Guía EXANI-II Premedicina🩺🧬: Carbohidratos, Lípidos y Proteínas

Los carbohidratos, lípidos y proteínas es que, aunque cada uno desempeña roles únicos en el cuerpo, también pueden convertirse entre sí bajo ciertas condiciones metabólicas. Algo que te será especialmente útil al prepararte para los módulos de ciencias de la salud del examen EXANI-II.

¡Hola, futuro médico! Bienvenido a nuestro blog, donde hoy profundizaremos en el fascinante mundo de las biomoléculas: carbohidratos, lípidos y proteínas. Estos componentes no solo son fundamentales para tu viaje hacia una carrera en medicina, sino que también son clave para tu preparación en los módulos de ciencias de la salud del examen EXANI-II. Te invitamos a sumergirte en el increíble universo de las biomoléculas, los constructores maestros de las células y los tejidos, y los verdaderos directores de una orquesta de procesos biológicos esenciales. Desde la majestuosa estructura helicoidal del ADN hasta las complejas funciones de las proteínas, cada biomolécula juega un rol único e indispensable en el maravilloso espectáculo de la vida.

Índice de contenido

• ¿QUÉ SON LAS BIOMOLÉCULAS?

• CARBOHIDRATOS

• LÍPIDOS

• PROTEÍNAS

¿QUÉ SON LAS BIOMOLÉCULAS?

Las biomoléculas, componentes vitales de todos los seres vivos, están construidas a partir de bioelementos y juegan una gama de roles cruciales, desde almacenar y transportar energía hasta formar las estructuras celulares y la información genética, además de catalizar reacciones químicas esenciales. Según el artículo de Studysmarter, las biomoléculas se clasifican con base en su composición de carbono en dos grandes grupos: las biomoléculas orgánicas, que poseen una estructura química centrada en esqueletos de carbono, y las biomoléculas inorgánicas, que o bien carecen de carbono en su estructura, o si lo incluyen, no en esqueletos ni en cantidades significativas.

Los carbohidratos son mucho más que simples fuentes de energía; su complejidad y diversidad los convierten en fundamentales para nuestro bienestar. Los lípidos, más allá de ser las malentendidas "grasas", forman un grupo heterogéneo imprescindible para numerosas funciones biológicas. Y las proteínas, esos polímeros versátiles, constituyen las bases de nuestras estructuras celulares y procesos fisiológicos. Este conocimiento no es solo académico; es una ventana hacia una comprensión profunda de la vida a nivel molecular, crucial en el camino hacia una exitosa carrera en medicina. A medida que te prepares para el EXANI-II, recuerda que explorar el mundo de las biomoléculas es explorar la base misma de nuestra existencia.

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos, esenciales en nuestra exploración para el EXANI-II en el módulo de ciencias de la salud, son biomoléculas omnipresentes y vitales, destacándose como la categoría de compuestos orgánicos más abundantemente distribuidos en la Tierra. Compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno, estos elementos cruciales se encuentran tanto en la flora como en la fauna. Comúnmente referidos como glúcidos o azúcares, los carbohidratos desempeñan un papel fundamental en nuestra alimentación, siendo la fuente principal de energía y aportando entre el 50 y el 60% de las calorías que consumimos diariamente.

A medida que te preparas para el EXANI-II, entender la estructura, función y el impacto nutricional de los carbohidratos no solo enriquecerá tu base de conocimientos científicos, sino que también te proporcionará una visión integral sobre cómo estos compuestos sostienen la vida y el bienestar humano. Este conocimiento es indispensable para aquellos que se adentran en el fascinante campo de la medicina y las ciencias de la salud.

• Monosacáridos

Los monosacáridos son las unidades estructurales más básicas y esenciales de los carbohidratos, desempeñando un papel fundamental en la bioquímica de los seres vivos. Estas moléculas simples se caracterizan por contener grupos funcionales específicos que definen su clasificación y propiedades. Dependiendo de su estructura química, los monosacáridos pueden ser clasificados como aldosas, que incluyen un grupo aldehído, o cetosas, que contienen un grupo cetona. Estos grupos funcionales son cruciales, ya que participan en diversas reacciones bioquímicas y determinan las propiedades químicas del monosacárido.

• Oligosacáridos

Son polímeros de monosacáridos, que no rebasan el número de diez monosacáridos cíclicos, los más abundantes son los disacáridos. Los oligosacáridos tienen propiedades reductoras cuando uno de los hidroxilos anoméricos no está comprometido con el enlace glucósido.

Se puede formar un enlace entre dos moléculas de D-glucosa, en el cual un grupo hidroxilo (OH) de una de las moléculas de glucosa reacciona con un grupo alcohólico de la otra. Esta reacción produce una molécula de agua y resulta en la formación de un puente de oxígeno que conecta los átomos de carbono de ambas glucosas. Este tipo de enlace es conocido como O-glucósido y es característico de las uniones presentes en todos los monosacáridos. Los disacáridos, por ejemplo, se forman cuando dos monosacáridos se unen mediante un enlace O-glucósido.

• Polisacáridos

En general se consideran polisacáridos a aquellos que están formados por la unión de más de 20 unidades de monosacáridos, pueden ser lineales o ramificados. Los polisacáridos pueden ser de reserva o estructurales. Los de reserva más importantes son: el almidón, la amilopectina y el glucógeno. Los dos primeros son reserva de las plantas y el último de los animales.

El glucógeno tiene una estructura similar a la amilopectina, pero con ramificaciones más frecuentes, cada 8 a 12 monómeros y masa molecular más elevada, de hasta varios millones. El glucógeno tiene especial importancia en el reino animal porque garantiza un aporte endógeno instantáneo y considerable de glucosa. De los polisacáridos estructurales el más importante es la celulosa, que pueden contener varios miles de residuos de glucosa en secuencia lineal unidos por enlaces (1 β − 4) este tipo de enlace le da una configuración retorcida.

LÍPIDOS

Dentro del amplio espectro de biomoléculas orgánicas, este grupo específico se distingue por su composición rica en carbono, hidrógeno y oxígeno, y en algunos casos, puede también contener nitrógeno, fósforo y azufre. Una característica distintiva de estas moléculas es su naturaleza hidrófoba, es decir, su tendencia a no mezclarse con agua, aunque sí se disuelven en disolventes orgánicos no polares como el éter. Desde un punto de vista químico, este grupo es extraordinariamente diverso y desempeña roles cruciales en la biología celular, destacando por su capacidad para almacenar y liberar energía de manera eficiente.

Para los aspirantes a la carrera de medicina que se preparan para el EXANI-II, especialmente en los módulos dedicados a las ciencias de la salud, es fundamental comprender la importancia de estas biomoléculas. Ellas son esenciales para una multitud de funciones biológicas, incluyendo la protección celular, el aporte de nutrientes esenciales como las vitaminas, la pigmentación, la defensa antioxidante, la regulación hormonal, la transmisión de señales y el soporte estructural. Esta comprensión no solo enriquece el conocimiento científico necesario para el examen, sino que también proporciona una base sólida para futuros estudios en medicina y áreas relacionadas, resaltando la interconexión entre la química molecular y la salud humana.

Lípidos saponificables: se encuentran formados por ésteres de ácidos grasos y un alcohol, por ejemplo:

• Lípidos simples (hololípidos): acilglicéridos (monoglicéridos, diglicéridos y triglicéridos).

• Lípidos complejos (heterolípidos): fosfolípidos, fosfoglicéridos, esfingolípidos y ceras.

Lípidos insaponificables: no contienen ácidos grasos, por ejemplo los terpenos, prostaglandinas, esteroides y los eicosanoides.

• Ácidos Grasos

Los ácidos grasos son un tipo de moléculas que se caracterizan por tener un grupo carboxílico (-COOH) unido a una larga cadena de hidrocarburos. Generalmente, el número de átomos de carbono en estos ácidos grasos es de tres o más, siendo más comunes aquellos que contienen entre 12 y 24 átomos de carbono. Rara vez se encuentran en estado libre, ya que suelen generarse a través de la hidrólisis de otros lípidos. Según el tipo de enlaces que poseen, los ácidos grasos pueden clasificarse como saturados o insaturados.

• Ácidos grasos saturados: cuando los enlaces son simple unión carbono-carbono (C – C).

• Ácidos grasos insaturados: cuando tienen doble o triple enlace. Los dobles enlaces (C = C) tienen la característica de ser estructuras rígidas, las moléculas que lo contienen pueden presentarse de dos formas isómeras: cis y trans: 1. Los “cis” hace referencia a los grupos semejantes o idénticos, es decir, el enlace se encuentra en el mismo lado. 2. La configuración “trans” hace referencia cuando los grupos se encuentran en lados opuestos. En la naturaleza la mayoría de los ácidos grasos se suelen encontrar en configuración cis.

• Acliglicéridos

Los acilglicéridos, que son una forma de ésteres, se componen del alcohol conocido como glicerol en combinación con ácidos grasos, que pueden ser de tipos saturados o insaturados. Estos compuestos se originan a través de un proceso de condensación llamado esterificación. Dado que el glicerol posee tres grupos hidroxilo, puede unirse hasta con tres moléculas de ácidos grasos. Basándose en la cantidad de ácidos grasos unidos al glicerol, se pueden identificar tres variantes de acilglicéridos: los monoacilglicéridos, los diacilglicéridos y los triacilglicéridos.

• Triglicéridos

Son la principal forma de almacenamiento y transporte de los ácidos grasos, de igual forma proporcionan aislamiento en consecuencia de las bajas temperaturas, por lo que impide la pérdida de calor. Entre estos encontramos:

• Aceites, los cuales están formados por ácidos grasos insaturados, por lo tanto, son líquidos a temperatura ambiente. Son propios de los vegetales.

• Las grasas o sebos suelen estar formados por ácidos grasos saturados, pues, a diferencia de los aceites, estos a temperatura ambiente se encuentran en estado sólido. Son propios de los animales.

• Céridos o Ceras

Los ésteres formados por la unión de un ácido graso con un alcohol monovalente de cadena larga se conocen como ceras. Estas sustancias desempeñan roles importantes en la protección y revestimiento, siendo insolubles en agua y formando con frecuencia capas protectoras sobre superficies como la piel, el pelo y las plumas. Un ejemplo destacado es la cera de abeja. Además de los ésteres, las ceras pueden incluir en su composición hidrocarburos, alcoholes de ácidos grasos, aldehídos y esteroles.

• Fosfolípidos

Estas sustancias se distinguen por ser anfipáticas, lo que significa que poseen propiedades hidrófobas (insolubles en agua) e hidrofílicas (solubles en agua) al mismo tiempo. La porción hidrófoba está compuesta por cadenas hidrocarbonadas provenientes de los ácidos grasos, mientras que la parte hidrofílica se compone de una cabeza polar, que incluye fosfato y otros grupos con carga o polares.

• Esfingolipidosis

Se componen principalmente de un aminoalcohol de cadena larga, siendo la esfingosina el más común. Un aspecto distintivo de estas moléculas es la presencia de una ceramida en su núcleo, que es un derivado de amida de ácido graso de la esfingosina. Pueden hallarse en las membranas celulares tanto de organismos animales como vegetales. En el caso de los cerebrósidos, el glúcido vinculado es un monosacárido, que puede ser glucosa o galactosa. Estos cerebrósidos son abundantes en las membranas neuronales y las vainas de mielina. Por otro lado, los gangliósidos contienen un glúcido que es un oligosacárido complejo y son especialmente prevalentes en las neuronas y los glóbulos rojos.

• Esteroides

El principal es el colesterol. El colesterol es un ejemplo de esteroide y es un componente esencial de las membranas de las células animales, normalmente se almacena dentro de las células en forma de éster de ácido graso. Se encuentra en la sangre en una proporción de 160-240 g/l según la edad. Son de carácter hidrófobo por lo que para ser transportadas en sangre se requieren las lipoproteínas, las cuales se encuentran en el plasma sanguíneo de los mamíferos principalmente los humanos.

PROTEÍNAS

Las proteínas, esos fascinantes polímeros compuestos por secuencias de aminoácidos enlazados a través de uniones peptídicas, representan las biomoléculas orgánicas más complejas y prevalentes en cualquier célula viva, conformando más del 50% de su peso seco. Este aspecto es crucial para los aspirantes a carreras de salud que se preparan para el EXANI-II, especialmente en los módulos de ciencias de la salud, donde un entendimiento profundo de las proteínas es esencial.

• Estructura Primaria: Esta se refiere a la secuencia lineal de aminoácidos en la proteína, un aspecto fundamental que determina su identidad y función.

• Estructura Secundaria: Aquí, la cadena de polipéptidos toma formas organizadas localmente, como hélices alfa y láminas beta, gracias a patrones de puentes de hidrógeno entre los aminoácidos.

• Estructura Terciaria: En este nivel, las cadenas se pliegan aún más, adoptando una configuración tridimensional única que es crucial para la función proteica. Este plegamiento da lugar a la forma funcional de la proteína.

• Estructura Cuaternaria: Algunas proteínas avanzan a este nivel de complejidad, donde múltiples cadenas polipeptídicas se unen, a menudo de manera covalente, formando una estructura aún más grande y funcional.

Para quienes se adentran en el ámbito de la medicina, comprender estas estructuras no solo es vital para el EXANI-II, sino también para apreciar cómo las proteínas desempeñan roles indispensables en prácticamente todos los procesos biológicos, desde la catalización de reacciones bioquímicas hasta el soporte estructural, la regulación hormonal y la defensa inmunológica. Este conocimiento es un pilar para cualquier futuro profesional de la salud.

Pues entonces los carbohidratos, lípidos y proteínas son los héroes no reconocidos de nuestra biología. Una comprensión profunda de estos macronutrientes es esencial no solo para los estudiantes de biología y medicina, sino para cualquiera interesado en llevar una vida saludable.

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