FUNCIÓN, ESTRUCTURA Y CLASIFICACIÓN

Generalidades

Los carbohidratos, glúcidos (derivados de glucosa, principal monosacárido), sacáridos (del griego sakcharon, azúcar) o hidratos de carbono se denominan de esta manera dado que la mayor parte de ellos responden a la fórmula estequiométrica (CH₂O)_n, con excepciones en algunos que se modifican ya que poseen grupos fosfato, sulfato y amino; los carbohidratos son biomoléculas (moléculas biológicas) de composición química simple y funciones biológicas extremadamente importantes, ya que incluyen algunas de las moléculas más relevantes en la vida de los organismos, como son la glucosa, que es universalmente utilizada por las células para la obtención de energía metabólica, el glucógeno contenido en el hígado y el músculo, que forma la reserva de energía más fácilmente asequible para las células del organismo y la ribosa y desoxirribosa que forman parte de la estructura química de los ácidos nucleicos.

Desde el punto de vista químico, los carbohidratos son polihidroxialdehídos o cetonas y sus polímeros y existen en tres categorías principales distinguibles por el número de unidades de azúcar que los forman: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Los monosacáridos son la unidad monomérica, la unión de dos monosacáridos forma los disacáridos, cuando se unen pocas unidades monosacáridas se denominan oligosacáridos (del griego oligo, poco) y cuando se unen muchas unidades monosacáridas de denominan polisacáridos (del griego poli, mucho) (Fig. 1); los polisacáridos liberan en la hidrólisis centenares o millares de monosacáridos; mientras que los oligosacáridos producen de dos a 10 monosacáridos y los monosacáridos como son las unidades mínimas de los carbohidratos ya no se pueden hidrolizar.

Figura 1.

Función

Figura 2. Funciones de los carbohidratos.

Los carbohidratos desempeñan diversas funciones en los seres vivos y además intervienen fundamentalmente en el ciclo de energía de la biosfera. Mediante la fotosíntesis, las plantas captan dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera y se fija en los carbohidratos. Estos se almacenarán en forma de polisacáridos (almidón) que serán la fuente de carbono  para los animales. Mediante la respiración. tanto las plantas como los animales oxidarán estos carbohidratos para obtener energía y devolverán a la atmósfera CO2. 

Otras funciones importantes de los carbohidratos son la formación de estructuras   que protegen a las células, como la celulosa de la pared celular de las células vegetales, los polisacáridos de las paredes de las células bacterianas y la quitina en los exoesqueletos de los artrópodos; y la comunicación celular, realizada en la superficie celular por la unión de carbohidratos y proteínas o lípidos.

Estructura y Clasificación

Monosacáridos

Los monosacáridos son los azúcares más simples, las unidades monoméricas de todos los carbohidratos. Se sintetizan a partir de precursores que se obtienen de CO2 y el H2O por medio de la fotosíntesis. Su principal característica es que responden a la fórmula (CH2O)n, donde n corresponde a un número entre 3 y 7. Químicamente los monosacáridos son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Su clasificación se basa en el grupo carbonilo (C=O), es decir, si son aldehídos se les denomina aldosas y si son cetonas se les denomina cetosas; además se tiene en cuenta el número de átomos de carbono (Fig. 3).

Así los monosacáridos más pequeños se denominan triosas, y se indica si se trata de un aldehído o de una cetona con el prefijo correspondiente, por ejemplo: aldotriosas-cetotriosas,  aldotetrosas-cetotetrosas, etc. 

Figura 3.

Oligosacáridos

Están formados por la unión de 2 a 10 monosacáridos unidos mediante enlaces O-glucosídicos. Según el número de monosacáridos que presente se llaman disacáridos si tienen dos, trisacáridos si tienen tres, etc...  De los oligosacáridos importantes en bioquímica, los más relevantes son los disacáridos y entre éstos se hallan: maltosa, sacarosa, lactosa y celobiosa (Fig. 4), que pueden diferenciarse atendiendo al tipo de los monosacáridos que los forman y el enlace glucosídico que los une:    

                         

• Maltosa = glucosa + glucosa, enlace alfa 1-4
• Sacarosa = glucosa + fructosa, enlace alfa-beta 1-2
• Lactosa = galactosa  +  glucosa, enlace beta 1-4
• Celobiosa = glucosa  +  glucosa, enlace beta 1-4

Figura 4. Disacáridos más comunes.

Polisacáridos

Están constituidos por la unión de más de diez monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos con pérdida de n-1 moléculas de agua. No son dulces, no cristalizan, no tienen poder reductor, son insolubles en agua, aunque algunos como el almidón forman soluciones coloidales. En los polisacáridos puede relacionarse su estructura con su función: En general, los que tienen función de reserva energética tienen enlaces α y los que tienen función estructural enlaces β, como la celulosa. De los polisacáridos más comunes se encuentran el almidón, que actúa como sustancia de reserva en las células vegetales; el glucógeno, el polisacárido de reserva propio de los tejidos animales y la celulosa, que es el principal componente de la pared celular de los vegetales (Fig. 5).

Figura 5. Polisacáridos más comunes.

BIBLIOGRAFIA

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