Carbohidratos

Carbohidratos.

También son llamados glúcidos, azúcares o hidratos de carbono, están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, su formula general es C_n(H₂O)_n. Presentan como grupos funcionales al aldehído y la cetona, funcional como fuente y almacenamiento de combustible celular, o bien, sirven como componentes estructurales de las células. De acuerdo con su nivel de complejidad, los carbohidratos se clasifican como monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Monosacáridos.

Cuando comes alguna fruta, un dulce o miel, entonces consumes monosacáridos, los cuales dan energía para realizar las actividades normales. Los monosacáridos están formados por una cadena de tres a siete átomos de carbono. De acuerdo con el número de carbonos se les denomina triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas. Las de mayor importancia biológica son las pentosas y hexosas.

Debido al grupo funcional que contienen, se dice que la glucosa en una aldosa y la fructuosa, una cetosa. Ésta es otra manera de clasificar a los monosacáridos. La glucosa no se encuentra en la naturaleza en forma lineal, sino que tiende a formar un anillo, por lo que l forma más correcta de representarla es en forma de diagrana.Algunos ejemplos de monosacáridos son:

Ribosa: Es una pentosa que forma parte del RNA o ácido ribonucleico, que participa en procesos de elaboración de proteínas.

Desoxirribosa: Es una pentosa que forma parte del DNA, la molécula de la herencia.

Fructuosa: Es el azúcar de las frutas y la miel, se utiliza como edulcorante en muchos refrescos.

Glucosa: Es el monosacárido más abundante en los seres vivos. Se produce por la fotosíntesis de las plantas, es la fuente de energía principal de todas las células.

Galactosa: Es una hexosa que se encuentra en la leche y en algunas semillas como reserva energética.

Oligosacáridos.

En nuestra mesa todos los días tenemos oligosacaridos presentes como la sacarosa, que es el azúcar en grano que le ponemos al café o al agua de limón. La sacarosa se obtiene a partir de la caña de azúcar o del betabel. Estos carbohidratos están formados por la unión de dos a diez unidades de monosacáridos.

Los disacáridos son un tipo de oligosacáridos que están formados por dos monosacáridos unidos por medio de un enlace glucosídico. Al unirse dos moléculas de azúcar, se pierde una molécula de agua (síntesis por deshidratación).

Monómeros Síntesis por Polímeros Residuos

Deshidratación

C₆H₁₂O₆+ C₆H₁₂O_{6 ========================}C₁₂H₂₂O₁₁+ H₂O

Glucosa Glucosa Hidrólisis Maltosa Agua

Entre los oligosacaridos más conocidos se encuentra la sacarosa; la lactosa, que es el azúcar de la leche (glucosa + galactosa); la maltosa que aparece en el tubo digestivo cuando iniciamos la digestión de polisacáridos. Otros oligosacáridos son más complejos como la inulina que se encuentra en la cebolla, el ajo y el plátano. Han surgido sustitutos del azúcar (sacarosa) que no proporcionan energía al organismo y que son utilizados como productos dietéticos; sin embargo quienes los consumen tienden a ingerir también otros alimentos y bebidas ricos en calorías, de manera que no resuelve sus problemas de peso.

Polisacáridos.

Son largas cadenas formadas por monosacáridos, incluso cientos de ellos. Algunos de estos funcionan como reserva energética, tanto en plantas como en animales, mientras que otros cumplen funciones estructurales, dando forma y firmeza a ciertos organismos. La formula general de los polisacáridos es (C₆H₁₀O₅)

Almidón: Es el polisacárido de reserva de las plantas. Está formado por la unión de cientos de unidades de glucosa que forman espirales compactas, de manera que se pueden almacenar adecuadamente. El enlace que se forma entre estas unidades de glucosa se conoce como α-glucosídico. Cuando las células de las hojas producen activamente azúcares mediante la fotosíntesis, almacenan una parte de ellos como almidón y la otra la envían a las semillas y a la raíz. Cuando consumimos papa, maíz, trigo, etc., aprovechamos esa reserva energética de las plantas y la convertimos en glucosa por medio del proceso digestivo.

Glucógeno: Está integrado por la unión de moléculas de glucosa formando una estructura muy ramificada, es decir, como muchas cadenas laterales que se desprenden de la cadena principal. Está ramificación permite que se pueda romper la cadena en varios puntos cuando es necesario liberar la energía que contiene.

Suponiendo que hoy desayunamos un jugo de naranja, pan y mermelada. En todos estos alimentos hay grandes cantidades de carbohidratos que el sistema digestivo convierte en glucosa. Este monosacárido comienza a circular por la sangre, pero, como en ese momento no necesitamos tanta energía, el exceso de glucosa se envía al hígado, en este órgano se forman los enlaces α-glucosídicos entre monómeros para formar el glucógeno, que se almacena para su posterior uso. Cuando han pasado horas y no se ha tenido la oportunidad de volver a comer, la glucosa que circula en la sangre comienza a decaer, y el hígado libera el glucógeno para proveer de la energía que hace falta. De esta manera, la cantidad de glucosa que circula en la sangre se mantiene siempre constante y nosotros siempre tenemos energía para realizar nuestras actividades. Este es un ejemplo de cómo el organismo mantiene el equilibrio (homeostasis), para lo cual necesita de la intervención de algunas hormonas, una de ellas es la insulina.

Celulosa: La celulosa contiene moléculas de glucosa enlazadas de manera distinta a como se unen en el almidón y el glucógeno. En este caso los enlaces son β-glucosídicos. La orientación de los enlaces entre las moléculas de glucosa de la celulosa hace que ésta sea fibrosa y por ello cumpla una función estructural. Los polímeros de glucosa, en este caso, se unen y forman microfibrillas y éstas, a su vez, forman fibrillas que dan forma a los tallos y hojas de las plantas. La celulosa se encuentra en las paredes de las células vegetales. Se utiliza en las prendas de algodón, en los muebles y en las hojas de papel.

Debido al tipo de enlace entre las unidades de glucosa en la celulosa, ésta no es digerible para los seres humanos, si comemos la fibra vegetal, no la podemos digerir, sin embargo, se recomienda incluir fibra en los alimentos porque ayuda a eliminar mejor los desechos, ayudando a mantener la regularidad en las evacuaciones intestinales. En el caso de los rumiantes, animales como las vacas, contienen asociados en su aparato digestivo microorganismos que les ayudan a digerir la celulosa del pasto.

Quitina: Este polisacárido se encuentra en el exoesqueleto de los artrópodos (escarabajos, cangrejos, arañas, etc.) también forma parte de la pared celular de los hongos, en la quitina cada unidad de glucosa que la integra también tiene un grupo amino (-NH₂). Los enlaces entre las moléculas de quitina son como los de la celulosa, de modo que el ser humano tampoco puede digerirla. Recientemente se ha descubierto que la quitina se puede utilizar para elaborar un tipo especial de hilo que se usa como material de sutura.