Carbohidratos

CARBOHIDRATOS

Glúcidos: son una clase básica de compuestos químicos en bioquímica. Son la forma biológica primaria de almacén o consumo de energía; otras formas son las grasas y las proteínas. El término hidrato de carbono es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales químicos. Este nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H_2O)n (donde "n" es un entero=1,2,3... según el número de átomos). De aquí el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se vio que otras moléculas con las mismas características químicas no se corresponden con esta fórmula.

Glucosa - forma dextrógira

Fructosa - forma dextrógira

Ribosa - forma furanosa

Sinónimos

• Carbohidrato: aunque ha habido intentos para sustituir los términos de hidratos de carbono y de carbohidratos, desde 1996 el Comité Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry [1]) y de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (International Union of Biochemistry and Molecular Biology) recomienda el término carbohidrato y desaconseja el de hidratos de carbono.

• Glúcido: este nombre proviene de que pueden considerarse derivados de la glucosa por polimerización y pérdida de agua. El vocablo procede del griego "glycýs", que significa dulce.

• Azúcares: este término sólo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y cetosas) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azúcar) se utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa

Estructura química

Los carbohidratos son moléculas compuestas por carbono, oxígeno e hidrógeno y tienen las siguientes características químicas:

1. Su estructura está basada en un esqueleto carbonado (molécula orgánica)

2. Puede tener un grupo aldehído o un grupo cetona, ó ambos.

3. A la cadena carbonada se unen grupos hidroxilo (OH-) por lo que se pueden considerar de la familia de los alcoholes polihidroxilados o "polioles".

4. Son moléculas ricas en enlaces de alta energía ( C-H; C-C;C-OH; C=O)

5. Por lo general tienen isómeros ópticos y muchas de éstas presentan actividad óptica.

En la naturaleza se encuentran en los seres vivos, formando parte de biomoléculas aisladas o asociadas a otras como las proteínas y los lípidos.

Tipos de carbohidrtos

• Monosacáridos

• Disacáridos. Al hidrolizarse producen dos monosacáridos.

• Oligosacáridos. Al hidrolizarse se producen de tres a diez moléculas de monosacáridos.

• Polisacáridos. Al hidrolizarse producen más de diez moléculas de monosacáridos.

Función de los glúcidos

Los carbohidratos desempeñan diversas funciones, siendo la de reserva energética y formación de estructuras las dos más importantes. Por otro lado, es la de mantener la actividad muscular, la temperatura corporal, la tensión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad neuronal.

Metabolismo de los glúcidos

Los carbohidratos representan las principales moléculas almacenadas como reserva en los seres vivos junto con los lípidos.

Los glúcidos son las principales sustancias elaboradas en la fotosíntesis y son almacenados en forma de almidón en cantidades elevadas en las plantas. El producto equivalente en los animales es el glucógeno, almacenado también en cantidades importantes en el músculo y en el hígado. En el músculo proporciona una reserva que puede ser inmediatamente utilizada como fuente de energía para la contracción muscular y en el hígado sirve como reservorio para mantener la concentración de glucosa en sangre.

Al contrario que los glúcidos, los lípidos sirven para almacenar y obtener energía a más largo plazo. Aunque muchos tejidos y órganos animales pueden usar indistintamente los carbohidratos y los lípidos como fuente de energía, otros, principalmente los eritrocitos y el tejido nervioso (cerebro), no pueden catalizar los lípidos y deben ser continuamente abastecidos con glucosa.

Los monosacáridos son los productos digestivos finales de los glúcidos que ingresan a través de la circulación portal al hígado donde, alrededor del 60%, son metabolizados. En el hígado, la glucosa también se puede transformar en lípidos que se transportan posteriormente al tejido adiposo.

Tanto los organismos aerobios como los anaerobios consumen la glucosa y la ruta metabólica inicial, la glucólisis es universal, una fermentación de la glucosa.

En los seres vivos, la vía de metabolización preferente de la glucosa implica la división de la molécula en dos de lactato. Esta metabolización o fermentación, llamada homoláctica, tiene lugar también entre muchas especies de microorganismos y es característica de las células musculares.

El músculo es un tejido en el que la fermentación representa una ruta metabólica muy importante ya que las células musculares pueden vivir durante largos períodos de tiempo en ambientes con baja concentración de oxígeno. Cuando estas células están trabajando activamente, su requerimiento de energía excede su capacidad de continuar con el metabolismo oxidativo de los hidratos de carbono puesto que la velocidad de esta oxidación está limitada por la velocidad a la que el oxígeno puede ser renovado en la sangre. El músculo, al contrario que otros tejidos, produce grandes cantidades de lactato que se vierte en la sangre y retorna al hígado para ser transformado en hidratos de carbono.

Por lo tanto las principales rutas metabólicas de los glúcidos son:

• Glicólisis.

• Neoglucogénesis.

• Glucogénesis.

• Ciclo de las pentosas.

En el metabolismo oxidativo encontramos rutas comunes con los lípidos como son el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.

La principal hormona que controla el metabolismo de los carbohidratos es la insulina.

Monosacárido

Los monosacáridos son los glúcidos más simples, conteniendo de tres a siete átomos de carbono. Su fórmula empírica es (CH2O)n donde n ≥ 3. Se nombran haciendo referencia al número de carbonos (3-12), terminado en el sufijo osa.

La cadena carbonada de los monosacáridos

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