por el páncreas y la α-amilasa pancreática continua el proceso de digestión. La digestión final se lleva a cabo en el revestimiento mucoso del yeyuno superior, e incluye la acción de varias disacaridasas, enzimas segregadas por las células de la mucosa intestinal y que quedan ancladas a la superficie de la membrana. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 20 Absorción de los monosacáridos. - El duodeno y la parte alta de yeyuno absorben la mayor parte de los monosacáridos. Sin embargo, los distintos monosacáridos tienen diferentes mecanismos de absorción. 7A. - Degradación anómala de los disacáridos. – El proceso de digestión y absorción es tan eficiente en los individuos sanos que normalmente todos los carbohidratos digeribles de la dieta ya se han absorbido cuando el material ingerido alcanza la parte inferior del yeyuno. Sin embrago, cualquier defecto en la actividad disacaridasa de la mucosa intestinal provoca el paso de glúcidos no digeridos al intestino grueso, lo que provoca diarrea osmótica. Este proceso es reforzado por la fermentación bacteriana de los hidratos de carbono a compuestos de 2 y 3 carbonos (que también son osmóticamente activos) junto con grandes volúmenes de CO2 y gas H2, que cusan retorcijones abdominales, diarrea y flatulencia. La carencia genética de las disacaridasas individuales da lugar a intolerancia a los disacáridos. Las alteraciones en la degradación de los disacáridos también pueden deberse a una diversidad de enfermedades intestinales, desnutrición o fármacos que lesionan la mucosa del intestino delgado. Intolerancia a la lactosa. – El intestino delgado es impermeable a la lactosa y ha de ser hidrolizada a glucosa y galactosa para ser absorbidos, siendo la lactasa la enzima encargada de esta acción. La lactasa es sintetizada por los enterocitos y está anclada en el borde en cepillo del lumen, fundamentalmente en el yeyuno. Los neonatos poseen una elevada actividad lactasa, que persiste en los individuos jóvenes, pero no siempre está presente de forma significativa en los mamíferos adultos. La mayoría de los seres humanos, con excepción de algunos grupos de África y del norte de Europa, sólo tienen niveles bajos de lactasa. Para la mayoría de los individuos esto no es un problema, pero en algunos casos se produce intolerancia a la lactosa. La pérdida de la actividad de la lactasa con la edad es una reducción en la cantidad de enzima más que un cambio a una enzima modificada inactiva. Se piensa que se debe a pequeñas variaciones en la secuencia del ADN de una región que controla la expresión del gen de la lactasa. El tratamiento para este trastorno consiste en reducir el consumo de leche y aumentar el consumo de otras fuentes de calcio; usar productos tratados con lactasa; o tomar lactasa en píldoras antes de comer. Bioquímica II- Dpto. Medicina - UEM Página 21