1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA
Calidad, Pertinencia y Calidez
VICERRECTORADO ACADÉMICO
CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA
AREA: SALUD
CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA
SEGUNDOSEMESTRE 2013
COMPUESTOS QUIMICOS
ASIGNATURA: QUIMICA
ESTUDIANTES
JORGE GARZON
ANDREA GONZÁLEZ
KERLY RAMÓN
MABEL PALMA
MACHALA
OCTUBRE- NOVIEMBRE 2013
3. 3
Introducción.
El metabolismo es una actividad altamente integrada y pletórica de propósitos, en la
que participan muchos conjuntos de sistemas multienzimáticos. Aunque el
metabolismo intermediario comprende centenares de reacciones diferentes,
catalizadas enzimáticamente, las rutas metabólicas centrales muestran
un plan de organización sencillo, y son fáciles de comprender; además son idénticas
en la mayor parte de las formas de vida.
La degradación enzimática de cada uno de los principales elementos nutritivos de
las células a saber, los hidratos de carbono, lo lípidos y las proteínas, tienen lugar de
modo escalonado, a través de cierto número de reacciones enzimáticas consecutivas.
Las enzimas que catalizan estas etapas y los diversos intermediarios químicos que se
forman en la ruta hasta los productos finales están, en su mayor parte, bien
comprendidos.
Carbohidratos, lípidos y proteínas en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos:
El principal alimentador en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos es el acetilo de la acetil
coenzima A; sus dos carbonos se unen a un intermediario de 4 carbonos (oxalacetato)
y forman uno de 6 (citrato); en una vuelta del ciclo se regenera el intermediario de 4
carbonos, listo para dar otra vuelta al ciclo si este es alimentado con mas acetilo. En
una vuelta del ciclo se liberan 2CO2, 2H2O, un GTP y 4 pares de hidrógenos que
entran a la cadena respiratoria. La acetil coenzima A provienen del metabolismo de
los carbohidratos y los lípidos, y en menor proporción del metabolismo de las
proteínas, las cuales, como aminoácidos, pueden alimentar el ciclo en sitios diferentes
a los del acetilo.
Desde el punto de vista de las reacciones degradativas y de la obtención de energía,
la conexión fundamental entre la glucólisis y el ciclo de krebs se establece a través de
la descarboxilación oxidativa del piruvato y su conversión a CO2 y acetil coenzima A.
La b oxidación de los ácidos grasos su conversión a CO2 y acetil coenzima A,
incorporado al ciclo en forma directa A. Los aminoácidos glucogénicos se convierten
en piruvato y este en acetil coenzima A. Otros aminoácidos se transforman en
intermediarios del ciclo: el aspartato al desaminarse genera oxalacetato y el
glutamanato, l – celoglutanato, única sustancia del ciclo con 5 carbonos.
4. 4
Las Vitaminas son esenciales en el metabolismo y necesarias para el crecimiento y
para el buen funcionamiento del cuerpo. Solo la Vitamina D es producida por el
organismo, el resto se obtiene a través de los alimentos.
Todas las vitaminas tienen funciones muy específicas sobre el organismo y deben
estar contenidas en la alimentación diaria para evitar deficiencias. No hay alimento
mágico que contenga todas las vitaminas, solo la combinación adecuada de
los grupos de alimentos hacen cubrir los requerimientos de todos los nutrimentos
esenciales para la vida.
Tener una buena alimentación es indispensable para el desarrollo de todas nuestras
habilidades físicas y mentales; además la deficiencia de vitaminas puede llevarnos a
contraer enfermedades graves que podríamos corregir con una alimentación
balanceada. La carencia de vitaminas se denomina Hipovitaminosis y el exceso de
alguna de ellas puede producir Hipervitaminosis.
Son sustancias indispensables en la nutrición de los seres vivos; no aportan energía,
pero sin ellas el organismo no podría aprovechar los elementos constructivos y
energéticos suministrados por medio de la alimentación.
El consumo de tabaco, alcohol o drogas provoca un mayor gasto de algunas vitaminas
por lo cual es necesario suministrarlas en mayor cantidad o hacer un aporte
suplementario teniendo en cuenta que las que vienen naturalmente en los alimentos
son más efectivas que las que se producen en laboratorio.
Las Vitaminas se dividen en dos grupos, LIPOSOLUBLES que se disuelven
en grasas y aceites, e HIDROSOLUBLES que se disuelven en agua. Veremos pues la
importancia de estas sustancias, sus características generales, sus rasgos
principales, estructuras, las consecuencias de su deficiencia, aplicabilidad industrial y
algunos otros datos de importancia en el estudio de LAS VITAMINAS.
5. 5
LÍPIDO.
Fig1.- Fosfolípidos organizados en liposomas, micelas y bicapa lipídica.
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas)
compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno,
aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen como
característica principal el ser hidrófobas (insolubles enagua) y solubles
en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso
coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo
un tipo de lípidos procedentes de animales.
Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de
reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de
las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides).
Características generales
Los lípidos son biomoléculas muy diversas; unos están formados por
cadenas alifáticas saturadas o insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen
anillos (aromáticos). Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o
semiflexibles hasta alcanzar casi una total Flexibilidad mecánica molecular; algunos
comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno.
La mayoría de los lípidos tiene algún tipo de carácter no polar, es decir, poseen una
gran parte apolar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o "rechaza el agua"), lo que
significa que no interactúa bien con solventes polares como el agua, pero sí con la
gasolina, el éter o el cloroformo. Otra parte de su estructura es polar o hidrofílica ("que
tiene afinidad por el agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua;
6. 6
cuando una molécula tiene una región hidrófoba y otra hidrófila se dice que tiene
carácter de anfipático.
La región hidrófoba de los lípidos es la que presenta solo átomos de carbono unidos a
átomos de hidrógeno, como la larga "cola" alifática de los ácidos grasos o los anillos
de esterano del colesterol; la región hidrófila es la que posee grupos polares o con
cargas eléctricas, como el hidroxilo (–OH) del colesterol, el carboxilo (–COOH–
) de los
ácidos grasos, el fosfato (–PO4
–
) de los fosfolípidos.
Clasificación bioquímica
Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se subdivide en dos,
atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (lípidos saponificables) o
no los posean (lípidos insaponificables):
Lípidos saponificables
Simples. Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Acilglicéridos. Son ésteres de ácidos grasos con glicerol. Cuando son sólidos se les
llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.
Céridos (ceras).
Complejos. Son los lípidos que, además de contener en su molécula carbono,
hidrógeno y oxígeno, contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra
biomolécula como un glúcido.
Clasificación de los lípidos.
Si nos basamos en su composición química se clasifican en: De estos solamente
estudiaremos los más importantes desde el punto de vista nutricional:
ácidos grasos, triacilglicéridos o grasas, fosfoglicéridos y los esteroides.
Ácidos grasos.
Los ácidos grasos son los componentes característicos de muchos lípidos y rara vez
se encuentran libres en las células. Son moléculas formadas por una larga cadena
hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en
un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).
Los ácidos grasos se pueden clasificar en dos grupos:
7. 7
Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono.
Son ejemplos de este tipo de ácidos el palmítico y el esteárico suelen ser sólidos a
temperatura ambiente.
Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles. Son ejemplos el
oléico y el linoleíco suelen ser líquidos a temperatura ambiente.Los lípidos también
pueden clasificarse según su consistencia a temperatura ambiente:
Aceite: cuando la grasa es líquida (aceite de oliva)
Grasa: cuando la grasa es sólida (manteca de cerdo)
Dentro del grupo de las grasas, mención aparte merecen las margarinas. Este
alimento se fabrica mediante la mezcla de un aceite (maíz, girasol) con agua.
El producto final es una grasa de consistencia sólida, que a pesar de estar elaborado
con aceite vegetal, actúa como una grasa animal, ya que la adición de agua cambia la
estructura química del aceite y éste se comporta como una grasa animal aumentando
los niveles de colesterol.
Tabla 1.- Número de Carbonos que contiene cada Ácido.
Nombre
Número
de carbonos
Ácido palmítico 16 saturado
Ácido esteárico 18 saturado
Ácido oleico 18 insaturado
Ácido linoleico 18 insaturado
Ácido linolénico 18 insaturado
Ácido araquidónico 20 insaturado
Los tres últimos, que constituyen la vitamina F, no son sintetizables por el hombre, por
lo que debe incluirlos en su dieta.
Triacilglicéridos o grasas.
Una de las reacciones características de los ácidos grasos es la llamada reacción de
esterificación mediante la cual un ácido graso se une a un alcohol mediante un enlace
covalente, formando un éster y liberándose una molécula de agua.
8. 8
En los alimentos que normalmente consumimos siempre nos encontramos con una
combinación de ácidos grasos saturados e insaturados. Los ácidos grasos saturados
son más difíciles de utilizar por el organismo, ya que sus posibilidades de combinarse
con otras moléculas están limitadas por estar todos sus posibles puntos de enlace ya
utilizados o "saturados".
Dependiendo del tipo de ácido graso mayoritario las grasas pueden ser de tres
tipos:
Monoinsaturadas(con presencia mayoritaria de ácidos grasos
monoinsaturados) aceite de oliva y frutos secos
Poliinsaturadas(con presencia mayoritaria de ácidos grasos
poliinsaturados) aceite de girasol y pescados azules
Saturadas(con presencia mayoritaria de ácidos grasos saturados) grasas
animales y aceite de palma
Fosfoglicéridos o fosfolípidos.
Siguiendo en importancia nutricional se encuentran los fosfolípidos, que incluyen
fósforo en sus moléculas. Entre otras cosas, forman las membranas de nuestras
células y actúan como detergentes biológicos.
Esteroides.
Son derivados del anillo del ciclo pentano perhidrofenantreno. A estos compuestos se
los conoce con el nombre de esteroides. En este grupo destaca el colesterol, que es el
compuesto causante de la arteriosclerosis.
Dentro de este grupo se encuentran también las hormonas sexuales, las suprarrenales
y la vitamina D.
El colesterol se encuentra exclusivamente en los tejidos animales y es necesario para:
formar las membranas celulares
fabricar compuestos imprescindibles (hormonas, bilis y vitamina D).
Funciones de los lípidos.
Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:
Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de
grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras
que proteínas y glúcidossólo producen 4'1 kilocaloría/gr.
Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren
órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de
pies y manos.
9. 9
Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las
reacciones químicas que se producen en los seres vivos.
Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de
destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los
proteolípido.
Vitaminas.
Las vitaminas son substancias químicas no sintetizables por el organismo, presentes
en pequeñas cantidades en los alimentos y son indispensables para la vida, la salud,
la actividad física y cotidiana. Las vitaminas no producen energía y por tanto no
implican calorías. Intervienen como catalizador en las reacciones bioquímicas
provocando la liberación de energía. En otras palabras, la función de las vitaminas es
la de facilitar la transformación que siguen los sustratos a través de las vías
metabólicas. Identificar las vitaminas ha llevado a que hoy se reconozca, por ejemplo,
que en el caso de los deportistas haya una mayor demanda vitamínica por el
incremento en el esfuerzo físico, probándose también que su exceso puede influir
negativamente en el rendimiento. Conociendo la relación entre el aporte de nutrientes
y el aporte energético, para asegurar el estado vitamínico correcto, es siempre más
seguro privilegiar los alimentos de fuerte densidad nutricional (legumbres, cereales y
frutas) por sobre los alimentos meramente calóricos. Las vitaminas se dividen en dos
grandes grupos:
Vitaminas Liposolubles: Aquellas solubles en cuerpos lípidos.
Vitamina A Vitamina D Vitamina E Vitamina K
Vitaminas Hidrosolubles: Aquellas solubles en líquidos.
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Vitamina B1 Vitamina B2 Vitamina B3 Vitamina B6 Vitamina B12 Vitamina C
Tabla 2.- Resumen de las principales funciones de las vitaminas
Vitamina
A
Es necesaria para el crecimiento y desarrollo óseo. Es esencial para el
desarrollo celular, Ayuda al mantenimiento del sistema inmune, A través del
Retino es fundamental para la visión.
Vitamina
B1
Participa en el proceso de transformación de alimentos en energía,
Ayuda a la absorción de glucosa por parte del sistema nervioso.
Vitamina
B2
También participa en el proceso de transformación de alimentos en energía,
Contribuye a conservar una buena salud visual, Conserva el buen estado de
las células del sistema nervioso, Interviene en la regeneración de tejidos
como piel, cabello y uñas en el organismo.
Vitamina
B3
Participa en la transformación en energía de los glúcidos (hidratos de
carbono), Mantiene el sistema nervioso junto a la piridoxina (vitamina B6) y
la riboflavina (vitamina B2), Mejora el sistema circulatorio, Participa en el
mantenimiento de la piel, y de las mucosas digestivas.
Vitamina
B6
También participa de la transformación de hidratos de carbono y lípidos en
energía, interviene en el proceso de metabolización de las proteínas, Mejora
la circulación arterial.
Vitamina
B12
Interviene en la síntesis de ADN, ARN y proteínas Interviene en la
formación de glóbulos rojos. Mantiene la vaina de mielina de las células
nerviosas Participa en la síntesis de neurotransmisores.
Vitamina
C
Es de acción antioxidante, Colabora con la buena visión, es antibacteriana,
por lo que inhibe el crecimiento de ciertas bacterias dañinas.
Vitamina
D
Su rol principal es el de mantener normales los niveles de calcio y fósforo,
Participa en el proceso de crecimiento y maduración celular, fortalece al
sistema inmune, por tanto ayuda a prevenir infecciones.
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Vitamina
E
Cumple un rol importante en cuanto al mantenimiento del sistema inmune
saludable, Es un antioxidante natural, y por esto protege al organismo
contra los efectos del envejecimiento.
Vitamina
K
Principalmente participa de la coagulación sanguínea, participa en el
metabolismo óseo ya que la proteína ósea conocida como osteocalcina
requiere de vitamina K para su maduración.
Los requerimientos diarios y el estado nutricional
Las vitaminas son fundamentales para las diferentes especies, puesto que no pueden
sintetizarse en el organismo y eso es justamente lo que la define como tal: la
necesidad de su presencia en la dieta.
Una persona que lleva una alimentación normal o completa, nunca presenta carencia
o exceso de vitaminas.
El requerimiento diario de vitaminas que el organismo necesita ha sido establecido
científicamente tras años de investigación. Las cantidades necesarias son diferentes
según sea el sexo y la edad de la persona; y en el caso de las mujeres también
cambia durante el embarazo y la lactancia.
Sus valores se expresan en diferentes unidades, generalmente microgramos (µg) o
miligramos (mg.) según sea la vitamina de la que se habla, pero también se puede
encontrar indicada en unidades internacionales (UI).
Requerimiento diario de: Hombres Mujeres
Vitamina A 900 µg 700 µg
Vitamina D 5 µg
Vitamina E 15 mg
Vitamina K 120 mg 90 mg
Vitamina B1 1.2 mg 1.1 mg
12. 12
Vitamina B2 1.3 mg 1.1 mg
Vitamina B3 16 mg 14 mg
Vitamina B6 1.3 mg
Vitamina B12 2.4 µg 2.4 µg
Vitamina C 90 mg 75 mg
La tabla muestra los requerimientos diarios de vitaminas para una persona promedio
con edad entre 19 y 50 años según el departamento de nutrición del IOM (Institute of
Medicine - Instituto de Medicina) y la USDA (United States Department of Agriculture).
Existe un número de actividades cotidianas que interfieren al buen estado nutricional y
vitamínico, a los cuales se los debe considerar como contrarios a las vitaminas, y
están comprendidas principalmente por el consumo de tabaco, alcohol, café y te en
exceso, ciertos medicamentos y los métodos de cocción de los alimentos que afectan
a su conservación.
Algunas personas cuentan con carencias vitamínicas sistemáticas, y son candidatos a
predisponerse a problemas por carencia de atención a falencias alimenticias. A este
grupo de riesgo puede considerárselo frecuentemente como víctimas de este tipo de
problemas.
La prescripción dietética médica apuntará a favorecer el enriquecimiento de la
alimentación, según las necesidades individuales y sin favorecer calorías o
desequilibrios en forma inapropiada.
Exceso de vitaminas o hipervitaminosis
Así como son indispensables para el organismo, el exceso de vitaminas puede tener
efectos graves sobre la salud. A esto se llama hipervitaminosis.
En muchos casos el exceso puede ser tóxico para el organismo, por tanto se debe
tener cuidado especialmente cuando se suplementa a una persona con vitaminas.
Por lo general, una persona que lleva una alimentación normal o completa, nunca
presenta carencia o exceso de vitaminas.
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Los casos particulares al exceso de cada vitamina, a como el organismo los
demuestra y a sus posibles consecuencias, vea la página de cada vitamina y consulte
además a su médico.
Compuestos considerados 'cuasi-vitaminas'
Existen otros componentes, especificamente ácidos considerados vitaminas que se
consideraban pertenecientes al grupo B de vitaminas hidrosolubles, que aportan
importantes nutrientes al organismo. Si bien se demostró que estos no son vitaminas,
si se ha establecido que son muy útiles al organismo y metabolismo.
Proteínas.
Las proteínas son compuestos químicos muy complejos que se encuentran en todas
las células vivas: en la sangre, en la leche, en los huevos y en toda clase de semillas y
pólenes. Hay ciertos elementos químicos que todas ellas poseen, pero los diversos
tipos de proteínas los contienen en diferentes cantidades. En todas se encuentran un
alto porcentaje de nitrógeno, así como de oxígeno, hidrógeno y carbono. En la mayor
parte de ellas existe azufre, y en algunas fósforo y hierro.
Las proteínas son sustancias complejas, formadas por la unión de ciertas sustancias
más simples llamadas aminoácidos, que los vegetales sintetizan a partir de los nitratos
y las sales amoniacales del suelo. Los animales herbívoros reciben sus proteínas de
las plantas; el hombre puede obtenerlas de las plantas o de los animales, pero las
proteínas de origen animal son de mayor valor nutritivo que las vegetales. Esto se
debe a que, de los aminoácidos que se conocen, que son veinticuatro, hay nueve que
son imprescindibles para la vida, y es en las proteínas animales donde éstas se
encuentran en mayor cantidad.
Clasificación y estructura
La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales
denominados: estructura primaria, estructura secundaria, estructura terciaria y
estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de la disposición de la
anterior en el espacio.
Estructura primaria:La estructura primaria es la secuencia de aa. de la proteína. Nos
indica qué a los Componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aas. se
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encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que
ésta adopte.
Estructura secundaria:La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de
aminoácidos en el espacio .Los aas., a medida que van siendo enlazados durante la
síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una
disposición espacial estable, la estructurasecundaria.
Existen dos tipos de estructura secundaria:
La a(alfa)-hélice
La conformación beta
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura
primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un
aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.
En esta disposición no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag,
denominada disposición en lámina plegada.
Presentan esta estructura secundaria la queratina de la seda o fibroína.
Estructura terciaria:La estructura terciaria informa sobre la disposición de la
estructura secundaria de un poli péptido al plegarse sobre sí misma originando una
conformación globular.
En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por
tanto la terciaria..
Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de
transporte , enzimáticas, hormonales, etc. Esta estructura informa de la unión ,
mediante enlaces débiles ( no covalentes) de varias cadenas poli peptídicas con
estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas poli
peptídicas recibe el nombre de protómero.
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El número de protómeros varía desde dos como en la hexoquinasa, cuatro como en la
hemoglobina, o muchos como la cápsida del virus de la poliomielitis, que consta de 60
unidades proteicas.
Clasificación.
Las proteínas poseen veinte aminoácidos, los cuales se clasifican en:
Glicina, alamina, valina, leucina, isoleucina, fenil, alanina, triptófano, sería, treonina,
tirosina, prolina, hidroxiprolina, metionina, cisteína, cistina, lisina, arginina, histidina,
ácido aspártico y ácido glutámico.
Según su composición
Pueden clasificarse en proteínas "simples" y proteínas "conjugadas".
Las "simples" o "Holo proteínas" son aquellas que al hidrolizarse producen únicamente
aminoácidos, mientras que las "conjugadas" o "Heteroproteínas" son proteínas que al
hidrolizarse producen también, además de los aminoácidos, otros componentes
orgánicos o inorgánicos. La porción no protéica de una proteína conjugada se
denomina "grupo prostético". Las proteínas cojugadas se subclasifican de acuerdo con
la naturaleza de sus grupos prostéticos.
La siguiente tabla muestra la clasificación completa.
CONJUGADAS
NOMBRE COMPONENTE NO PROTEICO
Nucleoproteínas Acidos nucléicos
Lipoproteínas Lípidos
Fosfoproteínas Grupos fosfato
Metaloproteínas Metales
Glucoproteínas Monosacáridos
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Conformación.
Se entiende como conformación, la orientación tridimensional que adquieren los
grupos característicos de una molécula en el espacio, en virtud de la libertad de giro
de éstos sobre los ejes de sus enlaces. Existen dos clases de proteínas que difieren
en sus conformacxiones características: "proteínas fibrosas" y "proteínas globulares".
Las proteínas fibrosas se constituyen por cadenas polipeptídicas alineadas en forma
paralela. Esta alineación puede producir dos macro-estructuras diferentes: fibras que
se trenzan sobre si mismas en grupos de varios haces formando una "macro-fibra",
como en el caso del colágeno de los tendones o la a-queratina del cabello; la segunda
posibilidad es la formación de láminas como en el caso de las b-queratinas de las
sedas naturales.
Función.
La diversidad en las funciones de las proteínas en el organismo es quizá la más
extensas que se pueda atribuir a una familia de biomoléculas.
Enzimas: Son proteínas cuya función es la "catalisis de las reacciones bioquímicas".
Algunas de stas reacciones son muy sencillas; otras requieren de la participación de
verdaderos complejos multienzimáticos. El poder catalítico de las enzimas es
extraordinario: aumentan la velocidad de una reacción, al menos un millon de veces.
Las enzimas pertenecen al grupo de las proteínas globulares y muchas de ellas son
proteínas conjugadas.
Proteínas de transporte: Muchos iones y moléculas específicas son transportados por
proteínas específicas. Por ejemplo, la hemoglobina transporta el oxígeno y una porción
del gas carbónico desdes y hacia los pulmones, respectivamente. En la memebrana
mitocondrial se encuentra una serie de proteínas que trasnportan electrones hasta el
oxígeno en el proceso de respiración aeróbica.
Proteínas del movimiento coordinado: El músculo está compuesto por una variedad de
proteínas fibrosas. Estas tienen la capacidad de modificar su estructura en relación
con cambios en el ambiente electroquímico que las rodea y producir a nivel macro el
efecto de una contracción muscular.
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Proteínas estructurales o de soporte: Las proteínas fibrosas como el colágeno y las a-
queratinas constituyen la estructura de muchos tejidos de soporte del organismo,
como los tendones y los huesos.
Anticuerpos: Son proteínas altamenmte específicas que tienen la capacidad de
identificar susustancias extrañas tale como los virus, las bacterias y las células de
otros organismos.
Proteoreceptores: Son proteínas que participan activamente en el proceso de
recepción de los impulsos nerviosos como en el caso de la "rodapsina" presente en los
bastoncillos de la retina del ojo.
Hormonas y Proteínas represoras: son proteínas que participan en la regulación de
procesos metabólicos; las proteínas represoras son elementos importantes dentro del
proceso de transmisión de la informacióngenética en la bisíntesis de otras moléculas.
Metabolismo.
Los seres humanos necesitamos para sobrevivir y desarrollarnos normalmente,
solamente una pequeña cantidad de componentes individuales.
Agua, para compensar las pérdidas producidas por la evaporación, sobre todo a través
de los pulmones, y como vehículo en la eliminación de solutos a través de la orina.
Las necesidades normales se estiman en unos 2,5 litros, la mitad para compensar las
pérdidas por evaporación y la otra mitad eliminada en la orina. Estas necesidades
pueden verse muy aumentadas si aumentan las pérdidas por el sudor. Los alimentos
preparados normalmente aportan algo más de unlitro, el agua metabólica (obtenida
químicamente en la destrucción de los otros componentes de los alimentos)
representa un cuarto de litro y el resto se toma directamente como bebida.
Derivados
Proteínas citosólicas.:Representa uno de los grupos que tiene mayor abundancia de
proteínas. En él se distinguen:
Las proteínas fibrilares: son las que constituyen el citoesqueleto (los neurofilamentos)
y entre ellas se encuentran la tubulina, la actina y sus proteínas asociadas.
Representan alrededor de un 25% de las proteínas totales de las neuronas.
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Enzimas: catalizan las reacciones metabólicas de las neuronas.
Proteínas citosólicas.:Se forman en los poliribosomas libres o polisomas, ubicados en
el citoplasma neuronal, cuando el mRNA para esas proteínas se une a los ribosomas.
En relación a estas proteínas hay que considerar a otra proteína pequeña, la
ubiquitina, que se une residuos de lisina de las proteína para su posterior degradación.
Proteínas nucleares y mitocondriales:También se forman en los polirribosomas y luego
son enviadas al núcleo o a las mitocondrias, donde existen receptores específicos a
los que se unen para incorporarse al organelo, por el proceso detraslocación. El
mecanismo por el que se incorporan las proteínas después de su síntesis, es la
importación post-transducción.
Hay dos categorías de proteínas de membranas:
1.- Las proteínas integrales: se incluyen en este grupo los receptores químicos de
membrana (a neurotransmisores, a factores de crecimiento). Ellas están incertadas o
embebidas en la bicapa lipídica o están unidas covalentemente a otras moléculas que
sí atraviesan la membrana. Una proteína que atraviesa la membrana y que ofrece un
grupo N-terminal, hacia el espacio extraneuronal, es designada como del tipo I. Las
hay también del tipo IIque son aquellas en que el grupo N-terminal se ubica en el
citosol.
2.- Las proteínas periféricas: se ubican en el lado citosólico de la membrana a la cual
se unen por asociaciones que hacen con los lípidos de la membrana o con las colas
citosólicas de proteínas integrales o con otras proteínas periféricas (proteína básica de
la mielina o complejos de proteínas).
Importancia en el organismo.
Debe aportarse en la alimentación diaria al menos 0,8 gramos de proteínas por kg al
día.
Una capacidad inmune adecuada requiere de una alimentación mixta, es decir mezclar
proteínas en cada comida. Esto es necesario para constituir una adecuada estructura
de ladrillos de las proteínas, conocidos como aminoácidos.
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Diariamente se recambia el 1 a 2% de nuestras proteínas, razón por la que debemos
ingerir dicha cantidad.
Existen aminoácidos indispensables para la salud dado que el organismo es incapaz
de sintetizarlos si no se ingieren.
Estos ladrillos (aminoácidos) se conocen como esenciales y constituyen los factores
limitantes para alcanzar la óptima nutrición proteica.
Los cereales son deficitarios en dos: la treonina y lisina (trigo) o triptofano y lisina (el
maíz).
Los lácteos de vaca son deficitarios en metionina, cisteína y hoy semi deficitarios en
triptofano.
El pescado, pollo,vacuno, tubérculos (papas) y leguminosas (porotos lentejas,etc) son
deficitarias en cisteína y metionina.
El huevo es deficitario en metionina para el adulto.
La mal nutrición provoca:
Reducción de la competencia inmune, vale decir la respuesta específica de
anticuerpos y de glóbulos blancos disminuye.
La respuesta inflamatoria de fase aguda se reduce considerablemente.
La restrición proteica reduce la síntesis del antioxidante y protector más importante de
nuestras células, el glutation. Su deficiencia es secundaria a una pobre ingesta de sus
precursores aminoácidicos, el glutamato, la glicina y la cisteína.
Propiedades.
Especificidad.
Las propiedades de las proteínas dependen de la estructura tridimensional en el medio
acuoso, es decir, de los aminoácidos que se disponen en su superficie, que son los
que constituyen el centro activo; también de los aminoácidos que se disponen hacia el
interior, ya que son los que dan rigidez y forma a la proteína.
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Cada proteína tiene una conformación según su estructura primaria. Así, un pequeño
cambio en la secuencia de aminoácidos provoca cambios en la estructura primaria,
secundaria, terciaria, y por tanto pérdida de la actividad biológica.
Solubilidad.
Las proteínas globulares son solubles en agua, debido a que sus radicales polares o
hidrófilos se sitúan hacia el exterior, formando puentes de hidrógeno con el agua,
constituyendo una capa de solvatación. Esta solubilidad varía dependiendo del
tamaño, de la forma, de la disposición de los radicales y del pH.
Desnaturalización.
Pérdida de la estructura tridimensional o conformación, y por tanto también de la
actividad biológica. Se produce al variar la temperatura, presión, pH,
electronegatividad, etc. Esto provoca la rotura de los puentes de hidrógeno que
mantienen las estructuras secundaria y terciaria, y las proteínas se convierten en fibras
insolubles en agua. Si las condiciones son suaves, el proceso es reversible, y si el
cambio es más drástico, es irreversible.
Carbohidratos.
Figura 2.- Formula de los carbohidratos
Son uno de los principales componentes de la alimentación. Esta categoría de
alimentos abarca azucares, almidones y fibra,también llamados glúcidos,
carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos. La función principal de los
carbohidratos es el aporte energético. Son una de las sustancias principales que
necesita nuestro organismo, junto a las grasas y las proteínas.
La principal función de los carbohidratos es suministrarle energía al cuerpo,
especialmente al cerebro y al sistema nervioso. Una enzima llamada amilasa ayuda a
21. 21
descomponer los carbohidratos en glucosa (azúcar en la sangre), la cual se usa como
fuente de energía por parte del cuerpo.
Los carbohidratos se clasifican como simples o complejos. La clasificación depende de
la estructura química del alimento y de la rapidez con la cual se digiere y se absorbe el
azúcar. Los carbohidratos simples tienen uno (simple) o dos (doble) azúcares,
mientras que los carbohidratos complejos tienen tres o más.
Tipos de Carbohidratos.
.
Figura 3.- Tipo de carbohidratos
El sistema digestivo maneja todos los carbohidratos de la misma forma: los rompe (o
trata de romperlos) en moléculas de azúcar simples, ya que sólo éstos son lo
suficientemente pequeños para pasar al torrente sanguíneo. También convierte la
mayoría de los carbohidratos digestibles en glucosa (también conocida como azúcar
en la sangre), porque las células están diseñadas para utilizar esto como una fuente
de energía universal.
La fibra es una excepción. No puede dividirse en moléculas de azúcar, por lo que pasa
a través del cuerpo sin ser digerida. La fibra viene en dos variedades: la fibra
soluble se disuelve en agua, mientras que la fibra insoluble no lo hace. Aunque
ninguno de los tipos nutre el cuerpo, es buena para la salud de muchas maneras. La
fibra soluble se une a las grasas en el intestino y las arrastra, lo que disminuye la
lipoproteína de baja densidad (LDL, o colesterol malo). También ayuda a regular el uso
de azúcares del cuerpo, ayudando a mantener a raya el hambre y el azúcar en sangre.
La fibra insoluble ayuda a empujar la comida a través del tracto intestinal, la promoción
de la regularidad y ayudar a prevenir el estreñimiento.
Amilopectina.
La celulosa y la quitina son ejemplos de polisacáridos estructurales. La celulosa y es
usada en la pared celular de plantas y otros organismos y es la molécula más
abundante sobre la tierra. La quitina tiene una estructura similar a la celulosa, pero
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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 de usos, por ejemplo en hilos para sutura quirúrgica. Otros polisacáridos
incluyen la callosa, la lamiña, la rina, el xilano y la galactomanosa.
Los glúcidos desempeñan diversas funciones, siendo la de reserva energética y
formación de estructuras las dos más importantes. Así, la glucosa aporta energía
inmediata a los organismos, y es la responsable de mantener la actividad de los
músculos, la temperatura corporal, la tensión arterial, el correcto funcionamiento del
intestino y la actividad de las neuronas. La ribosa y la desoxirribosa son constituyentes
básicos de los nucleótidos, monómeros del ARN y del ADN .
Almidones o féculas.
*Aporte energético celular. Es el polisacárido de reserva propio de los vegetales.
*Aporta un más consistente nivel de azúcar en la sangre que los azúcares simples.
Polisacáridos con enlaces a-glucosídico de muchas uniones de glúcidos
monosacáridos o glucosa.
*Están formados básicamente por 2 tipos de polímeros: la amilasa, polisacárido de
cadena larga está formada por unidades de maltosa unidas mediante enlaces (1-4),
presenta estructura helicoidal; la amilopectina, que es uno de los polisacáridos más
comunes, es de cadena corta y ramificada, está formada también por unidades de
maltosa unidas mediantes enlaces (1-4), con ramificaciones en posición a (1-5). La
amilasa es fácilmente separada por el enzima amilase.
Celulosa y fibras.
*Estos glúcidos no son digeribles, pero son necesarios para una buena digestión,
motilidad intestinal y funciones excretorias terminales.
*Polisacáridos formado por la unión de muchos glúcidos monosacáridos. La celulosa
está constituida por unidades de b-glucosa, por lo que esta peculiaridad hace a la
celulosa inatacable por los enzimas digestivos humanos, y por consiguiente que
carezca de interés nutricional.
*La celulosa forma la pared celular de la célula vegetal. Esta pared, constituye un
verdadero estuche en el que queda encerrada la célula y que persiste tras la muerte
de ésta
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Figura 4.- Formula de la celulosa
Glucógeno.
Es un polisacárido propio de reserva de los animales, como el almidón es el
polisacárido de reserva propio de los vegetales. Es una substancia de reserva de
energía que el cuerpo recurre en los períodos en que no hay glucosa disponible (caso:
entre comidas). El glucógeno es formado en el hígado a partir de la glucosa y con el
concurso del aminoácido alalina, y según se va necesitando es reconvertido en
glucosa, que pasa a la sangre para ser servida en los diferentes tejidos. También el
glucógeno se almacena en los músculos para producir energía en el propio músculo
en caso de requerimientos emergentes.
Reservas de glucosa.
El glucógeno se almacena hasta una cantidad máxima cercana a 100 gr en el hígado y
unos 200 gr en los músculos. Si se alcanza ese límite, y si el organismo no requiere
inmediatamente más carbohidratos, el exceso de glucosa en la sangre, por un proceso
deno inado como lipogénesis, se transforma en grasa y se acumula en el tejido
adiposo como reserva energética de largo plazo. A diferencia de las grasas, el
glucógeno retiene mucha agua y se mantiene hinchado.
Fuente de glúcidos.
Las plantas sintetizan los glúcidos o carbohidratos gracias a la intervención del
pigmento llamado clorofila produce monosacáridos a partir de la energía solar y de su
capacidad de captación osmótica de sus propios nutrientes. Por esta razón, los
vegetales reciben el nombre de autótrofos puesto que son capaces de transformar
materiales inorgánicos en recursos orgánicos. Por el contrario, los seres animales y
algunos vegetales sin clorofila, como las algas y los hongos, son heterótrofos y no
pueden sintetizar material orgánico a partir de materiales inorgánicos, por lo que es
necesario de una alimentación orgánica para poder realizar su transformación vital.
24. 24
Estructura química.
Los glúcidos son compuestos formados en su mayor parte por átomos de carbono e
hidrógeno y en una menor cantidad de oxígeno. Los glúcidos tienen enlaces químicos
difíciles de romper llamados covalentes, mismos que poseen gran cantidad de
energía, que es liberada al romperse estos enlaces. Una parte de esta energía es
aprovechada por el organismo consumidor, y otra parte es almacenada en el
organismo.
En la naturaleza se encuentran en los seres vivos, formando parte de biomoleculas
aisladas o asociadas a otras como las proteínas y los lípidos.
Tipos de Glúcidos.
Carbohidratos simples.
Los carbohidratos simples son descompuestos rápidamente por el cuerpo para 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.
Monosacáridos.
Los glúcidos más simples, los monosacáridos, están formados por una sola molécula;
no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de
un monosacárido no modificado es (CH2O)n, donde n es cualquier número igual o
mayor a tres. Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus
átomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto, por lo que pueden considerarse
polialcoholes.
Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a tres características diferentes: la
posición del grupo carbonilo, el número de átomos de carbono que contiene y su
quiralidad. Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido es una aldosa; si el
grupo carbonilo es una cetona, el monosacárido es una cetosa. Los monosacáridos
más pequeños son los que poseen tres átomos de carbono, y son llamados triosas;
aquéllos 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 átomos de carbono), la ribosa es una aldopentosa (un
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aldehído de cinco átomos de carbono) y la fructosa es una cetohexosa (una cetona de
seis átomos de carbono).
Cada átomo 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
átomo de carbono). Debido a esta asimetría, cada monosacárido posee un cierto
número de isómeros.
*Un alto nivel de glucosa puede ser señal de diabetes, con responsabilidad de la
hormona pancreática insulina. Fuentes: No suele encontrarse en los alimentos
en estado libre, salvo en la miel y en algunas frutas, especialmente uvas.
Figura 5.- Formula de la glucosa
Fructosa.
*Aporte energético celular. Glúcido disponible de rápida absorción como fuente de
energía por el organismo.Química: Al igual que la glucosa, la fructosa pertenece al
grupo los carbohidratos denominados simples o monosacáridos. Su molécula es una
hexosa y su fórmula empírica es C6H12O6. Pertenece al subgrupo de las cetohexosas
que son de alto interés biológico.Formaciones: Es transformada rápidamente en
glucosa en el hígado y en el intestino grueso para ser utilizada como fuente rápida de
energía.
Galactosa.
Al igual que la glucosa, la galactosa pertenece al grupo los carbohidratos
denominados simples o monosacáridos. Igualmente, su molécula posee 6 átomos de
carbono (hexosas), por lo que pertenece al subgrupo de las aldohexosas que son de
alto interés biológico.
Es convertida en glucosa en el hígado y es sintetizada en las glándulas mamarias para
producir la lactosa materna, conjuntamente con la glucosa.
Disacáridos.
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Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y, por
tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos monosacáridos se
unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucosídico, tras una
reacción de deshidratación que implica la pérdida de un átomo de hidrógeno de un
monosacárido y un grupo hidroxilo del otro monosacárido, con la consecuente
formación de una molécula de H2O, de manera que la fórmula de los disacáridos no
modificados es C12H22O11.
Sacarosa (sucrosa).
Disacárido formado por una molécula de glucosa y otra de fructosa, mediante enlace
dicarbonílico (entre 2 carbonos anoméricos).Formaciones: Estos azúcares pueden ser
metabolizados con la adición de moléculas de agua. La unión molecular de este
disacárido se rompe mediante la acción de un enzima llamado sacarosa, liberándose
la glucosa y la fructosa para su asimilación directa.
*Es el componente principal del azúcar de caña o de la remolacha azucarera. Piñas o
ananas.
Figura 6.- Formula de la sacarosa
Maltosa.
Disacárido formado por 2 unidades de glucosa, mediante enlace monocarbonílico
(entre 1carbono anomérico de un monosacárido y 1 carbono no anomérico de otro
monosacárido).Formaciones: Estos azúcares pueden ser metabolizados con la adición
de moléculas de agua. Es fácilmente separable en moléculas simples de glucosa para
su rápida utilización por el cuerpo. La maltosa puede ser obtenida a partir de los
almidones. Los almidones son desagregados en sus componentes simples mediante
la enzima amylase salivar que en la boca los convierte en dextrinas, almidones de
cadena corta, las cuales a su vez mediante la intervención de la enzima amylase
pancreática es transformada en maltosa en el intestino grueso con el apoyo de la
enzima maltase, la que finalmente es sintetizada en glucosa en las paredes
intestinales.
*Es obtenida por el organismo por la transformación de almidones o féculas
contenidas en muchos cereales. Cerveza.
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Fig 7.- Formula de la maltosa
Lactosa.
*Disacárido formado por una molécula de glucosa y otra de galactosa, mediante
enlace monocarbonílico.
*Estos azúcares pueden ser metabolizados con la adición de moléculas de agua. Para
separar la lactosa de la leche y ser asimilada se necesita la acción de un enzima
llamada lactasa, que separa la lactosa en el intestino grueso en sus componentes más
simples: la fructosa y la galactosa.
*Normalmente el enzima lactasa para separar la lactosa de la leche está presente sólo
durante la lactancia, por lo es causa de que muchas personas tengan problemas para
digerir la leche especialmente de otro origen que la materna.
Figura 8.- Formula de galactosa
Oligosacáridos.
Estaquiosa, tetrasacárido formado por una glucosa, dos galactosas y una fructosa
Los oligosacáridos están compuestos por entre tres y nueve moléculas de
monosacáridos que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición de cuan largo
debe ser un glúcido para ser considerado oligo o polisacárido varía según los autores.
Según el número de monosacáridos de la cadena se tienen los trisacáridos (como la
rafinosa ), tetrasacárido (estaquiosa), pentasacáridos, etc.
Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las
glicoproteínas, como una forma común de modificación tras la síntesis proteica. Estas
modificaciones post traduccionales incluyen los oligosacáridos de Lewis, responsables
por las incompatibilidades de los grupos sanguíneos, el epítope alfa-Gal responsable
del rechazo hiperagudo en xenotrasplante y O-GlcNAc
28. 28
modificaciones.
Carbohidratos complejos.
Los carbohidratos complejos están 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 procesados y
refinados.
Polisacáridos.
Los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos. Los
polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos. Su función en
los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento.
El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas,
siendo encontrado en la forma de amilosa y la amilopectina (ramificada). En animales,
se usa el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente similar pero más
densamente ramificado. Las propiedades del glucógeno le permiten ser metabolizado
más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción.
Figura 9.- Amillopectina
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Conclusión.
*El metabolismo intermediario puede dividirse en rutas catabólicas, que son las
responsables de la degradación de las moléculas nutritivas de alto contenido
energético, y en rutas anabólicas, por las cuales se efectúa la biosíntesis de los
componentes celulares; la ruta anfibólica central puede desempeñar ambas
capacidades. Cada ruta se halla promovida por una secuencia de enzimas específicas
que cataliza reacciones consecutivas. Las rutas catabólicas y anabólicas que se
inician en un nutriente determinado o que conducen a él, como la glucosa no son
exactamente inversas una de otra, sino que son química y enzimáticamente diferentes.
Además, se hallan reguladas independientemente y se localizan en diferentes partes
de la célula
*Los carbohidratos nos nutren lo suficiente para toda la vida, como se ha visto son los
más abundantes y por eso son los que más debemos consumir, y aunque sean los
que más beneficios nos aportan, no se deben consumir en exceso ya que estos
tienden a convertirse en energía almacenada, que es a lo que viene a llamarse
comúnmente a la grasa que tenemos, llamada también "lonjita". Pero también se ha
visto que estas biomoleculas con otras, se nos puede formar otra más beneficiosa, ya
que estas contienen carbono y como se dice, no es una biomolecula, si no tiene
carbono, ya que el carbono es vida, en si ya que sin carbono, un elemento puede ser
orgánico o no.
*La proteína es el material con que se construye la estructura del cuerpo. Se desdobla
en aminoácidos y estos constituyen la base para la síntesis de las partes corporales:
huesos y músculos, piel y cerebro. Más aún, los aminoácidos son utilizados para
elaborar ácidos nucleicos, los cuales forman tanto el código genético como las
moléculas en que se almacenan la energía dentro del organismo. En un nivel muy
básico, la proteína constituye la sustancia de la que estamos hechos.
Anexo
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Vitaminas
Figura 10.-Tipos de alimentos de vitamina 1
Figura 11.-Vitaminas liposolubles
Figura 13.- Suplementos de vitaminas
Proteínas
Figura12.-Vitaminas hidrosoluble
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Figura 14.- Fuentes de proteínas
Figura 17.- Fuentes de proteínas sinteticas
Lípidos
Figura 16.- Estructura de las
proteínasFigura 15.- Porcentaje de las proteinas
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Figura 18.-Alimentos con contenido de lípidos
Figura 19.- Estructura de los lípidos
Figura 20.- Clasificación de carbohidratos
