Tema 8

Farmacognosia

GLÚCIDOS • Compuestos p

metabolismo 1º • Abundantes en animales y plantas • Fotosíntesis

• Hidratos Hid

de d carbono b • Carbohidratos • Azúcares Cn (H2 O)n Dulce

Tema 8

GLÚCIDOS

Farmacognosia

Función en el vegetal • Elementos de sostén • Reserva energética (almidón), transporte energético (sucrosa,….) • Constiruyentes Constir entes de di diversos ersos metabolitos (coen (coenzimas, imas ácidos nucleicos) • Precursores de metabolitos • Papel ecológico (polinización)

Farmacognosia

Tema 8

Glúcidos

CLASIFICACIÓN

Tamaño molecular Unidades simples (3(3-9 C)

OSAS: OSAS ósidos

(+ frecuentes 55-6)

+ osas, osas uniones osídicas

HOLÓSIDOS

VARIAS OSAS

• OLIGÓSIDOS: < 10 (SACAROSA) • Polisacáridos: > 10 (celulosa)

HETERÓSIDOS O-Heterósidos N- Heterósidos C- Heterósidos S- Heterósidos

AZÚCAR + GENINA o AGLUCÓN

Glúsidos

Tema 8

Farmacognosia

2º CLASIFICACIÓN 2 • Monosacáridos Osas simples (glucosa) • Oligosacáridos Oligósidos (sacarosa) • Polisacáridos Poliósidos (celulosa)

MONOSACÁRIDOS Propiedades:

Compuestos polipoli-OH de bajo PM

• ópticamente activos • solubles en agua • estables en medio ácido diluído • libres (cencentraciones ↓ ) • moléculas complejas

Glucosa Fructosa Xilosa Ramnosa Galactosa

Glúcidos: Clasificación CUADRO RESUMEN

1. OSAS (Monosocáridos) 2 ÓSIDOS: 2. ÓSIDOS •

HOLÓSIDOS 9 OLIGÓSIDOS U OLIGOSACÁRIDOS 9 POLIÓSIDOS O POLISACÁRIDOS

•

HETERÓSIDOS

GLÚCIDOS RESUMEN

• Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. oxígeno • Solubles en agua, se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo g p funcional q que tienen adherido

Glúcidos. Funciones en los vegetales RESUMEN • Elementos estructurales de sostén (celulosa y otros polisacáridos) • Reserva energética en forma de polímeros ( l idó ) (almidón) • Constituyentes de diversos metabolitos (ácidos nucleicos, coenzimas,…) • Precursores P forzosos f de d los l d demás á metabolitos

OSAS / MONOSACÁRIDOS • Fórmula gral: Cn(H2O)n. glúcidos más sencillos. No se hidrolizan. • Son los g • Se caracterizan por la presencia de una función carbonilo aldehídica (aldosas) o cetónica (cetosas) y de n-1 funciones alcohol • El nº n de átomos de C varía de 3 a 9 9, siendo lo más frecuente de 5 (pentosas) ó 6 (hexosas)

Tema 8

ESTRUCTURA QUÍMICA

Glúcidos

Longitud de la cadena • Triosas 3C • Tetrosas 4C • Pentosas 5C • Hexosas 6C • Heptosas 7C

ESTEREOISOMERÍA: • nº isómeros ópticos • 2n (n = n nº C asimétricos)

Naturaleza • Aldosas dosas • Cetosas

Farmacognosia

Tema 8

PROYECCIÓN DE FISHER

Glúsidos

Farmacognosia

Forma Lineal

Letras D, L Configuración C asimétrico + alejado del grupo carbonílico *

OH izquierda = L

OH derecha = D

Excepciones:

L-Ramnosa L- arabinosa L- fucosa

C asimétrico: 2 formas Enantiómeros R y S

ISOMEROS / ENANTIOMEROS

Aquellos monosacáridos que tienen una estructura especular l en ell plano l (D y L). L) Cuando el grupo hidroxilo está ubicado a la izquierda del carbono quiral indica que se trata de una molécula L,, mientras que si está a la derecha es D.

Moléculas de D y L Glucosa

Representación de Fischer

Tema 8

Glúcidos CHO

H HO H H

C C C C

CHO OH H OH OH

CH2OH

Aldohexosa (Glucosa)

C

O

HO H H

C C C

H

2

OH

3

OH

CH2OH Cetohexosa (Fructosa)

H

CHO

CHO

1

C

C

C

C

4

C

5

C 6

C OH

CH2OH

Serie D

HO

C

H

CH2OH Serie L

Glúsidos

Tema 8

EPÍMEROS

Dos azúcares simples difieren en la Configuración de un sólo átomo C Ej/ DD-glucosa y DD-galactosa

CHO H HO O H H

C C C C

CHO OH H

C

OH

HO

C

H

H OH OH

CH2OH

Farmacognosia

HO H

C C

H OH

CH2OH

Ciclación de monosacáridos En todas las as a aldosas dosas (pentosas o hexosas) se genera un hemiacetal entre el aldehído y el alcohol del último átomo de carbono asimétrico. Hemiacetal: H i t l función f ió que se produce al reaccionar un alcohol con un aldehído.

H

H

C

O

H

C

O

O

C

H

H

C

O

H

H

C

O

H

H

C

O

H

H

H

Tema 8

Farmacognosia

Plegamiento cíclico

Anillo hemiacetal

Fórmulas de Haworth

Aldehídos--cetonas Aldehídos H2O: isómeros

ALDOHEXOSAS (C4, C5) FURANÓSICA

PIRANÓSICA

Tema 8

Farmacognosia

FORMAS ANOMÉRICAS O ANÓMERAS

Carbono asimétrico, surge un nuevo OH

Abajo del plano o arriba del plano

Nuevos Isómeros: α, β

Anillo de 6 miembros

Anillo de 5 miembros

Como el del pirano piranosas

O

Como el del furano furanosas

O

Ciclación de monosacáridos: Anómeros Representación de Haworth

Tema 8

Isómeros

Formas anoméricas o anómeros

Tema 8

CONFIGURACIÓN

Glúcidos

Farmacognosia

Forma piranósica, una aldohexosa Funciones alcohólicas 2º: Posiciones: Silla Nave

Axial Ecuatorial

Estable

Axiales

E Ecuatoriales t i l

Glúcidos

Tema 8

Farmacognosia

DERIVADOS DE MONOSACÁRIDOS DESOXIAZÚCARES

Por reducción han p perdido alguna g de sus Funciones alcohólicas 2-deoxi deoxi--D-Ribosa del ADN

OTRAS: Fucosa: (algas F Fucosa: ( l pardas) d ) 66-desoxi d desoxii-L-galactosa l t Ramnosa:: 6 Ramnosa 6--deoxi deoxi--D-manosa Het.. cardiotónicos Het Digitoxa:: 2,6 Digitoxa 2,6--didesoxi didesoxi--D-allosa Ácidos Urónicos

Por oxidación de hexosas. OH 1º = oxidado a carbonilo

A id glucurónico, Acido glucurónico l ó i , manurónico ó i y galacturónico l t ó i

Tema 8

Glúcidos

Farmacognosia

DERIVADOS MONOSACÁRIDOS POLIOLES

(Azúcares alcoholes) Por reducción del grupo carbonilo D-sorbitol y D D--manitol. Más sencillo = glicerol o glicerina

FUNCIÓN: Almacenamiento de Energía Osmoreguladores Protectoras (desecación y heladas)

Tema 8

Farmacognosia

CICLITOLES POLIHIDROXIALCANOS

INOSITOL

En el material de sostén de los tejidos vegetales Éster hexafosfórico = ácido fítico Sal cálcica y magnésica = fitina AMINOAZÚCARES

En tejidos animales –D-glucosamina (algunos hongos) En polisacáridos de:

QUITINA

•. Bacterias •. Vertebrados •. Insectos •. crustáceos

Glúcidos

Tema 8

Farmacognosia

DERIVADOS DE MONOSACÁRIDOS Monosacáridos Ramificados

H Hongos, li limitado it d en plantas l t superiores i (perejil o frángula)

Frangulósido B ( 66-O-B-D-apiosilemodol) Estreptomicina

Apiosa

Estreptosa

CARACTERIZACIÓN DE MONOSACÁRIDOS MÉTODOS

C l i ét i Colorimétricos Enzimáticos

Glúcidos

Tema 8

Farmacognosia

Caracterización de Monosacáridos COLORIMÉTRICOS R Fehling = ión cúprico R. R. Tollens = ión plata

Ox Cúprico (rojo) Ox. Ag metálica (espejo)

R. Molish o s = α naftol a to y H2SO4 SO conc. co c Furfuratos u u atos (pú (púrpura) pu a) Fenilhidrazina y derivados = Fenilhidrazonas Ozasonas (amarillo) R. Selivanoff = HCL conc. Y resorcinol (rosa) Ensayo de pentosas = floroglucina HCL (rojo) R. Keller Killiani = Ác. acético, FeCl3, H2SO4 (castaño rojizo a azul)

ENZIMÁTICOS Reacción de Hexoquinasa/glucosa 6 fosfato deshidrogenasa

Tema 8

Glúcidos

Farmacognosia

EXTRACCIÓN DE MONOSACÁRIDOS Glucosa: hidrólisis enzimática de almidón Fructosa: hidrólisis de Inulina • Material vegetal fresco • MeOH ó EtOH (60 (60--70ª) • Filtración y concentración • Si hay ppt. se elimina • Purificación • Análisis de extracto acuoso rico en monosacáridos

ANÁLISIS CUANTIFICACIÓN, ANÁLISIS, CUANTIFICACIÓN IDENTIFICACIÓN • Técnicas de cromatografía • Espectrometría de masas, IR, RMN

Glúcidos

Tema 8

Farmacognosia

TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS C Cromatografía t fí en papel; l (CP)

Cromatografía en Capa Fina (TLC, CF)

M. M simple, simple económico y sencillo Modalidad descendente FE = papel whatman nº 1 FM = n n--butanol/H2O/piridina Temperatura cte. Revelado: AgNO3, R.Elson Morgan, Difenilamina ((inmersión)) + rápido, útil en estudios preliminares FE = SG, celulosa microcristalina, HPTLC FM = 3º y 4º con agua Revelado: pulverizaciones

Técnicas cromatográficas

Cromatografías HPLC

• Rápida resolución, separa y cuantifica (Tº 60 60ºC) C) • intercambio iónico: (T • Adsorción: (Tº ambiente) • Detección: Espectrofotómetro o fluorímetro ((índice de refracción)) Azúcares No absorben UV

Cromatografía de Gases (CG)

• + sensible que HPLC • Menos interferencias • Detector: ionización de llama • Muestra volátil • Análisis subsub-nanomolares

Tema 8

INTERÉS EN FARMACOGNOSIA GLUCOSA

•(dextrosa) Hidrólisis de almidón. • Preparación de jarabes, sueros, • líquidos fisiológicos • en deshidratación • Profilaxis P fil i y tratamiento t t i t Cetosis C t i (desnutrición) (d t i ió )

FRUCTOSA

• en frutos • Hidrólisis de inulina • D-fructosa en alimentación parenteral • edulcorante en diabéticos

SORBITOL

• Poliol P li l en frutos f t d de vegetales t l y algas l • a partir de D D--glucosa • Tratamiento sintomático de dispepsias - estreñimiento • edulcorante edulcorante--sustituto de sacarosasacarosa• Incrementar absorción de vitaminas y otros nutrientes • en perfusión con fines iguales que la glucosa • un sólido higroscópico, higroscópico humectante, humectante en alimentos, alimentos •Fármacos y cosméticos. Emulsionante en alimentos

SORBITOL

Tema 8

MANITOL

INTERÉS EN FARMACOGNOSIA

• Obtenido x hidrogenación de la Manosa e industrialmente D--glucosa, glucosa presente en el Maná del fresno (Fraxinus (Fraxinus •de D • arnus L) y algas pardas. • diurético osmótico v.p./ v.p./ v.o. laxante y dispepsias • en alimentos dietéticos •Edulcorante común •Susttituto en especialidades fcas. fcas. En diabéticos •Sustituto de Plasma sanguíneo g en casos de hemorragia g • en solución al 20% •. Al 20% en v.p. como diurético osmótico, situaciones •Agudas en síndrome nefrótico o aliviar H intracraneal. •. Facilita manipulación quirúrgica craneal •. --actúa --actúa sobre el glomérulo de la nefrona, nefrona, facilita filtrac. filtrac. •De agua aumentando excreción. •---------No No se recomienda su empleo más de 2 ó 3 días • ( x efecto rebote y Edema craneal)

Manitol

ÁCIDO ASCÓRBICO

• Vitamina Vit i C. C (deriva (d i de d glucosa) l ) • en frutos ( aporte 80 mg/día) • Escorbuto • profilaxis de estados carenciales, carenciales astenias, estados gripales………

Á ÁCIDO FÍTICO Í •Ciclitoles Ciclitoles,, polihidroxialcanos • ácido inositolhexafosfórico • agente acomplejante de metales pesados • Se utiliza en forma de sal sódica en hi hipercalciurias, hipercalciurias l i i , y litiasis cálcicas.

Tema 8

OLIGOSACÁRIDOS

Oligósidos

2-10 UNIDADES MONOSACÁRIDOS Libres o combinados

ESTRUCTURA QUÍMICA

Sacarosa

-Glucosa + fructosa - Reserva energética - excipientes

• Enlaces osídicos • OH hemiacetálico del C anomérico de un azúcar simple, Se une a otro OH del azúcar contiguo con pérdida de agua

OLIGOSACÁRIDOS CLASIFICACIÓN HOMOGÉNEOS HETEROGÉNEOS

Cadena lineal, ramificada o cíclica

Nº monosacáridos: di,tri N di di,tri, tri, tetrasacáridos tetrasacáridos,, etc. etc Trisacárido = Rafinosa Tetrasacárido = Estaquiosa

Estaquiosa, tetrasacárido formado por una glucosa, dos galactosas y una fructosa

Farmacognosia Tema 8

OLIGOSACÁRIDOS DISACÁRIDOS + SENCILLOS UNIÓN OSÍDICA: REDUCTOR NO REDUCTOR OH (α (α ó β) del grupo reductor se une a otro azúcar contiguo, que no sea el que aporta el C anomérico = DISACÁRIDOS REDUCTORES – MALTOSA MALTOSA--

Si el OH hemiacetálico de ambos azúcares simples, p , el disacárido pierde p su p poder Rotatorio = DISACÁRIDOS NO REDUCTORESREDUCTORES- TREALOSA, SUCROSA (Sacarosa)

SACAROSA

OLIGOSACÁRIDOS ciclodextrinas i l d ti

Aislados finales s. XIX Productos de degradación enz. enz. Almidón 1904-- Schardingen 1904 g = oligosacáridos g

6-12 unidades id d de d glucosa l Enlaces α (1 (1--4) formando un ciclo Estructura troncocónica hueca

Degradación D d ió industrial i d ti l Enzima ciclidextringlicosil g transferasa

Bacillus macerans B. Circulans B. megaterium….. megaterium g …..

OLIGOSACÁRIDOS Caracterización, extracción y análisis de oligosacáridos

Métodos colorimétricos:

H2SO4

Hidrólisis de enlaces osídicos

Reacciones coloreadas (cisteína (cisteína, fenol fenol, orcinol Métodos enzimáticos: Un determinado oligosacárido Extracción:

Alcohol de baja graduación

AISLAMIENTO, CUANTIFICACIÓN, Ó IDENTIFICACIÓN Ó CG, HPLC, A BAJA P, ELECTROFORESIS, IR, RMN, E.MASAS

OLIGOSACÁRIDOS IMPORTANCIA EN FARMACOGNOSIA

SACAROSA (SUCROSA) Azúcar no reductor Α-D-glucopiranosil L (1(1-2)2)-B-D fructofurano

Arce del Azúcar (Hacer (Hacer dactylifera dactylifera)) Tamarix mannifera Miel de abejas

1º disacárido al estado libre Precursor de polisacáridos

USOS Saccarum officinarum (Caña de azúcar) g (remolacha) ( ) Beta vulgaris

Nutriente,, enmascarar sabores,, Conservante, prevenir ox ox.. Fe, Jarabes, excipiente

OLIGOSACÁRIDOS IMPORTANCIA FARMACOGNÓSICA

CICLODEXTRINAS

•Tecnología farmacéutica •Encapsulación molecular •Modificar y mejorar propiedades fármacos •Evitar efectos 2º: disminuir IG,, hemólisis E •Enmascarar olores y sabores