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Hidratos de Carbono Dra. Beatriz Ibarra Mendoza Agosto 2024 Objetivos del módulo Al finalizar el módulo el alumno podrá: Entender la estructura química básica y clasificación de los carbohidratos. Conocer las principales funciones de los carbohidratos en las células y cuerpo humano...

Hidratos de Carbono Dra. Beatriz Ibarra Mendoza Agosto 2024 Objetivos del módulo Al finalizar el módulo el alumno podrá: Entender la estructura química básica y clasificación de los carbohidratos. Conocer las principales funciones de los carbohidratos en las células y cuerpo humano. Identificar los carbohidratos de mayor relevancia médica. Explorar casos clínicos cuyo eje sean afectaciones metabólicas asociadas con estas macromoléculas. 🧪 Determinación de carbohidratos. Macromoléculas Gran parte de la bioquímica como ciencia estudia macromoléculas: Carbohidratos Proteínas Lípidos Ácidos nucleicos Forman polímeros, mediante la unión de moléculas más pequeñas: monómeros. Monómero Enlaces (residuos) químicos (reacciones enzimáticas) Introducción ¿Qué son los carbohidratos? C, O, H Moléculas biológicas Sólidas, blancas, Principal fuente de de mayor abundancia cristalinas. energía en la célula en la tierra. Solubilidad en agua, sabor dulce Precursores de Azúcares simples reservas energéticas (monosacáridos) (glucógeno y tejido Azúcares complejos adiposo). (polisacáridos)  Introducción ¿Qué son los carbohidratos? Número de - monómeros + Polisacáridos Monosacáridos Oligosacáridos 1 unidad 3-10 unidades > 11 unidades Introducción Estructura química Todos los carbohidratos: Grupo hidroxilo (OH). El arreglo molecular se relaciona con la funcionalidad. Introducción Estructura química Enantiómeros C6,H12,O6 Clasificación Monosacáridos Se dividen en aldosas (grupo aldehído) y cetosas (grupo cetona). Constituyen los bloques de construcción de los carbohidratos. Fuente de energía. Glucosa Clasificación Monosacáridos 3 carbonos 5 carbonos Triosas Pentosas Hexosas 6 carbonos Monosacáridos relevantes Ribosa Galactosa Constituyente de la lactosa. Componente estructural de RNA. Glucolípidos y glucoproteínas. Xilosa Ribulosa Componente de pared celular en plantas. Intermediario metabólico (Pentosas- fosfato). Arabinosa Fructosa Frutas y miel. Componente de pared celular en plantas. Glucosa Sorbitol Aporte energético. Edulcorante artificial (a partir de glucosa). Formación de polímeros. Manosa Manitol Glucoproteínas: reconocimiento y Edulcorante artificial (a partir de glucosa). comunicación celular. Fisiológicamente, la glucosa es el monosacárido con mayor relevancia. 70-110 mg/dL Fisiológicamente, la glucosa es el monosacárido con mayor relevancia. Unión de monosacáridos Enlace glucosídico Enlaces covalentes. Condensación: Eliminación de una molécula de H2O al formar el enlace. Ruptura de enlaces durante la digestión. Clasificación Disacáridos Moléculas formadas por dos monosacáridos, unidos mediante un enlace glucosídico. Fuente de energía celular. Maltosa Lactosa Sacarosa Glucosa + glucosa Glucosa + galactosa Glucosa + fructosa Se encuentra en alimentos Síntesis en glándulas mamarias Azúcar de mesa. como granos (malta) y se (lactancia). produce por la digestión de almidones.  Clasificación Polisacáridos Moléculas formadas por múltiples monosacáridos, unidos mediante enlaces glucosídicos. Pueden ser lineales o ramificados. a) Glucógeno Múltiples unidades de glucosa. Almacenamiento energético en animales. Hígado (10%) y músculo (2%). Fuente de energía rápida. Estructura ramificada (hasta 5000 unidades de glucosa).  Clasificación Polisacáridos b) Almidón Múltiples unidades de glucosa. Almacenamiento energético en plantas. Algunos animales pueden consumirlo en la dieta y usarlo como energía. Estructura lineal o ramificada (De 100-1000 unidades de glucosa). NOTA: Un humano consume hasta ~300 g de carbohidratos por día. La mayoría son almidón. Clasificación Polisacáridos c) Celulosa Múltiples unidades de glucosa. Componente estructural de paredes celulares en plantas. La organización de los enlaces glucosídicos y puentes de hidrógeno le da resistencia y rigidez. No todos los animales pueden digerirla. Fuente de fibra (volumen de heces fecales, prebióticos). 300 - >15,000 unidades de glucosa. Clasificación Polisacáridos d) Hialuronano Múltiples unidades de disacáridos (ácido glucorónico y N- acetilglucosamina). Tejido conectivo de vertebrados (piel, líquido sinovial). Retiene grandes cantidades de agua. Lubricación, hidratación, mantenimiento de estructura y elasticidad (piel), cicatrización. NOTA: Conforme envejecemos, la producción de esta molécula disminuye. Principales funciones de los carbohidratos Fuente de energía Almacenamiento Reconocimiento Unidades de glucosa metabolizadas energético celular para obtener ATP en la respiración Glucógeno -> unidades de glucosa. Glucolípidos y glucoproteínas en celular. Hígado y músculo. superficie celular. Procesos de adhesión y respuesta inmune. Estructura y soporte Aporte de fibra en la Lubricación Celulosa. dieta Ácido hialurónico. Quitina. Homeostasis en microbiota intestinal. Tránsito intestinal. Metabolismo de carbohidratos ¿Dónde los podemos encontrar? Metabolismo de carbohidratos Procesos bioquímicos de formación, ruptura y conversión de carbohidratos. Carbohidratos en la dieta Macronutrientes esenciales. Se adquieren por la dieta. Simples y complejos. Dependiendo de su conformación química. Fibra dietética. No digerible por seres humanos, pero contribuye a la salud gastrointestinal. Control de peso. Carbohidratos complejos = mayor saciedad. Recomendaciones de consumo. En función de las necesidades y estado de salud de cada persona. Carbohidratos en el ejercicio Rendimiento y resistencia. Intensidad moderada a alta. Los músculos dependen del glucógeno. Contracción muscular. Consumo de carbohidratos pre, intra entrenamiento. Prevención de fatiga. Disminución de reservas de glucógeno. Recuperación. Reposición de reservas de glucógeno. Hidratos de carbono de alta energía. Geles de maltodextrina y glucosa. Estrategias de consumo. En función de la actividad física a realizar. Aplicaciones clínicas Índice glucémico Prueba de tolerancia a Evaluación de función la glucosa pancreática Escala (0-100): entre mayor el índice, más rápido elevan la glucosa en sangre. Ingesta de una cantidad estándar Pruebas de laboratorio para Gestión de la diabetes. de glucosa y cómo el cuerpo la determinar concentraciones de Bajo (0-55): verduras, legumbres, algunas procesa después de un período de enzimas pancreáticas. frutas, granos. ayuno. Estudios de imágenes (resonancia Moderado (59-69): arroz, pan integral, Muestreo en tiempos específicos magnética, tomografía algunas frutas (plátano, uvas). (30, 60, 90, 120 min). computarizada). Alto (70-100): cereales y bebidas Diagnóstico de diabetes (también Control de diabetes, seguimiento azucaradas, alimentos procesados. gestacional), resistencia a la del tratamiento. insulina. Aplicaciones clínicas Índice glucémico Prueba de tolerancia a la glucosa 350 300 Diabetes 250 severa Glucosa (mg/dL) 200 150 Diabetes ligera 100 Normal 50 0 0 30 60 90 120 Minutos Aplicaciones clínicas Patologías Enfermedades Alergias / Enfermedades metabólicas intolerancias genéticas Metabolismo anormal de El sistema inmunológico reacciona Trastornos hereditarios. Mutaciones carbohidratos en el cuerpo. anormalmente a ciertos que pueden resultar en el Regulación anormal de glucosa carbohidratos o componentes de procesamiento anormal o nulo de en sangre y mecanismos de estos. carbohidratos. almacenamiento. Inflamación, lesiones en tejidos, Características variables: edad de Requieren ingesta controlada de síntomas GI. inicio, gravedad de los síntomas. estas macromoléculas. Requieren la eliminación de los Prevención / diagnóstico temprano. agentes causales. Restricción dietética, reemplazo Diabetes mellitus. enzimático. Hipoglucemia. Enfermedad celíaca. Síndrome metabólico. Sensibilidad al gluten no celíaca. Galactosemia. Enfermedades de almacenamiento Intolerancia a la lactosa. Enfermedad de Pompe. de glucógeno. Síndrome de intestino irritable. Enfermedad de Von Gierke. Resistencia a la insulina. Acidosis láctica.  Cerebro, ¿de azúcar?