Glúcids i lípids (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Enfermería - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2016
Páginas 13
Fecha de subida 30/04/2016
Descargas 26
Subido por

Vista previa del texto

Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Bioquímica: Glúcids i lípids Funcions principals § § § § Energia immediata i de reserva Marcador cel·lular Detoxificació Estructural Fórmula estructural del monosacàrids § Els monosacàrids són aldehids (-CHO) o cetones (-CO-) polihidroxilades (amb molts grups funcionals hidroxil o alcohol –OH), segons la funció carbonil (aldehid o cetona) i el nombre de carbonis parlem de aldotriosa, aldotetrosa, aldopentosa, aldohexosa, i cetotriosa, cetotetrosa, cetopentosa i cetohexosa.
§ Fórmula empírica à representa la proporció més simple en la qual es troben els bioelements constituents de les molècules: Monosacàrids: Cn (H2O) n on n ≥ 3.
§ Fórmula molecular à s'expressa en forma de subíndex la quantitat d'àtoms de cada bioelement constituent: glucosa C6H12O6, ribosa C5H10O5.
§ Fórmula estructural à representa l'orientació espacial de tots els àtoms de la molècula i la seva connectivitat. Les més usuals en els monosacàrids són: de cadena oberta, de projecció de Fischer i de Haworth.
Fórmules lineals dels principals monosacàrids de 3, 4, 5 i 6 C § Fórmula lineal (en cadena oberta) dels monosacàrids més freqüents presents a la natura. Els dos superiors són aldo i ceto trioses (3C) respectivament, els tres de sota són aldo i cetotetroses (4C), els 6 de sota són aldo i cetopentoses (5C) i a la última filera tenim les aldo i ceto hexoses (6C), n’hi ha de més llargs però no són tan freqüents.
§ La representació més simple és la de cadena lineal oberta, però no és la més real, doncs a partir de 5 carbonis, pentoses, la molècula es cicla per la reacció del grup aldehid o cetona amb l’hidroxil més allunyat de la pròpia molècula, es forma una reestructuració interna sense pèrdua ni guany d’àtoms que es diu enllaç hemiacetal.
§ Els monosacàrids presenten isomeria, estereoisomeria per la presencia de un o més carbonis asimètrics o quirals a la molècula (veure dos diapositives més endavant).
§ En aquesta diapositiva es mostren sols els D- monosacàrids, que per convenció són els que tenen l’hidroxil de l’últim carboni asimètric a la dreta (assenyalat amb una fletxa vermella fins les pentoses). Per veure els L-monosacàrids (molt infreqüents a la natura, es troben a la paret cel·lular d’alguns bacteris).
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Classificació general (imatge superior dreta) § Oses o monosacàrids à els monòmers més senzills dels glúcids, es divideixen en aldoses (grup funcional carbonil, aldehid –CHO, en un extrem de la molècula) i cetoses (grup funcional carbonil cetona -CO- per trobar-se al mig) § Osids o polímers glucídics a base de monosacàrids units per enllaç covalent denominat glicosídic: - Holòsids à a base de monosacàrids únicament. Oligosacàrids: pocs monosacàrids, fins a 10, els més abundants a la nostra dieta són els disacàrids.
Polisacàrids: més de 10, Homopolisacàrids si contenen un sol tipus de monosacàrid o derivat repetitiu, Heteropolisacàrids si tenen distints monosacàrids o derivats repetitius, normalment dos.
- Heteròsids à Són polímers a base de monosacàrids i molècules d’altre natura com proteïnes, àcids nucleics, lípids...
Els monosacàrids i els aminoàcids, entre moltes altres, són molècules quirals § Quiral deriva de "mà", la mà dreta no és igual a l'esquerra, una és la imatge especular de l'altra.
§ Biomolècula quiral és la que té, almenys, un centre quiral (o carboni asimètric) això és un carboni unit per enllaços covalents simples a 4 grups moleculars diferents.
§ Si una molècula té més d'un, per cada carboni asimètric presenta dues possibles formes espacials que són idèntiques en tot llevat que una és la imatge especular de l'altra. No són iguals! Es diuen formes enantiòmeres o isòmers especulars i en un polarímetre desvien el pla de la llum polaritzada en sentit oposat.
§ El drama de la talidomida il·lustra que no es tracta en absolut d'una qüestió banal.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Carbonis asimètrics § Els carbonis acolorits en rosa són asimètrics perquè tenen els 4 substituents diferents: envoltats amb un cercle els del primer C asimètric en D-Eritrosa, els del segon C asimètric en D- ribosa, en D- gulosa els del tercer i en D-galactosa els 4 grups de l'últim C asimètric). CHO, CH2OH no són asimètrics.
Anòmers § Els monosacàrids de cadena més llarga (pentoses, hexoses, heptoses, ...) es ciclen per reacció interna (enllaç hemiacetàlic), el que genera un nou C asimètric (*) i dues noves formes isòmeres, que anomenem anòmeres i que només es diferencien en la disposició dels substituents del nou carboni asimètric.
§ Per convenció la forma anòmera alfa (α) és la que té el -OH del carboni anomèric (*) per sota del pla de la molècula i la beta (β) és la que té el -OH del carboni anomèric (*) per sobre del pla de la molècula).
§ Les 2 hexoses de la diapositiva anterior, D-glucosa i D-fructosa, a reciclar adopten una forma similar al pirano o al furà per això se les anomena piranosa i furanosa, respectivament.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Enllaç glicosídic § Molècules amb grups -OH, -NH2 i -SH poden reaccionar amb el -OH hemiacetàlic del carboni anomèric d'un monosacàrid, amb pèrdua d'una molècula d'aigua per formar els compostos anomenats generalment glicòsids.
§ En l'exemple la α-D-glucopiranosa reacciona amb el C4 d'una altra molècula de αD- glucopiranosa. L'enllaç acetàlic que s'ha format s'anomena enllaç glicosídic i s'ha format un disacàrid i una molècula d'aigua.
§ Segons la naturalesa del grup reaccionant es distingeixen O-glicòsids (a partir d'un OH, figura inferior), N-glicòsids (a partir d'un -NH2 com s'ha vist en els nucleòtids) i S-glicòsids (a partir d'un -SH).
Tipus de conformacions § Fins ara, hem descrit l'estructura ciclada de les hexoses com estructures planars. No obstant això, aquesta situació no reflecteix completament la realitat conformacional dels monosacàrids en solucions biològiques. L'estructura planar piranosa no és estable. Per això, majoritàriament ens trobem una conformació denominada en "cadira" que és més estable. En realitat, tenim dues conformacions tipus "cadira" que són energèticament viables i que estan en equilibri químic. Aquestes estructures s'intercanvien sense necessitat de trencament d'enllaços covalents. En la molècula de glucosa la conformació en forma cadira presenta tots els grups -OH en posició equatorial.
§ D'aquesta manera es maximitza la possible interacció amb dissolvents aquosos a través de ponts d'hidrogen. Aquesta peculiaritat estructural de la glucosa pot explicar en part per què la seva estructura ha estat afavorida per l'evolució enfront de 15 possibilitats d'altres tantes hexoses.
§ Existeix també una altra conformació menys prevalent denominada en "pot" que sol trobar-se en derivats de hexoses amb carbonis units a substituents molt voluminosos.
Disacàrids Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Polisacàrids: midó (barreja d'amilosa i amilopectina) § Amilosa i amilopectina = Tots són residus de α -Dglucopiranoses units per enllaç glicosídic α (1 → 4).
§ Amilopectina: cada 25 - 30 residus de glucosa presenta una ramificació α (1 → 6).
Glicogen: polisacàrid ramificat amb funció de reserva en cèl·lules animals § Glucogen = Tots són residus de α -D-glucopiranoses units mitjançant enllaç glicosídic α (1 → 4).
§ Cada 8 - 10 residus de glucosa hi ha una ramificació α (1 → 6).
Òrgans amb concentracions rellevants de glucògen: fetge i múscul.
Fibra dietètica § Polisacàrids no diferibles a força de monosacàrids modificats i enllaços glicosídics no hidrolitzables pel nostre tub digestiu.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Funcions de la fibra dietètica Lípids Àcids grassos § Són components de tots els lípids saponificables: acilglicerols o greixos neutres, ceres i lípids complexos com fosfolípids i glicolípids.
§ Són precursors d'alguns lípids insaponificables com les prostaglandines.
§ Són àcids orgànics monocarboxílics (1 -COOH) de cadena hidrocarbonada (alifàtica) llarga, de longitud variable i en general número parell de C, els mes comuns de 12-24 C.
§ Tenen caràcter lleugerament antipàtic: pel grup carboxil polar i la cadena alifàtica apolar, però com més llarga és la cadena alifàtica, més hidròfoba.
§ Poden ser saturats, monoinsaturats i poliinsaturats en funció dels enllaços covalents simples o dobles (insaturacions) de la cadena alifàtica).
§ Solubilitat à Els àcids grassos tenen una zona hidròfila, el grup carboxil (-COOH) i una zona lipòfila, la cadena hidrocarbonada que presenta grups metilè (-CH2-) i grups metil (-CH3) terminals.
§ Per això les molècules dels àcids grassos són amfipàtiques, ja que d'una banda, la cadena alifàtica és apolar i per tant, soluble en dissolvents orgànics (lipòfila), i per una altra, el grup carboxil és polar i soluble en aigua (hidròfil) .
§ Des del punt de vista químic, els àcids grassos són capaços de formar enllaços èster amb els grups alcohol d'altres molècules.
§ Quan aquests enllaços s'hidrolitzen amb un àlcali, es trenquen i s'obtenen les sals dels àcids grassos corresponents, anomenats sabons, mitjançant un procés anomenat saponificació.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Alcohols “grassos” § Juntament amb els AG, són els components característics dels lípids saponificables.
Com es nomenen els àcids grassos? § Nomenclatura abreujada "delta" (Δ) à Pren com a referència el carboxil terminal (anomenat 1) i indica la longitud de la cadena de forma numèrica i el nombre i la posició dels dobles enllaços (insaturacions) comptant des del carboxil.
§ La nomenclatura trivial i nomenclatura abreviada Δ (delta), que numera a partir del extremo carboxil: La nomenclatura "omega" (ω) dels AG § Pren com a referència l'extrem metil de la molècula i indica la longitud de la cadena, el nombre de dobles enllaços i la posició de sol, el primer doble enllaç comptant des del carboni ω (el carboni més allunyat del carboxil, al qual s'assigna la última lletra de l'alfabet grec ja que, tradicionalment, al carboni contigu al grup carboxil se li ha denominat alfa).
§ Es creu que la proporció dietètica ideal d’aquests àcids grassos ha d'ésser propera 2:1 (omega6:omega3), actualment la relació es decanta excessivament cap als omega 6 (dieta americana i occidental), hi ha estudis que treballen amb la hipòtesi que aquest pot ser un factor a tenir en compta en l’augment de processos inflamatoris (asma), malalties cardiocirculatories i les depressions.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Àcids grassos més comuns Principals AG essencials ω3 i ω6 de la dieta, precursors dels eicosanoides.
§ Es recomana una ingesta equilibrada d'ambdós grups.
§ AA, EPA, DHA, LA, LNA s'incorporen a les membranes cel·lulars, particularment en la bicapa lipídica de la membrana plasmàtica. Depenent de la proporció de cada un present a les membranes, aquest últim se sotmeten a canvis en la fluïdesa i, per tant, en la seva capacitat per albergar diferents enzims, receptors, canals i porus el que permet una millor adaptació de les funcions cel·lulars a les necessitats fisiològiques.
Derivats essencials dels eicosanoides AG § Són Hormones Locals d'Acció autocrina i paracrina, sintetitzades per gairebé tots els teixits, però especialment per les Cèl·lules endotelials vasculars i del Sistema immune.
§ Es sintetitzen A partir dels AG poliinsaturats essencials de 20 C (eicosa) § Presents en la dieta: l'àcid araquidònic (AA) (ω-6) i l'àcid Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria eicosapentaenoic (EPA) (ω-3).
§ Una dieta equilibrada en AG essencials ω6 / ω-3 POT potenciar la Síntesi dels eicosanoides amb Major capacitat antiinflamatòria i disminuir la Síntesi dels mes proinflamatoris (Esquema).
§ Els eicosanoides es classifiquen segons Les Enzims Que intervenen en la seva Síntesi.
§ Els produïts per acció de les de la COX (ciclooxigenasas) es Criden prostanoids (PG i TX).
§ Els àcids grassos essencials, a més de influir en les propietats de les membranes que els contenen són els precursor dels eicosanoides.
§ Mostra els passos més importants en la transformació de la i LNA en els seus principals derivats (AA, EPA, DHA i derivats protanoids i LT): - Tant l'EPA i DHA tenen un paper vital en molts processos metabòlics, però el procés de conversió de LNA en els éssers humans no és eficient - només el 510% es converteix en EPA i un mer 2-5% al procés de conversió sembla ser DHA, el més eficient en les dones.
- L'enzim δ-6 desaturasa (fig.
1) té un paper clau, ja que té major afinitat pel LNA que per la inhibint competitivament la formació dels seus derivats insaturats.
- L'evidència experimental indica que la relació òptima entre aquests àcids ha d'estar prop de 4: 1 a 5: 1, i no ha d'excedir de 10: 1.
L'evidència experimental indica que la relació òptima entre aquests àcids ha d'estar prop de 4: 1 a 5: 1, i no ha d'excedir de 10: 1.
Diversitat funcional dels prostanoids § S’exemplifica la diversitat de prostanoides (eicosanoides produïts per les COX) que poden sintetitzarse en les cèl·lules, així com la diversitat d'efectes que poden tenir aquestes molècules en diferents teixits (en funció de l'expressió de receptors específics).
§ Els prostanoides, exerceixen un paper fonamental com a mediadors dels símptomes locals d'inflamació: vasoconstricció, vasodilatació, la coagulació, el dolor i febre. I la inflamació constitueix la base de Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria moltes malalties cròniques com les malalties cardiovasculars, l'obesitat, la diabetis, l'artritis, les malalties mentals, el càncer i les malalties autoimmunes.
§ Les malalties al·lèrgiques, l'asma, la malaltia inflamatòria intestinal, l'arteriosclerosi, la psoriasi i l'artritis reumatoide i la síndrome del distress respiratori agut (edema agut pulmonar que, a causa d'un augment de la permeabilitat dels capil·lars pulmonars, apareix després de un període de latència de pocs dies a conseqüència d'un traumatisme important), poden beneficiar-se d'una dieta equilibrada en aquests AG essencials o bé amb la complementació d'AG ω-3 en la dieta.
Insaturació Cis-Trans § Una insaturació cis posseeix els grups semblants o idèntics (generalment Grups -H) a El Mateix Costat del doble enllaç, mentre que en una insaturació Trans es disposen un A Cada Costat del doble enllaç.
§ Els AG (Cis Els més Freqüents en els Éssers vius) Presenten un recolzament de l'ONU Nivell del "=" en la seva estructura, MENTRE Que els AG trans Tenen Una Estructura lineal comparables 1 Saturats els AG.
§ Els greixos trans de la dieta s'obtenen per hidrogenació industrial d'olis poliinsaturats.
Lípids saponificables: Acilglicèrids, glicèrids o greixos neutres § § Els acilglicerols o glicèrids són èsters d'àcids grassos amb glicerol (propanotriol).
Constitueixen el contingent majoritari dels lípids de reserva energètica, i són molt abundants en el teixit adipós animal i en les llavors i fruits de les plantes oleaginoses.
Components d'un triacilglicerol (TAG) i unió èster.
Estructura dels triacilglicèrids Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Emmagatzematge de TAG en diversos teixits § Aquí en realitat volem subratllar els dos teixits amb major capacitat de síntesi i emmagatzematge de lípids: hepàtic i adipós § Imatge superior histologia de fetge de múrid sotmès a resecció hepàtica parcial, que indueix hipoglucèmia i esteatosi transitòria (major com més gran és la lesió) evidenciada per la tinció oil-xarxa-oil, esteatosi que al seu torn afavoreix el procés regeneratiu hepàtic.
Lípids saponificables: Fosfoacilglicerols o fosfolípids § Els fosfolípids són components essencials de les membranes cel·lulars (A), de les lipoproteïnes que vehiculen els lípids a través del torrent sanguini i de les vesícules membranoses artificials anomenades liposomes (B).
§ Components à glicerol esterificat per 2 àcids grassos i 1 fosfat que al seu torn esterifica un alcohol gras.
§ Porció polar (fosfat i alcohol gras) i apolar (2 àcids grassos i el glicerol esterificat).
Fosfolípids mes freqüents § El nom sistemàtic esmenta l'alcohol que s'esterifica al grup fosfat.
Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Importància del tipus de lípid en l'estructura de membranes Esfingolípids § Lípids complexos que contenen el aminoalcohol de cadena llarga esfingosina.
§ Són components de les membranes cel·lulars de vegetals i animals.
§ Regulen vies de senyalització intracel·lular en processos com la proliferació cel·lular i l'apoptosi (mort cel·lular programada).
§ Es subdivideixen en fosfoesfingolípids i glucoesfingolípids.
Lípids no saponificables § Es sintetitzen a partir d'una unitat bàsica de 5C: isoprè § En aquest grup s'inclouen: Terpens: - Retinoides - Carotenoides - Tocoferols - Naftoquinones - Dolicoles Esteroides: - Esterols - Sals i àcids biliars - Hormones esteroides http://www.biorom.uma.es/contenido/UPV_EHU/lipidos/tema7.htm#7c Ona Muñarch Garcia 1r Infermeria Terpens Esteroides § Deriven del perhidrociclo pentanofenantreno (esterano) sistema heterocíclic que es forma a partir de l'hidrocarbur esqualè.
§ Els diferents esteroides es distingeixen per: - El grau de saturació del esterano.
- L'existència de cadenes laterals diverses.
- L'existència de grups funcionals substituents (hidroxil, oxo o carbonil).
Colesterol i esteroides ...