INTRODUCCION

Es importante tener en claro el concepto de la biología y los estudios de las macromoléculas ya que ésta nos permiten conocer las distintas funciones como los carbohidratos proteínas y lípidos. Y a su ves conocer formaciones físicas, de lípidos y triglicéridos,también tener el conocimiento de funciones estructurales y abreviaturas. También reconocer que los carbohidratos son fuente de energía para nuestro organismo.

CARBOHIDRATOS

DEFINICIÓN

A veces nos parece difícil aceptar que los seres vivos son meramente sistemas químicos. Su increíble diversidad de formas, su habilidad para reproducirse y reaccionar al medio, su conducta, y en el caso de nuestra especie, experimentar emociones, sentimientos, etc, nos induce a ubicarnos lejos del mundo de los sólidos, líquidos y gases que la química describe. No es extraño, entonces que hasta el siglo XIX, los científicos aún debatían sobre la “fuerza vital” propia de los sistemas vivos que era responsable de tan exclusivas características.

Hoy sabemos que no existe nada en los organismos vivos que no obedezca las leyes de la química y de la física. Sin embargo, la química de la vida presenta ciertas características particulares tales como:

• Estar basada ampliamente en compuestos de carbono, cuyo estudio ha dado origen a una rama particular de la química, la química orgánica.
• La gran mayoría de sus reacciones ocurren en medio acuoso, por lo que el agua es el solvente fundamental y el compuesto mas abundante en los seres vivos.
• Su enorme complejidad. La célula mas sencilla es mucho mas compleja que cualquier otro sistema químico.
• Finalmente, su estructuración y regulación descansa en gran medida en grandes polímeros o macromoléculas que, en general, consisten en largas cadenas de subunidades unidas por enlaces covalentes. La variada interaccción entre estas macromoléculas permite a células y organismos crecer, reproducirse y realizar todas sus actividades.

En este material de estudio, describiremos la estructura de las principales macromoléculas de los sistemas vivos. Estos poseen cuatro principales familias de moléculas orgánicas pequeñas que al polimerizarse dan origen a los cuatro grandes tipos macromoleculares presentes en los organismos:

FUNCIÓN

Los carbohidratos tienen varias funciones en las células. Ellos son una excelente fuente de energía para las varias actividades que ocurren en nuestras células. Algunos carbohidratos pueden tener una función estructural. Por ejemplo, el material que mantiene a las plantas de pie y da a la madera sus propiedades resistentes es una forma del polímero de glucosa conocida como la celulosa. Otros tipos de los polímeros de azúcar se encuentran en las energías almacenadas, como el almidón y el glicógeno. El almidón es encontrado en productos vegetales como las papas, y el glicógeno es encontrado en animales. Una forma corta de la molécula del glicógeno está presentada a continuación.

Los carbohidratos son esenciales para la comunicación entre las células. Estas moléculas también ayudan a las células adherirse la una a la otra, así como al material que rodea a éstas en el cuerpo. La capacidad del cuerpo para defenderse contra la invasión de microbios y la eliminación.

CLASIFICACIÓN

Simples

• Monosacáridos: glucosa o fructosa
• Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc.
• Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.

Complejos

• Polisacáridos: están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples.
• Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos.
• Función estructural: celulosa y xilanos.

• Carbohidratos simples:

Son los monosacáridos, entre los cuales se encuentran la glucosa y la fructosa, que son los responsables del sabor dulce de muchos frutos. Con estos azúcares se debe tener cuidado ya que tienen agradable sabor y el organismo los absorbe rápidamente. Su absorción hace que nuestro organismo secrete la hormona insulina que estimula el apetito y favorece los depósitos de grasa.

El azúcar, la miel, mermeladas, golosinas, etc. Son Carbohidratos Simples de fácil absorción.

Otros alimentos como la leche, frutas y hortalizas los contienen aunque distribuidos en una mayor cantidad de agua.

Este tipo de Carbohidratos que son elaborados a base de azúcar refinadas tienen un alto aporte calórico y bajo valor nutritivo, por lo que se debe consumir de una manera moderada

• Carbohidratos complejos:

Los Carbohidratos complejos son los Polisacaridos. Entre ellos se encuentran la fibra integral, avena, arroz, harinas, papas y el almidón presente en los tubérculos.

El organismo utiliza la energía proveniente de los carbohidratos complejos de a poco, por eso son de lenta absorción. Se los encuentra en los panes, pastas, cereales, arroz, legumbres, maíz, cebada, avena, etc. Estos se descomponen en glucosa más lentamente que los carbohidratos simples y por lo tanto proporcionar una corriente progresiva constante de energía durante todo el día.

Siempre es más recomendable consumir este tipo de carbohidratos que los simples.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

• Solubles en agua
• Cristalinos
• Mutorrotación
• Desvía la luz polarizada
• Poco solubles en etanol
• Dulces
• Dan calor
• Siguen la formula Cn (H2O)n

Dentro de las propiedades fisicoquímicas de los carbohidratos se tiene
que estos tienen un peso molecular bajo, de tal manera que son solubles
en el agua y tienen un alto poder edulcorante, estas propiedades del
glucógeno permiten que los carbohidratos puedan ser metabolizado más
rápidamente.

Dentro de las propiedades físicas de los carbohidratos vemos que se ubican
en forma sólida, son de color blanco, cristalino, muy soluble en agua e
insoluble en disolventes no polares, son de sabor dulce.

En las propiedades químicas vemos que los carbohidratos pueden reaccionar
a la oxidación debido a que reducen los reactivos de Fehling y de Tollens.

Los carbohidratos son polihidróxialdehidos y polihidróxicetonas, por lo tanto poseen según el caso el grupo funcional aldehido unos y otros el grupo funcional cetona y todos poseen el gupo funcional OH (alcohol, hidroxilo).

Características físicas:

La presencia de tantos OH le confiere la capacidad de formar puentes de hidrógeno y por ello son solubles en agua. LOs de alto peso molecular como los polisacáridos no son solubles en agua a menos que se utilice calor. Son insolubles en disolventes orgánicos.
Son cristales disueltos en agua presentan rotación óptica que al ser medida sirve para identificar unos de otros.

Características Químicas:

1. Oxidación
El grupo aldehido puede oxidarse para formar el ácido correspondiente. El grupo OH terminal también puede sufrir oxidación. LO comprueban las reacciones de Fehling y Benedict.

2. Reducción
Tanto los grupos aldehidos como los cetónicos pueden reducirse al alcohol correspondiente. Por ejemplo la glucosa y la fructosa dan por reducción el alcohol sorbitol.

3. Pueden sufrir fermentación o sea formar alcohol y CO2. Ejemplos la glucosa, fructosa y manosa que contribuyen a formar los diferentes bebidas alcohólicas comerciales a partir de alimentos como la caña y el centeno.

EJEMPLOS DE MONOSACARIDOS, DISACARIDOS, POLISACÁRIDOS

Los carbohidratos se clasifican según la cantidad de monosacáridos que los componen. Un monosacárido es el carbohidrato más sencillo porque está compuesto por moléculas de un mismo tipo, por ejemplo: glucosa (azúcar), galactosa (lácteos) y fructosa (frutas).

Cuando 2 monosacáridos se juntan forman los Disacáridos que se conocen comomaltosa y sacarosa. A partir de las uniones de 2 a 10 monosacáridos se llaman Oligosacáridos y desde 10 a más monosacáridos se llaman Polisacáridos. Estos se conocen como almidones y celulosa.

Los carbohidratos son la principal fuente de energía del organismo, las estadísticas dicen que en un organismo normal el consumo de carbohidratos aporta un 60% de la energía diaria.

Los principales carbohidratos son:

• Monosacáridos: Glucosa, Fructosa y Galactosa.

• Disacáridos: Sacarosa, o azúcar común es un disacárido formado una molécula de glucosa + una de fructosa; La miel también es un fluido que contiene gran cantidad de sacarosa parcialmente hidrolizada. La sacarosa se usa en los alimentos como endulzante.

• Polisacáridos: Almidón, es la reserva de energía de los vegetales, se encuentra en las patatas, batatas, arroz, cereales, maíz entre otras. La mayoría de los vegetales contienen almidón, para estar seguros se puede hacer un test en casa utilizando yodo como el que se compra en la farmacia para curar las heridas.

El test consiste en colocar una pequeña cantidad de yodo sobre el alimento y ver el color que éste adquiere. Si se torna violeta o azul, el alimento contiene almidón.

Glucógeno, este polisacárido hace las veces de almidón pero en los animales. Se encuentra en la sangre en forma de glucosa y en los músculos en forma de glucógeno. También se encuentra como glucógeno en el hígado. Son muy importantes para el suministro de energía del organismo, en especial para los deportistas que utilizan mucho los músculos. Sus propiedades químicas indican que es soluble en agua.

Todos los hidratos de carbono son indispensables para la energía del cuerpo. Los profesionales conocen la relación entre la cantidad de ejercicio físico que realiza cada persona y la cantidad y tipo de carbohidratos que debe consumir.

Si los carbohidratos son simples o complejos se absorben más o menos rápido en el organismo.

Los monosacáridos y disacáridos son carbohidratos simples de absorción rápida. Los carbohidratos compuestos son los Oligo sacáridos  y los Polisacáridos como las pastas, panes o patatas que se absorben lentamente otorgando reservas de energía.

Se define como metabolismo de los carbohidratos a los procesos bioquímicos de formación, ruptura y conversión de los carbohidratos en los organismos vivos. Los carbohidratos son las principales moléculas destinadas al aporte de energía, gracias a su fácil metabolismo.

El carbohidrato más común es la glucosa; un monosacárido metabolizado por casi todos los organismos conocidos. La oxidación de un gramo de carbohidratos genera aproximadamente 4 kcal de energía; algo menos de la mitad que la generada desde lípidos.

PROTEÍNAS

 

¿QUÉ SON PROTEÍNAS?

Información sobre proteínas y alimentos con proteínas

Los nutrientes de gran importancia biológica que son las proteínas, son macromoléculas que constituyen el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo.

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

 

Funciones de las proteínas son transportar las sustancias grasas a través de la sangre, elevando así las defensas de nuestro organismo. Por lo tanto la ingesta diaria de estos nutrientes que son las proteínas es implescindible para una dieta sana y saludable para todos siendo la ingesta dealimentos ricos en proteínas de especial importancia en la nutrición deportiva.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS

Las proteínas poseen una estructura química central que consiste en una cadena lineal de aminoácidos plegada de forma que muestra una estructura tridimensional, esto les permite a las proteínas realizar sus funciones.

En las proteínas se codifica el material genético de cada organismo y en él se especifica su secuencia de aminoácidos. Estas secuencias de aminoácidos se sintetizan por los ribosomas para formar las macromoléculas que son las proteínas.

Existen 20 aminoácidos diferentes que se combinan entre ellos de múltiples maneras para formar cada tipo de proteínas. Los aminoácidos pueden dividirse en 2 tipos :Aminoácidos esenciales que son 9 y que se obtienen de alimentos y aminoácidos no esenciales que son 11 y se producen en nuestro cuerpo.

La composición de las proteínas consta de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno además de otros elementos como azufre, hierro, fósforo y cinc.

En las células, las moléculas orgánicas más abundantes que son las proteínas, constituyen más de el 50 % del peso seco de las mismas.

Las proteínas son el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo.

CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOACIDOS

Los aminoácidos son las unidades químicas o “bloques de construcción” del cuerpo que forman las proteínas. Las sustancias proteicas construidas gracias a estos 20 aminoácidos forman los músculos, tendones, órganos, glándulas, las uñas y el pelo. Existen dos tipos principales de aminoácidos que están agrupados según su procedencia y características. Estos grupos son aminoácidos esenciales y aminoácidos no esenciales.

Los aminoácidos que se obtienen de los alimentos se llaman “Aminoácidos esenciales”.Los aminoácidos que puede fabricar nuestro organismo a partir de otras fuentes, se llaman “Aminoácidos no esenciales”.

El crecimiento, la reparación y el mantenimiento de todas las células dependen de ellos. Después del agua, las proteínas constituyen la mayor parte del peso de nuestro cuerpo.

A continuación puedes ver una lista detallada con las características y propiedades de cada aminoácido.

AMINOÁCIDOS ESENCIALES

Se llaman aminoácidos esenciales aquellos que no pueden ser sintetizados en el organismo y para obtenerlos es necesario tomar alimentos ricos en proteínas que los contengan. Nuestro organismo, descompone las proteínas para obtener los aminoácidos esenciales y formar así nuevas proteínas.

Histidina

Este aminoácido se encuentra abundantemente en la hemoglobina y se utiliza en el tratamiento de la artritis reumatoide, alergias, úlceras y anemia. Es esencial para el crecimiento y la reparación de los tejidos. La Histidina, también es importante para el mantenimiento de las vainas de mielina que protegen las células nerviosas, es necesario para la producción tanto de glóbulos rojos y blancos en la sangre, protege al organismo de los daños por radiación, reduce la presión arterial, ayuda en la eliminación de metales pesados del cuerpo y ayuda a la excitación sexual.

Isoleucina

La Isoleucina es necesaria para la formación de hemoglobina, estabiliza y regula el azúcar en la sangre y los niveles de energía. Este aminoácido es valioso para los deportistas porque ayuda a la curación y la reparación del tejido muscular, piel y huesos. La cantidad de este aminoácido se ha visto que es insuficiente en personas que sufren de ciertos trastornos mentales y físicos.

Leucina

La leucina interactúa con los aminoácidos isoleucina y valina para promover la cicatrización del tejido muscular, la piel y los huesos y se recomienda para quienes se recuperan de la cirugía. Este aminoácido reduce los niveles de azúcar en la sangre y ayuda a aumentar la producción de la hormona del crecimiento.

Lisina

Funciones de este aminoácido son garantizar la absorción adecuada de calcio y mantiene un equilibrio adecuado de nitrógeno en los adultos. Además, la lisina ayuda a formar colágeno que constituye el cartílago y tejido conectivo. La Lisina también ayuda a la producción de anticuerpos que tienen la capacidad para luchar contra el herpes labial y los brotes de herpes y reduce los niveles elevados de triglicéridos en suero.

Metionina

La Metionina es un antioxidante de gran alcance y una buena fuente de azufre, lo que evita trastornos del cabello, piel y uñas, ayuda a la descomposición de las grasas, ayudando así a prevenir la acumulación de grasa en el hígado y las arterias, que pueden obstruir el flujo sanguíneo a el cerebro, el corazón y los riñones, ayuda a desintoxicar los agentes nocivos como el plomo y otros metales pesados, ayuda a disminuir la debilidad muscular, previene el cabello quebradizo, protege contra los efectos de las radiaciones, es beneficioso para las mujeres que toman anticonceptivos orales, ya que promueve la excreción de los estrógenos, reduce el nivel de histamina en el cuerpo que puede causar que el cerebro transmita mensajes equivocados, por lo que es útil a las personas que sufren de esquizofrenia.

Fenilalanina

Aminoácidos utilizados por el cerebro para producir la noradrenalina, una sustancia química que transmite señales entre las células nerviosas en el cerebro, promueve el estado de alerta y la vitalidad. La Fenilalanina eleva el estado de ánimo, disminuye el dolor, ayuda a la memoria y el aprendizaje, que se utiliza para tratar la artritis, depresión, calambres menstruales, las jaquecas, la obesidad, la enfermedad de Parkinson y la esquizofrenia.

Treonina

La treonina es un aminoácido cuyas funciones son ayudar a mantener la cantidad adecuada de proteínas en el cuerpo, es importante para la formación de colágeno, elastina y esmalte de los dientes y ayuda a la función lipotrópica del hígado cuando se combina con ácido aspártico y la metionina, previene la acumulación de grasa en el hígado, su metabolismo y ayuda a su asimilación.

Triptofano

Este aminoácido es un relajante natural, ayuda a aliviar el insomnio induciendo el sueño normal, reduce la ansiedad y la depresión y estabiliza el estado de ánimo, ayuda en el tratamiento de la migraña, ayuda a que el sistema inmunológico funcione correctamente. El Triptofano ayuda en el control de peso mediante la reducción de apetito, aumenta la liberación de hormonas de crecimiento y ayuda a controlar la hiperactividad en los niños.

Valina

La Valina es necesaria para el metabolismo muscular y la coordinación, la reparación de tejidos, y para el mantenimiento del equilibrio adecuado de nitrógeno en el cuerpo, que se utiliza como fuente de energía por el tejido muscular. Este aminoácido es útil en el tratamiento de enfermedades del hígado y la vesícula biliar, promueve el vigor mental y las emociones tranquilas.

Alanina

Desempeña un papel importante en la transferencia de nitrógeno de los tejidos periféricos hacia el hígado, ayuda en el metabolismo de la glucosa, un carbohidrato simple que el cuerpo utiliza como energía, protege contra la acumulación de sustancias tóxicas que se liberan en las células musculares cuando la proteína muscular descompone rápidamente para satisfacer las necesidades de energía, como lo que sucede con el ejercicio aeróbico, fortalece el sistema inmunológico mediante la producción de anticuerpos.

AMINOÁCIDOS NO ESENCIALES

Los aminoácidos no esenciales son aquellos que pueden ser sintetizados en el organismo a partir de otras sustancias.

Arginina

Este aminoácido está considerado como “El Viagra Natural” por el aumento del flujo sanguíneo hacia el pene, retrasa el crecimiento de los tumores y el cáncer mediante el refuerzo del sistema inmunológico, aumenta el tamaño y la actividad de la glándula del timo, que fabrica las células T, componentes cruciales del sistema inmunológico. La Arginina, ayuda en la desintoxicación del hígado neutralizando el amoniaco, reduce los efectos de toxicidad crónica de alcohol, que se utiliza en el tratamiento de la esterilidad en los hombres, aumentando el conteo de espermatozoides; ayudas en la pérdida de peso, ya que facilita un aumento de masa muscular y una reducción de grasa corporal, ayuda a la liberación de hormonas de crecimiento, que es crucial para el “crecimiento óptimo” músculo y la reparación de tejidos, es un componente importante del colágeno que es bueno para la artritis y trastornos del tejido conectivo y ayuda a estimular el páncreas para que libere insulina.

Ácido Aspártico

El Ácido Aspártico aumenta la resistencia y es bueno para la fatiga crónica y la depresión, rejuvenece la actividad celular, la formación de células y el metabolismo, que le da una apariencia más joven, protege el hígado, ayudando a la expulsión de amoniaco y se combina con otros aminoácidos para formar moléculas que absorben las toxinas y sacarlas de la circulación sanguínea. Este aminoácido también ayuda a facilitar la circulación de ciertos minerales a través de la mucosa intestinal, en la sangre y las células y ayuda a la función del ARN y ADN, que son portadores de información genética.

Cisteína

La Cisteína funciona como un antioxidante de gran alcance en la desintoxicación de toxinas dañinas. Protege el cuerpo contra el daño por radiación, protege el hígado y el cerebro de daños causados por el alcohol, las drogas y compuestos tóxicos que se encuentran en el humo del cigarrillo, se ha utilizado para tratar la artritis reumatoide y el endurecimiento de las arterias. Otras funciones de este aminoácido es promover la recuperación de quemaduras graves y la cirugía, promover la quema de grasa y la formación de músculos y retrasar el proceso de envejecimiento. La piel y el cabello se componen entre el 10% y el 14% de este aminoácido.

Ácido Glutámico

El Ácido Glutámico actúa como un neurotransmisor excitatorio del sistema nervioso central, el cerebro y la médula espinal. Es un aminoácido importante en el metabolismo de azúcares y grasas, ayuda en el transporte de potasio en el líquido cefalorraquídeo, actúa como combustible para el cerebro, ayuda a corregir los trastornos de personalidad, y es utilizado en el tratamiento de la epilepsia, retraso mental, distrofia muscular y úlceras.

Glutamina

Es el aminoácido más abundante en los músculos. La Glutamina ayuda a construir y mantener el tejido muscular, ayuda a prevenir el desgaste muscular que puede acompañar a reposo prolongado en cama o enfermedades como el cáncer y el SIDA. Este aminoácido es un “combustible de cerebros” que aumenta la función cerebral y la actividad mental, ayuda a mantener el equilibrio del ácido alcalino en el cuerpo, promueve un sistema digestivo saludable, reduce el tiempo de curación de las úlceras y alivia la fatiga, la depresión y la impotencia, disminuye los antojos de azúcar y el deseo por el alcohol y ha sido usado recientemente en el tratamiento de la esquizofrenia y la demencia.

Glicina

La Glicina retarda la degeneración muscular, mejora el almacenamiento de glucógeno, liberando así a la glucosa para las necesidades de energía, promueve una próstata sana, el sistema nervioso central y el sistema inmunológico. Es un aminoácido útil para reparar tejidos dañados, ayudando a su curación.

Ornitina

Este aminoácido ayuda a pedir la liberación de hormonas de crecimiento, lo que ayuda al metabolismo de la grasa corporal (este efecto es mayor si se combina con la arginina y carnitina), es necesario para un sistema inmunológico saludable, desintoxica el amoniaco, ayuda en la regeneración del hígado y estimula la secreción de insulina. La Ornitina también ayuda a que la insulina funcione como una hormona anabólica ayudando a construir el músculo.

Prolina

Funciones de este aminoácido son mejorar la textura de la piel, ayudando a la producción de colágeno y reducir la pérdida de colágeno a través del proceso de envejecimiento. Además, la Prolina ayuda en la cicatrización del cartílago y el fortalecimiento de las articulaciones, los tendones y los músculos del corazón. La Prolina trabaja con la vitamina C para ayudar a mantener sanos los tejidos conectivos.

Serina

Este aminoácido es necesario para el correcto metabolismo de las grasas y ácidos grasos, el crecimiento del músculo, y el mantenimiento de un sistema inmunológico saludable. La Serina es un aminoácido que forma parte de las vainas de mielina protectora que cubre las fibras nerviosas, es importante para el funcionamiento del ARN y ADN y la formación de células y ayuda a la producción de inmunoglobulinas y anticuerpos.

Taurina

La Taurina fortalece el músculo cardíaco, mejora la visión, y ayuda a prevenir la degeneración macular, es el componente clave de la bilis, la cual es necesaria para la digestión de las grasas, útil para las personas con aterosclerosis, edema, trastornos del corazón, hipertensión o hipoglucemia. Es un aminoácido vital para la utilización adecuada de sodio, potasio, calcio y magnesio, ayuda a prevenir el desarrollo de arritmias cardiacas potencialmente peligrosas. La taurina se ha utilizado para tratar la ansiedad, epilepsia, hiperactividad, mal funcionamiento cerebral y convulsiones.

Tirosina

Es un aminoácido importante para el metabolismo general. La Tirosina es un precursor de la adrenalina y la dopamina, que regulan el estado de ánimo. Estimula el metabolismo y el sistema nervioso, actúa como un elevador del humor, suprime el apetito y ayuda a reducir la grasa corporal. La Tirosina ayuda en la producción de melanina (el pigmento responsable del color del pelo y la piel) y en las funciones de las glándulas suprarrenales, tiroides y la pituitaria, se ha utilizado para ayudar a la fatiga crónica, la narcolepsia, ansiedad, depresión, el bajo impulso sexual, alergias y dolores de cabeza.

ESTRUCTURA PRIMARIA SECUNDARIA TERCIARIA Y CUATERNARIA

La primaria es “que aminoacidos la conforman y en que orden” (el enlace peptidico la mantiene)

La secundaria es como se acomodan los aminoacidos para formar helices (los puentes de hidrogeno la mantienen)

La terciaria es su forma en el espacio (la mantienen los enlaces tipo cis-cis que son basicamente puentes disulfuro)

La cuaternaria es la suma de dos o mas subunidades proteicas (practicamente 2 o mas proteinas de estructura terciaria) por medio de un grupo prostetico (el que las mantiene unidas)

ESTRUCTURA GENERAL DE UN AMINOÁCIDO

Estructura de la molécula de ácido nítrico, mostrando ángulos y distancia de enlaces.

Es aquel tipo de fórmula que indica el tipo y número de átomos que integran una molécula, la orientación espacial y la forma en que los átomos están unidos. Normalmente se utilizan líneas entre los símbolos de los elementos para representar el enlace (par o pares de electrones) que los une.

La fórmula estructural de un compuesto químico es una representación gráfica de la estructura molecular, que muestra cómo se ordenan o distribuyen espacialmente los átomos. Se muestran los enlaces químicos dentro de la molécula, ya sea explícitamente o implícitamente. Por tanto, aporta más información que la fórmula molecular o la fórmula desarrollada.¹ Hay tres representaciones que se usan habitualmente en las publicaciones: fórmulas semidesarrolladas, diagramas de Lewisy en formato línea-ángulo. Otros diversos formatos son también usados en las bases de datos químicas, como SMILES, InChI y CML.

A diferencia de las fórmulas químicas o los nombres químicos, las fórmulas estructurales suministran una representación de la estructura molecular. Los químicos casi siempre describen una reacción química o síntesis química usando fórmulas estructurales en vez de nombres químicos, porque las fórmulas estructurales permiten al químico visualizar las moléculas y los cambios que ocurren.

Muchos compuestos químicos existen en diferentes formas isoméricas, que tienen diferentes estructuras pero la misma fórmula química global. Una fórmula estructural indica la ordenación de los átomos en el espacio mientras que una fórmula química no lo hace.

METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS

Las proteínas constituyen un grupo numeroso de compuestos nitrogenados naturales. Comprenden, con ADN, ARN, polisacáridos y lípidos, cinco clases de complejas biomoléculas que se encuentran en las células y en los tejidos. Son los principales elementos de construcción (en forma de aminoácidos) para músculos, sangre, piel, pelo, uñas y órganos internos, entran a formar parte de hormonas, enzimas y anticuerpos, y sirven como fuente de calor y de energía.

Proteínas

Casi todas las proteínas del organismo están en una constante dinámica de síntesis (1-2% del total de proteínas), a partir de aminoácidos, y de degradación a nuevos aminoácidos. Esta actividad ocasiona una pérdida diaria neta de nitrógeno, en forma de urea, que corresponde a unos 35-55 gramos de proteína. Cuando la ingesta dietética compensa a las pérdidas se dice que el organismo está en equilibrio nitrogenado.

El balance nitrogenado puede ser positivo o negativo. Es positivo cuando la ingesta nitrogenada supera a las pérdidas, como sucede en crecimiento, embarazo, convalecencia de enfermedades. Es negativo si la ingesta de nitrógeno es inferior a las pérdidas, tal como ocurre en: desnutrición, anorexia prolongada, postraumatismos, quemaduras, deficiencia de algún aminoácido esencial.

LÍPIDOS

DEFINICIÓN DE LOS LÍPIDOS

Los lípidos —grasas por definición— forman parte de la dieta habitual. Los mismos son necesarias para que una alimentación sea completa y equilibrada. Pero para entender un poco más sobre este macro nutriente y que rol desempeña en el organismo, te detallaré qué son los lípidos.

Los lípidos, forman parte de la dieta, y es necesario que así sea, ya que son imprescindibles para que la alimentación sea equilibrada, completa y armónica. Los lípidos deben representar entre el 25 – 30% del valor calórico total, 1 gr. de lípidos aporta 9 kcal.

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, compuestas de carbono e hidrógeno, oxígeno, fósforo, azufre y nitrógeno .Se caracterizan por ser hidro fóbicas, es decir insoluble en agua, pero solubles en alcohol, bencina, benceno, etc. Los lípidos son nutrientes que cumplen determinadas funciones orgánicas. Es necesario aclarar que los lípidos no es lo mismo que grasas, ya que estas últimas son una clase de lípidos de origen animal. Son exactamente biomoléculas, algunos son flexibles, rígidos, aromáticos, lineales, con estructura de anillo, etc.

Dentro de lo lípidos se pueden encontrar:

• Colesterol, forman parte de membranas orgánicas.
• Fosfolípidos, principal componente de las membranas biológicas.

Los lípidos está formados por ácidos grasos, estos se clasifican en:

• Ácidos grasos saturados: Son aquellos cuyos enlaces son sencillos, dentro de los cuales es posible encontrar al ácido graso: Láurico, mirístico, palmítico, esteárico, araquídonico.
• Ácidos grasos insaturados: Son aquellos cuyos enlaces son dobles, dentro de los cuales se pueden mencionar el ácido graso: Palmitoleico, oleico, linoleico, linolénico y araquidonico. Dentro de esta clasificaciónse encuentran los ácidos grasos esenciales, es decir los que no pueden ser sintetizados por el organismo del hombre.

Teniendo en cuenta esta definición de lípidos, es importante tener presente que los lípidos son importantes y que deben formar parte de la dieta, ya que a través de ella tienes acceso a diferentes tipos de ácidos grasos, los cuales consumidos en su justa medida, pueden ser beneficiosos para la salud

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS O GRASAS

A pesar de lo que comúnmente se piensa, los lípidos también conocidos como grasas son un constituyente importante dentro de la dieta. Debido a la función que estos cumplen dentro del organismo, es indispensable incorporar alimentos que los contengan y de esta forma, mantener el funcionamiento de los diferentes órganos.

Los lípidos son moléculas orgánicas cuya estructura química está formada por hidrógeno, carbono y oxígeno. Estos se encuentran dentro de la composición química de los alimentos.

Sus funciones son:

• Estructural:Determinados lípidos comofosfolípidos y colesterol entre otros conforman las capas lipídicas de las membranas. Estos recubren y protegen los órganos.
• Reserva: Los lípidos conforman una reserva energética. 1 gramo de grasa produce 9 kilocalorías en el momento de su oxidación. Dentro de los ácidos grasos de almacenamiento se encuentran principalmente lostriglicéridos.
• Transportadora: Los lípidos, una vez absorbidos en el intestino, se transportan gracias a la emulsión que produce junto a los ácidos biliares.
• Biocatalizador: Los lípidos forman parte de determinadas sustancias que catalizan funciones orgánicas como hormonas, prostaglandinas, vitaminas lipídicas.

Estas funciones metabólicas se producen a expensas de las grasas alimenticias (metabolismo exógeno) y de las grasas depositadas en el organismo (metabolismo endógeno).

En condiciones normales, dentro del organismo existe un equilibrio fisiológico entre el ingreso y egreso de los lípidos, de esto depende la cantidad depositada y las grasas estructurales.

A la hora de incorporar lípidos a tu dieta debes tener presente que grasas elegir.

• Evita las grasas de origen animal, ya que estas son ricas en colesterol, triglicéridos y grasas saturadas.
• Elige aceites vegetales como condimento.
• Evita los fritos.
• Evita los snacks, galletas, bollos, amasados de pastelería, etc.

Recuerda que el secreto de una buena alimentación es llevar a cabo una buena selección de alimentos.

Los lípidos

Dentro de los nutrientes que aportan energía están los lípidos, conocidos normalmente como grasas.

En los alimentos nos encontramos con tres tipos distintos de lípidos: grasas y aceites, fosfolipidos y colesterol. Cada uno tiene unas funciones distintas en el organismo, pero todos tienen unas características comunes:

• Ser altamente energéticos (1 gramo de lípidos aporta 9 Kilocalorías)
• Ser insolubles en el agua
• Ser solubles en disolventes orgánicos como éter y cloroformo

Sus funciones fundamentales en el organismo las podemos agrupar en:

• Función energética y específicamente de energía de reserva
• Parte fundamental de la membrana celular y responsable en parte de sus múltiples funciones
• Aporte de ácidos grasos esenciales
• Efecto ahorrador de la utilización de las proteínas como fuente de energía
• Absorción de vitaminas liposolubles
• Efecto organoléptico, la grasa es fundamental para apreciar el gusto y aroma de los alimentos
• Efecto de saciedad, contribuye al efecto de saciedad después de la ingestión de alimentos
• Otras funciones en el organismo, relacionada con las estructuras en las que los lípidos son parte importante de su composición

Las grasa o aceites

Son las visibles o de depósito, y forman el 98% de los lípidos totales de la dieta.

Las grasas pueden ser de varios tipos dependiendo de su estructura química, que los clasifica según el numero de átomos de hidrógenos presentes, lo que se conoce normalmente como tipo de saturación. Así tenemos:

• Grasas saturadas (todos los posibles lugares de unión de su molécula están ocupados por un átomo de hidrógeno)
• Monoinsaturadas (son a los que faltan dos átomos de hidrógeno para completar todas las uniones posibles de su molécula)
• Y poliinsaturadas (son a los que les faltan más de dos átomos de hidrógeno para completar todas las posibles uniones de su molécula)

Las grasas están formadas fundamentalmente por ácidos grasos saturados y a temperatura ambiente son sólidas, al ser su temperatura de fusión más alta que la ambiental.

Los aceites a temperatura ambiente tienen forma líquida debido que en su composición hay mayoría de ácidos grasos mono y poliinsaturados.

Las grasas saturadas forman parte de los productos de origen animal fundamentalmente terrestres.

En las margarinas que denominamos normal y en aceites vegetales de “Coco y Palma” que se usan frecuentemente en bollería y pastelería, debemos evitar todos los productos elaborados en los que se indique en su composición estos aceites como ingredientes o las que sólo se indica en la etiqueta como composición aceites vegetales autorizados, pues puede llevar a engaño, creyendo que se consumen grasas mono o poliinsaturadas al ser vegetales, pero en realidad se esta consumiendo grasas saturadas. En general su consumo esta relacionado con la ateroesclerosis. Su consumo debe ser moderado, menos del 10% de las calorías totales de la dieta.

Continuamos hablando de los lípidos. Nos habíamos quedado en los englobados en el grupo de las grasas. Son dos:

• Los monoinsaturados: Por sus propiedades nutricionales es un grupo cada vez más importante en la alimentación humana. El más característico nutricionalmente es el ácido oleico presente en abundancia en el aceite de oliva. Su uso primordial es para ensaladas y fritos.
• Los polinsaturados: Tienen unas propiedades nutricionales específicas y sus representantes más significativos son, por un lado el ac linoleico, mayoritario en los aceites de semillas, como girasol, maíz, soja, pepita de uva, y al igual que el aceite de oliva su uso es crudo en ensaladas, y sirve también para frituras. Por otro lado está el ácido eicosapentanoico, también conocido como ácidos omega 3. Se encuentran en la grasa de los pescados y su valor nutricional es específico.

Dentro de estas grasas hay dos ácidos grasos que son considerados como esenciales, lo que significa que no pueden ser sintetizados por el organismo y por tanto deben ser aportados por la dieta, y son los ácidos linoleico y linolenico. Provienen principalmente de los aceites de semillas y aceite de oliva.

Los fosfolipidos

Son lípidos que se caracterizan por tener en su composición química ácido fosfórico. Son los componentes estructurales de las membranas celulares y de parte de determinados tejidos, como los que forman parte de las vainas de mielina de las neuronas y las que forman parte de las células del músculo cardiaco.

Los fosfolipidos no son esencialmente abundantes en la dieta, encontrándose en determinaos alimentos. Sin embargo su consumo aumenta ya que se utilizan frecuentemente como emulsionantes en la fabricación de margarinas, quesos y otros alimentos comercializados.

El colesterol

Pertenece al grupo de los esteroles; es común en muchos alimentos y tiene múltiples funciones muy importantes, como son:

• Formar parte de la membrana celular
• Formar parte de distintas hormonas femeninas
• Ser precursor de la vitamina D
• Y precursor de ácidos biliares

En los vegetales no existe colesterol, el aportado en la dieta proviene de alimentos de origen animal. Pero además del aportado por la dieta, el organismo sintetiza colesterol en distintos órganos, de manera especial en el hígado, esto implica que su síntesis está asegurada y no hace falta su aporte en la dieta.

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES EN LA DIETA DE LA PERSONA CON DIABETES

Son muy semejantes a las recomendadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para las personas sin diabetes que quieren seguir estando sanas, y son:

• El reparto puede variar de una persona a otra, pero no sobrepasar el 30% de las calorías diarias
• Las grasas saturadas deben ser menos del 10 %
• Las grasas poliinsaturadas también deben ser menos del 10 %
• La cantidad de las monoinsaturadas está relacionada con el porcentaje de los hidratos de carbono y, entre ambos, debe estar entre el 60 y el 70% de las calorías totales
• El colesterol ingerido debe ser menor a 300 mg. Diarios

Los lípidos tienen unas propiedades físicas y químicas que le confieren unas características específicas y con múltiples aplicaciones en la práctica diaria.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Las propiedades físicas son:

1) La untuosidad y la plasticidad. Sus aplicaciones prácticas son:

• El sabor: Los cuerpos grasos envuelven a las partículas de los alimentos durante la masticación y favorecen el contacto con las papilas gustativas. Mejoran así el sabor de las preparaciones en las que son incorporados
• Friabilidad. La grasa da a la masa de harina una mayor friabilidad. Ésta es mayor si se usan ácidos grasos insaturados y tienen una concentración suficiente del resto de los ingredientes y de la manipulación de la masa (un exceso aumenta la dureza)

2) Solventes en los líquidos

• Los lípidos son insolubles en agua, pero sí en solventes orgánicos. Esto se utiliza en laboratorios, como el éter, para valorar el contenido de los lípidos de los alimentos

3) Emulsiones. Es la capacidad de los lípidos para formar partículas pequeñas menores de una micra, en otro líquido. Sus aplicaciones prácticas son:

• Realización de emulsiones inestables, que se destruyen espontáneamente al cabo de un tiempo. El aliño de la ensalada de aceite y vinagre
• Realización de emulsionas estables. Para realizar en cocina salsa emulsionada, el prototipo es la salsa mayonesa. La estabilidad de estas salsas depende de: el grado y método de batido, la forma de añadir los ingredientes, la temperatura y los ingredientes empleados
• Digestión. Para ser digeridos, los lípidos necesitan ser emulsionados por la bilis, que juega el papel de emulsionante

4) Punto de Fusión: El punto de fusión de los lípidos depende del contenido de la mezcla de triglicéridos que contiene. En general las grasas no pueden sufrir un punto de fusión superior a 43º, pues entonces serían mal digeridas. Los aceites se funden a 10º, las mantequillas a 20º y las grasas a 40º. Aplicaciones prácticas:

• Preparaciones Culinarias: El diferente punto de fusión de las grasas sirve para obtener preparados para untar, para pastelería y para cocción
• Extracción de los cuerpos grasos: Para obtener productos con menor contenido en grasa
• Digestión: Las grasas son más fáciles de digerir cuanto más bajo es el punto de fusión respecto a la temperatura corporal

Las propiedades químicas son:

1) Acción del Calor. El calor produce numerosas modificaciones y sus aplicaciones prácticas son:

• Las Frituras. Éstas tienen como objetivo llevar a los alimentos a una temperatura de 170 º para caramelizar el almidón y mejorar el gusto. Para obtener una buena fritura hay que tener en cuenta: evitar el sobrecalentamiento, elegir la materia grasa adecuada, limitar el tiempo de calentamiento y garantizar la seguridad

2) Hidrogenación: Modificando sus propiedades nutricionales.

Aplicaciones Practicas:

• Fabricación de jabones
• Enranciamiento hidrolítico para dar sabor y olor característicos

BENEFICIOS DE LOS LÍPIDOS

Los lípidos son moléculas orgánicas que se encuentran presentes tanto en el tejido animal como vegetal. Estos se pueden clasificar de acuerdo a sus propiedades físicas y químicas. Teniendo en cuenta estas propiedades es posible establecer cuales son los beneficios que pueden aportar los lípidos al organismo.

Si bien los lípidos se pueden clasificar en saturados e insaturados, es importante conocer cuales son sus propiedades físicas y químicas.

PROPÍEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Propiedades físicas de los lípidos

• Carácter anfipático: Son aquellos lípidos que contienen una parte hidrófila, es decir que atrae al agua y otra parte hidrófoba que repele al agua.
• Punto de fusión: Esta propiedad depende de la cantidad de carbonos que exista en la cadena hidrocarbonada y del número de enlaces dobles que tenga esa cadena. Mayor será el punto de fusión cuanto más energía sea necesaria para romper los enlaces, es por ello que las grasas saturadas tiene un punto de fusión más alto que las insaturadas.

Propiedades químicas de los lípidos

• Esterificación: Es una reacción en la cual un ácido graso se une a un alcohol, mediante un enlace covalente. De esta reacción se forma un éster, liberando agua.
• Saponificación: Es una reacción en la cual un ácido graso se une a una base dando una sal de ácido graso, liberando una molécula de agua.
• Antioxidación: Es una reacción en la cual se oxida un ácido graso insaturado.

Conocer cuales son las propiedades tanto químicas como físicas de los lípidos sirve para entender como actúan y como pueden ser aprovechadas por el organismo de acuerdo al tipo de ácido graso que se trate.

FORMACIÓN DE LOS TRIGLICERIOS

Seguimos en la condición de abundancia energética.

En el citoplasma celular ya se ha elaborado el ÁCIDO GRASO, también se ha aprovechado la Dihidroxiacetona-fosfato (una de las triosas de la glucólisis) para formar GLICEROL.

Aquí se describe la secuencia de reacciones para formar los triglicéridos y los puntos del proceso que pueden tomar desviaciones a otras vías metabólicas que permiten la formación de los FOSFOLÍPIDOS más importantes.

Desde este punto del metabolismo pueden hacerse evidentes los perjuicios que la falta de fosfolípidos produce en las memebranas celulares –por ejemplo la mielina de los nervios– y las razones de los signos físicos –como las neuropatías– que pueden desarrollarse en las personas con desnutricion o deficiencia nutricionales específicas.

Triglicérido

Los triglicéridos o acilgliceroles son lípidos formados por una molécula de glicerol, que tiene esterificada sus tres grupos hidroxilo, por tres ácidos grasos saturados o insaturados. Los triglicéridos forman parte de las grasas, sobre todo de origen animal. Los aceites son “grasas” líquidas de origen vegetal o que provienen del pescado.

Los ácidos grasos están unidos al glicerol por el grupo éster:

CH₂COOR-CHCOOR’-CH₂-COOR”

donde R, R’, y R” son ácidos grasos; los tres ácidos grasos pueden ser diferentes, todos iguales, o sólo dos iguales y el otro distinto.

R1-COOH + R2-OH <—-> R-COO-R2 + H₂O

 

ácido carboxílico (= ácido graso) + alcohol (= glicerol) <—–> triglicérido + agua.

La longitud de las cadenas de los triglicéridos oscila entre 16 y 22 átomos de carbono.

METABOLISMO DE LOS TRIGLICÉRIDOS

Las grasas se hidrolizan en el intestino delgado en sus ácidos grasos y glicerina para atravesar la pared intestinal, aislados o en forma de jabones al combinarse con los jugos pancreáticos e intestinales. Luego son reconstruidos de nuevo al otro lado de la pared intestinal y se combinan con proteínas sintetizadas por el intestino, formando unas lipoproteínas llamadas quilomicrones, que se transportan al hígado, desde donde se distribuyen al resto de células del cuerpo, sobre todo las adiposas y musculares en forma de lipoproteínas VLDL. Las células del tejido adiposo son las principales células de reserva de grasas.

METABOLISMO DE LOS LIPIDOS

El metabolismo de lípidos y carbohidratos está ampliamente relacionado en la célula.

METABOLISMO DE ÁCIDOS GRASOS

Los ácidos grasos tienen 3 funciones en la célula:

• Estructural (ácidos grasos que forman las membranas: fosfolípidos, glucolípidos…).
• Mensajeros secundarios (1,2-DAG tiene características de señalización celular).
• Energética (son la mayor reserva de energía en los animales).

En los seres vivos pueden haber ácidos grasos saturados o insaturados. Los dobles enlaces tienen casi siempre estereoquímica. La mayoría de ácidos grasos naturales tienen un número par de carbonos.

A mayor número de carbonos, más sólida es la molécula del ácido graso. A partir de 16-18 C, una molécula es sólida a temperatura ambiente. Conforme más dobles enlaces, más fluida (más líquida es).

Una membrana rica en ácidos grasos insaturados es menos fluida.Los ácidos grasos son más ricos en energía que el glucógeno, porque los ácidos grasos son moléculas más reducidas que la glucosa y su oxidación completa a CO₂ da más energía. La combustión de 1 gr de grasa produce más calorías (9 Kcal) que 1 gr de azúcar (4 Kcal).

El glucógeno se almacena acumulando mucha agua (hay el triple de H₂O que de glucógeno). Los ácidos grasos se acumulan como triglicéridos de forma prácticamente anhidra (son muy hidrofóbicos). La eficiencia de almacenar energía en forma de ácido graso es 5 o 6 veces más eficiente que en forma de glucógeno.

Los dobles enlaces tienen la partícula -en-. Los dobles enlaces se indican mediante una ^x => 1^er C donde se establece el doble enlace. La nomenclatura común indica de donde proviene o los tejidos en los que se puede encontrar

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CONCLUSION

Se llego a la conclusión de que el Estudio de las sustancias presentes como son los lípidos, carbohidratos y proteínas son vitales para nuestro organismo. Esta ciencia es una rama de la quimica y biología. Su objetivo principal es el conocimiento de la estructura y materia viva y procesos biológicos molecular los elementos que forman parte de los seres vivos son sorprendentemente similares entre si en estructura y función. Todos los organismo que conocemos tienen proteínas, acidos nucleicos y todo depende del agua para sobrevivir.

Citar este texto en formato APA: _______. (2017). WEBSCOLAR. Estudios de macromoléculas biológicas. https://www.webscolar.com/estudios-de-macromoleculas-biologicas. Fecha de consulta: 21 de noviembre de 2024.