CARBOHIDRATOS

CARBOHIDRATOS

García-Mateos, R.

Introducción

Los carbohidratos constituyen la mayor parte de la materia orgánica de la Tierra a causa de sus variadas funciones en todos los seres vivos. En primer lugar, los carbohidratos sirven como almacén o transferencia de energía, son combustibles e intermediarios metabólicos, en general, son sustancias de reserva y estructurales. El almidón en las plantas y el glucógeno en los animales son dos polisacáridos que rápidamente pueden movilizarse para liberar glucosa, el combustible primordial para generar energía. El ATP, la unidad biológica de energía libre, es un derivado de azúcar fosforilado, como también lo son muchas coenzimas. En segundo lugar, los azúcares ribosa y desoxirribosa forman parte de la estructura del ARN y del ADN. La flexibilidad estructural de los anillos de estos azúcares es importante en el almacenamiento y expresión de la información genética. En tercer lugar, los polisacáridos son los elementos estructurales de las paredes celulares de bacterias y plantas, y del exoesqueleto de los artrópodos y de crustáceos. De hecho, la celulosa, el principal componente de las paredes celulares de las plantas, es el compuesto orgánico más abundante de la biosfera. En cuarto lugar, los carbohidratos están unidos a muchas proteínas, lípidos y metabolitos secundarios. Unidades de azúcar se encuentran unidas a las anticianidinas para poder translocarse a través del floema de los vegetales y proporcionar la coloración a flores y algunos frutos.

Como se ha señalado, los carbohidratos son componentes esenciales de los seres vivos constituidos por C, H y O, aunque en algunos casos se encuentran otros elementos, como N, S y P. Son aldehídos o cetonas con múltiples grupos hidroxilo, razón por la cual se les conoce como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Tienen en común un gran número de propiedades químicas, especialmente la de ser polialcoholes con una proporción entre C, H y O, que en muchos casos responde a la fórmula general de CnH2nOn, es decir, Cn(H2O)n, razón por la que también son ampliamente conocidos como hidratos de carbono, incorrectamente. Además, no es aplicable a todos ellos, ya que se han encontrado muchos compuestos que no se ajustan a esta regla. Estos términos son sinónimos del de glúcidos (del griego glykós = dulce) en la literatura bioquímica. Los glúcidos tienen misiones muy diversas en el organismo, como ya se mencionaron, Un ejemplo de tal misión es la de la celulosa de las plantas, probablemente el compuesto más abundante en la naturaleza de los que constituyen los seres vivos.

Clasificación

La clasificación de los carbohidratos se realiza de acuerdo a cuatro criterios diferentes: a) por su estructura química, b) por su abundancia en la naturaleza, c) por su uso en alimentos y d) por su poder edulcorante. En la gran mayoría de los casos, la forma más comúnmente empleada de clasificación es la que se refiere a su estructura química, que está basada en el tamaño de la molécula o en el número de átomos de carbono.

Por el número de unidades que constituyen a este grupo de compuestos, se clasifican en monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. En la Tabla 1 se señalan algunos de los carbohidratos mas comunes.

Tabla 1. Clasificación de los carbohidratos

Monosacáridos Oligosacáridos

Polisacáridos

Pentosas:

xilosa, arabinosa, ribosa

Disacáridos:

lactosa, sacarosa, maltosa

Homopolisacáridos: almidón, glucógeno, celulosa

Hexosas:

aldohexosas:

glucosa, galactosa

cetohexosas: fructosa Trisacáridos:

rafinosa

Heteropolisacáridos: hemicelulosa, pectinas

Tetra y pentasacáridos: estaquiosa verbascosa.

El Tabla 2 muestra otra clasificación de los carbohidratos de acuerdo a su distribución en la naturaleza.

Tabla 2. Clasificación en función de la distribución de los carbohidratos en la naturaleza

En animales

En plantas

• Reserva energética: glucógeno

• En ácidos nucleicos: D-ribosa

• Azúcar de la sangre: D-glucosa

• Azúcar de la leche: lactosa

• Azúcares de los antígenos de los grupos sanguíneos: A, B, O • Reserva energética: almidón, inulina y hemicelulosa

• Producto de la fotosíntesis: D-glucosa

• Productos de degradación: gomas y mucílagos.

• Productos varios: glucósidos de metabolitos secundarios

• En ácidos nucleicos: D-ribosa

• Elicitores procedentes de patógenos o célula huésped: oligosacarinas

Por su estructura química, es decir por el tamaño de la molécula en función del número de carbonos, los azúcares o monosácáridos más sencillos son los de tres átomos de carbono, y pertenecen al grupo de las triosas, mientras que los de 4, 5 y 6 corresponden a las tetrosas, pentosas y hexosas, respectivamente. Pero la importancia de estas moléculas estriba en que los monosacáridos son los monómeros o unidades básicas con las que se forman los oligo y los polisacáridos. La unión química de pocos monosacáridos (2 a 6 aproximadamente) da como resultado los oligosacáridos; pero cuando el número de monosacáridos unidos es muy grande, se forman los polisacáridos, que pueden estar constituidos por una o varias clases de monómeros.

Nomenclatura

La nomenclatura de los carbohidratos al igual que muchos otros compuestos químicos, se basa en la asignación de nombres triviales que indican únicamente el origen o la fuente natural de donde proviene, como la lactosa, que es el azúcar de la leche, la fructosa de la frutas, la maltosa

...