GLÚCIDOS

También llamados carbohidratos, hidratados de carbono o sacáridos. Son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehído. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía. Otras biomoléculas energéticas son las grasas y en menor medida las proteínas.El término ‘hidrato de carbono’ o ‘carbohidrato’ es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratos. Es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales.Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser de solubilidad.

ESTRUCTURA QUÍMICA

Los glúcidos son compuestos formados en su mayor parte por átomos de carbono e hidrógeno y en su menor cantidad de oxígeno. Los glúcidos tienes enlaces químicos difíciles de romper llamados covalentes, mismos que poseen gran cantidad de energía que es liberada al romperse estos enlaces. Una parte de esta energía es aprovechada por el organismo consumidor y la otra porte es almacenada en el organismo.

TIPOS DE GLÚCIDOS

Los glúcidos se dividen en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

 MONOSACÁRIDOS: Los monosacáridos son sólidos, cristalinos, incoloros, solubles en agua y de sabor dulce. Químicamente son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Responden a la fórmula empírica (CH2O)n, en la que n tiene un valor igual o mayor que 3, siendo los más frecuentes los de 5 y 6 átomos de carbono.
 Presentan en todos sus carbonos un grupo hidroxilo (-OH), excepto en uno en el cual lleva un grupo carbonilo.
 Si el grupo carbonilo se encuentra al final de la cadena, el monosacárido es un aldehído, y se denomina aldosa. Si se encuentra en un carbono secundario es una cetona, y se llama cetosa.

TIPOS DE GLÚCIDOS MONOSACÁRIDOS

•Triosas: son glúcidos formados por 3 átomos de carbono. Hay dos triosas; una que tiene un grupo aldehído y otra que tiene un grupo cetónico.
•Tetrosas: son glúcidos formados por cuatro átomos de carbono. Existen dos aldotetrosas, la tetrosa y la eritrosa y una cetotetrosa, la eritrulosa.
•Pentosas: son glúcidos de cinco átomos de carbono. En la naturaleza solo se encuentran: la D-ribosa, la D-2-desoxirribosa, la D-xilosa, y la L-arabinosa. Entre la cetopentosas cabe citar la D-ribulosa, que desempeña un importante papel en la fotosíntesis.
•Hexosas: son glúcidos con seis átomos de carbono. Tiene interés en la biología la D-(+)-galactosa y la D-(-)-fructosa.
•Glucosa: es el glúcido más abundante. En la sangre se halla en concentraciones de un gramo por litro. Polimerizada da lugar a polisacáridos con función de reserva energética, como el almidón en los vegetales o el glucógeno en los animales, o con función estructural, como la celulosa de las plantas.
•Galactosa: se puede hallar en la orina de los animales en forma de β-D-galactosa.
•Manosa: se encuentra en forma de D-Manosa en ciertos tejidos vegetales.
•Fructosa: se halla en forma β-D-fructofunosa en la fruta.

   DISACÁRIDOS: los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y por tanto al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucosidico, tras una reacción de deshidratación que implica la pérdida de un átomo de hidrógeno de un monosacárido y un grupo hidroxilo del otro monosacárido, con la consecuente formación de una molécula de H2O, de manera que la fórmula de los disacáridos no modificados es C12H22O11.

  

Principales disacáridos con interés biológico:

•Maltosa: Resulta de la unión de dos moléculas de glucosa y se encuentra en las harinas malteadas y granos germinados, también se encuentra en el hombre, ya que durante la digestión, el almidón se hidroliza dando moléculas de maltosa.

•Celobiosa: Disacárido formado por dos moléculas de D-glucopiranosa unidas mediante enlace α(1-4).

•Sacarosa: disacárido formado por una molécula de α-D-glucopiranosa y otra de β-D-fructofuranosa unidas por medio de un enlace α(1-2).

•Isomaltosa: disacárido formado por dos moléculas de D-glucopiranosa mediante enlace α (1-6).

•Lactosa: un disacárido compuesto por una molécula de galactosa y una molécula de glucosa, estará presente naturalmente solo en la leche. El nombre sistemático para la lactosa es O-β-D-galactopiranosil-(1-4)-D-glucopiranosa. Otro disacárido notable incluyen la maltosa (dos glucosa enlazadas α-1,4)y la Celobiosa (dos glucosa enlazadas β-1,4).

  OLIGOSÁRIDOS: los oligosacáridos están compuestos por tres a diez moléculas de monosacáridos que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición de cuan largo debe ser un glúcido para ser considerado oligosacárido o polisacárido varía según los autores. Según el número de monosacáridos de la cadena se tiene los disacáridos (como la lactosa), tetrasacarido (estaquiosa) pentasacaridos etc.

Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las glicoproteínas, como una forma común de modificación tras la síntesis proteica, estas modificaciones post  traduccionales incluyen los oligosacáridos de Lewis, responsables por las incompatibilidades de los grupos sanguíneos, el epitope alfa-gal responsable del rechazo hiperagudo en xenotrasplante y O-GLcNAc modificaciones.

 POLISACÁRIDOS:

Los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos, resultan de la condensación de muchas moléculas de monosacáridos con la perdida de varias moléculas de agua. Su fórmula empírica es (C6H10O5)n. Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos y su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento.
La celulosa y la quitina son ejemplos de polisacáridos estructurales. La celulosa es usada en la pared celular de plantas y otros organismos y es la molécula más abundante sobre la tierra. La quitina tiene una estructura similar a la celulosa, pero tiene nitrógeno en sus ramas incrementando así su fuerza. Se encuentra en los exoesqueletos de los artrópodos y en las paredes celulares de muchos hongos. Tiene diversos usos, por ejemplo en hilos para sutura quirúrgica. Otros polisacáridos incluyen la callosa, la lamaña, la rina, el xilano y la galactomanosa.

Tipos de polisacáridos:

        ALMIDON

        GLUCOGENO

        CELULOSA

        QUITINA.

FUNCIÓN DE LOS GLÚCIDOS

 Los glúcidos desempeñan diversas funciones entre ellas están la energética y la estructural.

Glúcidos energéticos: los monosacáridos y los disacáridos como la glucosa actúan como combustible biológico. Aportando energía inmediata a la célula. Tiene la responsabilidad de mantener la actividad muscular, la temperatura corporal, la presión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad de las neuronas. Los glúcidos aparte de dar energía inmediata a la célula, tan bien le proporciona energía de reserva a las células.

Glúcidos estructurales: algunos polisacáridos forman estructura esquelética muy resistente como la celulosa de las paredes de la célula vegetales y la quitina de la cutícula de los artrópodos.

NUTRICIÓN DE LOS GLÚCIDOS

La concentración de los glúcidos en una persona, varían desde los 8,3 a 14,5 g por cada kilogramo de peso corporal. Se propone que el 55-60% de energía diaria que necesita el organismo humano debe provenir de los glúcidos, ya sea obtenido de alimentos ricos en almidón como las pastas o de las reservas del cuerpo (glucógeno).

El consumo abusivo de glúcidos tipo azúcar por su actividad altamente oxidante y aceleran el envejecimiento celular. El sedentarismo o la falta de movimientos cotidianos del cuerpo humano provocan una mala metabolización de las grasas y de los glúcidos.

Los glúcidos no son nutrientes esenciales, ya que el cuerpo puede tener toda su energía a partir de la síntesis de proteínas y grasas. El cerebro no puede quemar grasas y necesita glucosa para obtener energía del organismo y así puede sintetizar esa glucosa a partir de proteínas.

Los glúcidos ayudan a la desmaterialización de azúcares en la sangre, y gracias a ellos conseguimos que no baje el porcentaje medio de insulina en la sangre.

METABOLISMO DE LOS GLÚCIDOS

Los glúcidos representan las principales moléculas almacenadas como reserva en los vegetales. Los vegetales almacenan grandes cantidades de almidón producido a partir de la glucosa elaborada por fotosíntesis, y en mucha menor proporción, lípidos (aceites vegetales).

Los animales almacenan básicamente triglicéridos (lípidos). Al contrario que los glúcidos, los lípidos sirven para almacenar y obtener energía a más largo plazo. También almacenan cierta cantidad de glucógeno, sobre todo en el músculo y en el hígado. Aunque muchos tejidos y órganos animales pueden usar indistintamente los glúcidos y los lípidos como fuente de energía, otros, principalmente los eritrocitos y el tejido nervioso (cerebro), no pueden catabolizar los lípidos y  deben ser continuamente abastecidos con glucosa (glúcidos o síntesis de proteínas).

Principales rutas metabólicas de los glúcidos son:

•Glucólisis: es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula.

 El tipo de glucólisis más común y más conocida es la vía de Embden-Meyerhof. Es la vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos, se le encuentra dividida en dos fases: la primera de gasto de energía y la segunda fase que obtiene energía.

•Gluconeogénesis: es la ruta metabólica anabólica que permite la síntesis de glucosa a partir de precursores no glucidicos. Incluye la utilización de varios aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol y cualquiera de los intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxilicos (o ciclo de Krebs) como fuentes de carbono para la vía metabólica. Todos los aminoácidos, excepto la leucina y la lisina, pueden suministrar carbono para la síntesis de glucosa.

•Glucogénesis: es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llamado glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en el músculo, es activado por insulina en respuesta a los altos niveles de glucosa, que pueden ser posteriores a la ingesta de alimentos con carbohidratos.

 •Ciclo de las pentosas: es la ruta de la pentosa fosfato, también conocida como lanzadera de fosfatos de pentosas, es una ruta metabólica estrechamente relacionada con la glucólisis durante la cual se utiliza la glucosa para generar ribosa, que es necesaria para la biosíntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos. Además también se obtiene poder reductor en forma de NADPH que se utilizará como coenzima de enzimas propias del metabolismo anabólico.

APLICACIONES DE LOS GLÚCIDOS

Los carbohidratos se utilizan para fabricar tejidos, películas fotográficas, plásticos de papel. El nitrato de celulosa (nitrocelulosa) se utiliza en películas de cine, cemento, pólvora de algodón, celuloide y tipos similares de plásticos. El almidón y la pectina, un agente cuajante, se usan en la preparación de alimentos para el hombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente espesante en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano, también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La hemicelulosa se emplea para modificar el papel durante su fabricación. Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre.