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• Friida Fernanda'

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PROPIEDADES Y FUNCIONES BIOLOGICAS DE LOS CARBOHIDRATOS Y LIPIDOS CARBOHIDRATOS MONOSACARIDOS FRUCTOSA La fructosa es una cetohexosa, es decir, es una hexosa (6 átomos de carbono) de tipo cetosa. Su estructura en agua se cicla, y es su forma más estable. Cuando está ciclada, se llama fructofuranosa por tener forma de pentágono. PROPIEDADES GENERALES -Es un monosacárido con fórmula molecular C6H12O6, la misma que la glucosa pero con diferente posición relativa de los grupos -OH y O=, ya que la fructosa es una cetosa y la glucosa una aldosa. -Este tipo de hexosa abunda en las frutas y algunos vegetales. También se encuentra en la miel de abeja; representa una tercera parte de todo el azúcar que contiene la miel. -Se utiliza como edulcorante para los diabéticos ya que tomado en dosis moderadas no precisa insulina para ser metabolizado. -Es más dulce que la glucosa. PROPIEDADES FÍSICAS -Estado de agregación: sólido -Apariencia: cristales blancos -Densidad: 1.587 kg/m3 ; 1.587 g/cm3 -Masa molar: 180.16 g/mol

-Punto de fusión: 376.15 K (103 °C) -Punto de descomposición: 459 K (valores en el SI y en condiciones normales: 1 atm y 0 °C) PROPIEDADES QUÍMICAS -Solubilidad en agua: 3.75 kg/L a 20 °C FUNCIONES -Producción de energía: la fructosa es una fuente de energía para las células. Las células procesan fructosa para extraer energía a través de un proceso llamado respiración aeróbica, que significa esencialmente la quema de fructosa en las mitocondrias en presencia de oxígeno para producir ATP, la molécula de energía celular. -Producción de glucógeno: Las células también pueden utilizar la fructosa para hacer una importante forma de almacenamiento de carbohidratos, llamada glucógeno. Los músculos almacenan glucógeno para atender necesidades de glucosa celular durante situaciones de emergencia o períodos de ayuno. Los músculos mantienen glucógeno para su propio uso, mientras que el hígado descompone y almacena glucógeno para liberar glucosa en el torrente sanguíneo cuando sea necesario. -Almacenamiento de grasa: Además de almacenar energía en forma de glucógeno, el cuerpo también almacena energía en forma de triglicéridos, o grasa. Es una forma importante de almacenamiento de energía porque es ligero y con energía densa. Como tal, el cuerpo puede almacenar una cantidad considerable de energía sin una cantidad significatica de peso almacenado. Reacciones químicas producen la modificación de fructosa para producir los precursores para la síntesis de grasa. -Forma parte de la sacarosa, junto con la glucosa. - En cantidades controladas sirve como un endulzador nutritivo aceptable para el uso de dietas que modifican los hidratos de carbono y kilocalorías consumidas. Es menos probable que sea cariogénica (que tiende a producir caries dentales) en comparación con otros endulzadores. MANOSA -Fórmula semidesarrollada : CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH -Fórmula molecular : C6H12O6 ,igual que la fórmula de la glucosa porque es un epímero de ella.

Propiedades fisicoquímicas La manosa es un "azúcar de seis átomos de carbono" que se encuentra formando parte de algunos polisacáridos de las plantas , y en algunas glucoproteínas animales. Desde el punto de vista químico es una aldosa, es decir su grupo químico funcional es un aldehído (CHO) ubicado en el carbono 1.Pertenece al grupo de las hexosas. Es una piranosa ya que puede derivarse del anillo de seis lados formado por 5 átomos de carbono y 1 de oxígeno, llamado pirano. Por ello en su forma cíclica se denominará manopiranosa, existiendo la forma β si el -OH unido al carbono anomérico esta hacia arriba, y la forma α si el -OH unido al carbono anomérico está hacia abajo. De igual forma exite la forma D y la forma L, dependiendo de la posicion del -OH del carbono asimétrico mas alejado del grupo carbonilo. Masa molar : 180.156 g/mol FUNCIONES Desempeña una importante función en la fisiología humana. Sin embargo, no existe necesidad nutricional para esta sustancia, ya que el cuerpo fácilmente puede producirla a partir de la glucosa. No obstante, se pueden encontrar cantidades considerables en muchas frutas y verduras. Forma parte de la estreptomicina , sustancia con actividad antibiótica. La idea de que los suplementos de manosa pueden ayudar a prevenir o tratar infecciones de la vejiga se deriva de una propiedad de la bacteria E. coli. E. coli es una de las causas más comunes de infecciones de la vejiga. Muchas variedades de E. coli, aunque no todas, tienen la capacidad de sujetarse a la manosa presente en la pared de la vejiga mediante estructuras similares a hilos llamados pili. Este proceso de sujeción permite que ellos inicien el proceso de infección. Algunos investigadores tuvieron la hipótesis de que el consumo de manosa como suplemento incrementaba los niveles de manosa en la orina a tal nivel que esta manosa libre saturaría los pili vinculantes de manosa de E. coli y por lo tanto volvería a las bacterias incapaces de lidiar con las células de la pared de la vejiga. GLUCOSA La glucosa es una forma de energía utilizada en plantas y animales. El proceso mediante el cual se utiliza la energía se denomina oxidación. Las características físicas y químicas permiten que la glucosa trabaje en el proceso de oxidación del

mismo modo que lo hace en animales. La fotosíntesis es el proceso que utilizan las plantas para transformar la glucosa en energía. Características físicas La característica física de toda forma de glucosa es su propiedad incolora. El peso molecular de la glucosa es 180,18. Características químicas El nombre químico para la glucosa es 6-(hidroximetil)oxano-2,3,4,5-tetrol. La composición química de la glucosa es seis átomos de carbono, 12 átomos de hidrógeno y seis átomos de oxígeno, lo que constituye una molécula de azúcar, y su fórmula es C6H12O6. La glucosa es un azúcar simple monosacárido. Los enlaces de alta energía hacen que la molécula de glucosa permanezca unida hasta que el enlace se rompa y libere energía.

Para que un cuerpo utilice energía, debe ocurrir el proceso de oxidación de glucosa. La oxidación es el proceso mediante el cual se obtiene energía a partir de la glucosa. Se representa como C6H12O6 + 6O2 --> 6O2 + 6H2O. La oxidación de la glucosa, también conocida como glucólisis, es el primer paso. En esta etapa, moléculas de glucosa de seis carbonos se descomponen en dos moléculas de piruvato de tres carbonos. A partir de aquí, otros procesos llevan a la glucosa a diferentes formas para que sea almacenada como ATP (trifosfato de adenosina) para un posterior uso. FUNCION La glucosa también es producida en plantas mediante un proceso denominado fotosíntesis, que ocurre en los cloroplastos, en las hojas de la planta. Las plantas utilizan la luz solar como fuente de energía para transformar el dióxido de carbono y agua en glucosa. La glucosa cumple muchas funciones en una planta. Como las plantas no pueden almacenar mucha glucosa, la convierten en almidón para volver a convertirla en glucosa más adelante en un posterior uso. La glucosa también puede transformarse en grasa y proteínas que utilizan las plantas.

Galactosa

-Fórmulas. Formula condensada: C6H12O6. Formula semidesarrollada: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH. Nombre sistemático: 6-(hidroximetil)-2,3,4,5-tetrolhexano. En biología es conocida como L o D-Galactopiranosa. Nombre propio: Galactosa. -Propiedades físico-químicas. Densidad: 1732 kg/m3; 1,732 g/cm3. Masa molecular: 180.08 g/mol. Punto de fusión: 440,15 ºK (167 °C). Punto de ebullición: 683,95 ºK (410,8 °C). Punto de inflamabilidad: 475,2 ºK (202,2 °C). Tiene aspecto de polvo blanco con sabor dulce. Tiene un alto grado de solubilidad. Se puede absorver por inhalacion o por ingestion. FUNCIONES La galactosa se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético. Además, forma parte de los glucolípidos y glucoproteínas de las membranas celulares de las células sobre todo de las neuronas. La galactosa es sintetizada por las glándulas mamarias para producir lactosa, que es un disacárido formado por la unión de glucosa y galactosa, por tanto el mayor aporte de galactosa en la nutrición proviene de la ingesta de lactosa de la leche. La galactosa se puede encontrar en diferentes alimentos, como en los productos lácteos y en el azúcar de la remolacha. La alteración de su metabolismo da lugar a enfermedades conocidas como galactosemias. POLISACARIDOS CELULOSA Propiedades de la Celulosa: Es combustible, reacciona con oxidantes fuertes y es insoluble en agua. Propiedades físicas de la Celulosa Fórmula semidesarrollada de la Celulosa: (C6H10O5)n Densidad de la Celulosa: 1.27-1.61 g/cm 3 Masa molecular UMA Unidad de Masa Atómica, Dalton de la Celulosa: 160,000560,000 g/mol

Punto de fusión Temperatura del momento en el cual una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido. de la Celulosa: 500-518 °F (Descompone) Punto de ebullición Temperatura que debe alcanzar una substancia para pasar del estado líquido al estado gaseoso. de la Celulosa: Descompone. Propiedades químicas de la Celulosa Solubilidad en agua Medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en agua. de la Celulosa: Insoluble. FUNCION En nuestro ámbito industrial encontramos muchas clases de celulosa: - Nitrato de celulosa: Apareció cuando un científico hizo reaccionar la celulosa con ácido nítrico en forma de algodón. Era llamado también pólvora de algodón por ser un poderoso explosivo. -Acetato de celulosa: Apareció cuando hicieron reaccionar el nitrato de celulosa con ácido acético. Se utiliza como fibra usada por ejemplo en los vestido de fiesta, como termoplástico lo utilizan para las películas fotográficas. -Rayón: También como rayón nos podemos referir como xantato de celulosa. Este lo utilizamos como fibra para hacer las ropas de rayón como por ejemplo camisas hawaianas ALMIDON Propiedades físicas y químicas del almidón Aislado y purificado el almidón forma un polvo blanco, insípido, inodoro, insoluble en el agua (cuando no ha sido finamente pulverizado); insoluble asimismo en el alcohol y en el éter; inalterable en el aire, si está bien desecado. Absorbe fácilmente la humedad del aire, sobre todo cuando ha sido previamente desecado a 150°; retiene cantidades variables de agua de hidratación según la temperatura a que se deseque: 1° Si esta operación se efectúa en el vacío, entre 100° y 140°, resulta anhidro y correspondiendo exactamente a la fórmula C12 H10 O10, ya indicada. 2° Desecado en el vacío, pero a 20°, retiene un 9,2% de agua, y le corresponde la fórmula C12 H10 O10, HO.

3° Desecado a 20° de temperatura, pero al aire libre, en una atmósfera que marque 60° de higroscopicidad, conserva 18%, de agua y entonces su fórmula es C12 H10 O10, 2HO. Abandonado al aire húmedo a la temperatura de 20° contiene 85% de agua (C12 H10 O10, 5HO). Sacado del agua y abandonado sobre una placa de platino contiene 45,33% de agua, correspondiéndole la fórmula C12 H10 O10, 15HO. Cuando se tritura el almidón con un poco de agua fría, en un mortero de paredes rugosas, se disuelve en parte quedando insoluble la mayor porción, que corresponde a la cubierta de los gránulos. Se puede filtrar la parte soluble y se podrá observar que es precipitada por el alcohol y teñida en azul por el iodo. Si se concentra la disolución por medio del calor, resulta, al evaporarse el agua, una masa gomosa o gelatinosa que forma al cabo de algunos días una pasta opaca soluble, en parte solamente, en el agua fría. FUNCION El almidón es una sustancia con la cual las plantas logran almacenar sus alimentos en los tubérculos, semillas, las raíces y frutas. En los seres vivos proporciona una gran cantidad de la energía que consumen mediante su alimentación. El almidón está constituido por cadenas de moléculas formadas por glucosa creadas por las plantas para el almacenamiento de energía para su utilización en un futuro. Dentro de los alimentos que tienen mucho almidón se encuentran los frijoles, habichuelas, papas, batata y yuca, entre otros. El almidón tiene una gran diferencia con otros carbohidratos o glúcidos que se encuentran en la naturaleza porque forman un conjunto de partículas o gránulos. Para identificar el almidón se tiene presente la amilosa que contiene porque con el yodo se obtiene un compuesto que es de color azul, que se mantiene muy estable a pesar de que pueda estar a muy baja temperatura. Sin almidón el organismo necesitaría una gran cantidad azúcares simples como son la sacarosa y la fructosa que llegan muy rápido al torrente sanguíneo, en vez de liberarse de manera lenta para lograr energía de forma continua. La industria, la ingeniería, la agricultura, la medicina no funcionarían igual sin la presencia del almidón.

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DISACARIDOS a maltosa o azúcar de malta. Está formada por dos unidades de alfa glucosa, con enlace glucosídico de tipo alfa 1-4. La molécula tiene características reductoras. Se encuentra libre de forma natural en la malta, de donde recibe el nombre y forma parte de varios polisacáridos de reserva (almidón y glucógeno),

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de los que se obtiene por hidrólisis. La malta se extrae de los granos de cereal, ricos en almidón, germinados.Se usa para fabricar cerveza, whisky y otras bebidas. 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. Gran parte de la población mundial presenta la llamada “intolerancia a la lactosa”, que es una enfermedad caracterizada por la afectación más o menos grave de la mucosa intestinal que es incapaz de digerir la lactosa. Cursa con dolor abdominal y diarrea como principal síntoma. Es más frecuente en adultos y orientales. La sacarosa o azúcar de caña y remolacha. Está formada por alfa-glucosa y beta-fructosa, 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. La celobiosa. Está formada por dos unidades de beta-glucosa, con enlace 1-4. Está presente en la molécula de celulosa y no se encuentra libre. La isomaltosa. Consta de dos unidades de alfa-glucosa con enlace 1-6. Está presente en los polisacáridos “almidón” y “glucógeno” y no se halla libre.

LIPIDOS

Se llama lípidos a 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 ser insolubles en agua y sí en disolventes orgánicos como el benceno. A los lípidos se les llama incorrectamente grasas, cuando las grasas son sólo un tipo de lípidos, aunque el más conocido.

Una característica básica de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades biológicas es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lipídos se debe a que su estructuraquímica es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C (Figura de la izquierda). La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente y su momento dipolar es mínimo. El agua, al ser una molécula muy polar, con gran facilidad para formar puentes de hidrógeno, no es capaz de interaccionar con estas moléculas. En presencia de moléculas lipídicas, el agua adopta en torno a ellas una estructura muy ordenada que maximiza las interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando a la molécula hidrofóbica al interior de una estructura en forma de jaula, que también reduce la movilidad del lípido. Todo ello supone una configuración de baja entropía, que resulta energéticamente desfavorable. Esta disminución de entropía es mínima si las moléculas lipídicas se agregan entre sí, e interaccionan mediante fuerzas de corto alcance, como las fuerzas de Van der Waals. Este fenómeno recibe el nombre de efecto hidrofóbico.

Los lípidos forman un grupo de sustancias de estructura química muy heterogénea, siendo la clasificación más aceptada la siguiente:  Lípidos saponificables: Los lípidos saponificables son los lípidos que contienen ácidos grasos en su molécula y producen reacciones químicas de saponificación. A su vez los lípidos saponificables se dividen en:

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Lípidos simples: Son aquellos lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Estos lípidos simples se subdividen a su vez en: Acilglicéridos o grasas (cuando los acilglicéridos son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites) y Céridos o ceras.  Lípidos complejos: Son los lípidos que además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido. A los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues son las principales moléculas que forman las membranas celulares: Fosfolípidos y Glicolípidos. Lípidos insaponificables: Son los lípidos que no poseen ácidos grasos en su estructura y no producen reacciones de saponificación. Entre los lípidos insaponificables encontramos a: Terpenos, Esteroides y Prostaglandinas.

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