
Los carbohidratos están ampliamente distribuidos en vegetales y animales; tienen importantes funciones estructurales y metabólicas, por lo que en los vegetales, la glucosa se sintetiza a partir de dióxido de carbono y agua por medio de fotosíntesis, y es almacenada como almidón o usada para sintetizar la celulosa de las paredes de las células vegetales; mientras que en los animales pueden sintetizar carbohidratos a partir de aminoácidos, pero casi todos se derivan finalmente de vegetales, por otra parte, estos cumplen diferentes funciones en los organismos vivos y además pueden ser clasificado de diversas formas y dependienta de su complejidad.
En este sentido, para Bourgues en 1987 (Citado en González 2004) dice que los carbohidratos son compuesto de carbono (C), hidrogeno (H) y oxígeno (O) y contribuyen a la principal fuente energética en la dieta (40 al 80% del aporte energético), Shil, Olson, Shike y Ross en 2002 (ob. cit) coincide con Bourgues, argumentando que estos son un tipo de sustancias que poseen la fórmula Cn(H2O)n; en mi opinión los carbohidratos son bioelementos que están formados fundamentalmente por C, H y O, aunque a veces suelen tener N, S o P, y son las sustancias más abundantes porque están distribuidos tanto en el tejido animal como vegetal.
Características
Cota (2013) describe las siguientes características de los carbohidratos: (a) Son compuestos ternarios, (b) su formula general es CH2On, (c) Mayormente solubles en agua, (d) Poseen distintos nombres (hidratos de carbono, glúcidos, carbohidratos, azucares o sacáridos, Ozas), (e) Tienen origen en la fotosíntesis.
Funciones
Cota (ob. cit) describe 3 funciones principales de los carbohidratos el cual son: (1) Función Energética puesto que aporta 4Kcal/g, (2) Función de Reserva como lo es el glucógeno en los animales que se encuentra en el hígado y los músculos; y el almidón que se encuentran en las plantas y (3) Función Estructural como la celulosa el cual se encuentra en la pared celular de las plantas; y la quitina que es el componente principal para el exoesqueleto de los artrópodos y la estructura de los hongos.
Clasificación
Bender (2010) clasifica a los carbohidratos en:
*Monosacáridos: Son azucares más simples con una sola cadena de carbono, que no se pueden hidrolizar hacia carbohidratos más simples y es el único capaz de desviar la luz, se nombran haciendo referencia al nº de carbonos (3-12), terminado en el sufijo osa. Dentro de sus propiedades se tienen que a partir de 7ºC son inestables, son solubles en agua, dulces, cristalinos y blancos, cuando son atravesados por luz polarizada desvían el plano de vibración de esta.
Asimismo, Dra. Cardellá y Dr. Hernández (2007) mencionan las funciones de los monosacáridos los cuales cumplen con el principio de multiplicidad de utilización debido a que: (a) Forman parte de otras moléculas (nucleótidos, coenzimas), (b) Constituyen fuente de energía, (c) Son fuente carbonada (sus carbonos pueden formar parte de otras biomoléculas) y (d) Son los precursores de los oligosacáridos y polisacáridos.
Además, el Dr Oñativia (2011) menciona que los monosacáridos se pueden clasificar de la siguiente forma: (1) Según número de átomos de carbonos: 2C (diosa), 3C (triosa), 4C (tetrosa), 5C (pentosa), 6C (hexosa), etc; (2) Según grupo carbonilo o funcional: el cual puede ser: (a) aldosas que son las que tienen un grupo aldehído, ejemplo Glicerahldehído y (b) cetosas que son las que tienen un grupo cetona, ejemplo Dihidroxiacetona; (3) Según ambos criterios: primero se nombra el grupo funcional y luego el numero de átomos de carbonos. Ejemplo: aldotetrosa, aldohexosa, cetopentosa, cetotriosa; y (4) Según la modificación de la estructura los cuales pueden ser: (a) Aminoazúcares: un grupo amino (NH2) sustituye a uno de los grupos hidroxilos (OH) en monosacárido original, ejemplo la β-D-Glucosamina, y (b) Desoxiazúcares: un átomo de hidrogeno sustituye a uno de los grupos hidroxilos (OH), es decir, se elimina el O2, dejando el H2. El grupo CH2OH se convierte en CH2 o CH3, ejemplo la Desoxirribosa.
Por otra parte, Cardellá y Hernández mencionan las configuraciones D y L de los monosacáridos describen que la disposición del grupo -OH a la derecha en el C asimétrico determina el isómero D, si está situado a la izquierda es un isómero L. Por otro lado, Al tener uno o más carbonos asimétricos, desvían el plano de luz polarizada cuando esta atraviesa una disolución de los mismos. Si lo hacen a la derecha son dextrógiros (+), hacia la izquierda levógiros (-). Además, la estructura cíclica de los monosacáridos depende de los grupos aldehídos o cetonas pueden reaccionar con un hidroxilo de la misma molécula convirtiéndola en anillo, puesto que si el aldehído o cetona reacciona con el -OH se forma un hemiacetal, dando enlaces intra moleculares lo cual el anillo puede ser furanósico (por su semejanza al furano), o piranóxico (por su semejanza al pirano).
No obstante, las formas anoméricas en las formas cíclicas aparece un nuevo carbono asimétrico o anómero (el que antes tenía el aldehído o cetona) produciendo que los anómeros serán α si el -OH de este nuevo carbono asimétrico queda hacia abajo y β si lo hace hacia arriba en la forma cíclica. Cabe mencionar, que al no ser plano el anillo de piranosa, puede adoptar dos conformaciones en el espacio ya sea la forma «cis» o de nave y la «trans» o silla de montar.
*Disacáridos: Son glúcidos formados por la unión de dos monosacáridos con pérdida de una molécula de agua; esta unión se forma a expensas del grupo oxidrilo del aldehído o cetona potencial de un monosacárido y de un oxidrilo de un grupo alcohólico secundario del otro. Ej.: lactosa (galactosa + glucosa); sacarosa (glucosa + fructosa); maltosa (glucosa + glucosa). Cabe resaltar, que estos pueden clasificarse en: (a) reductores que son azúcares que contienen un grupo carbonilo reactivo, siendo oxidados con facilidad a diversos productos por tratamiento con soluciones alcalinas de iones metálicos, ejemplos: maltosa, celobiosa, lactosa, gentobiosa; y (b) No reductores que no son oxidados con facilidad, debido a que sus átomos de carbono anomeros están fijos en un enlace glucosídico y no reducen los iones metálicos, ejemplos: sacarosa, trehalosa.
*Oligosacáridos: Son productos de condensación de 3 a 10 monosacáridos; cabe mencionar que Cota clasifica los disacáridos dentro de los oligosacáridos.
*Polisacáridos: Son productos de condensación de más de 10 unidades de monosacáridos, además estos son macromoléculas formadas por enlaces O-glucosídicos con pérdida de una molécula de agua por enlace, y son las biomoléculas más abundantes de la tierra. También, describe las siguientes características que poseen estos compuestos: (1) Peso molecular elevado, (2) No tienen sabor dulce, (3) Pueden ser insolubles o formar dispersiones coloidales, (4) No poseen poder reductor, (5) No reducen los óxidos metálicos, (6) Por hidrólisis con ácidos o enzimas, producen monosacáridos sencillos, y/o derivados sencillos de monosacáridos, (7) Se hidrolizan por el grupo de enzimas “Polisacaridasas” y (8) La D-glucosa es la unidad monosacárida predominante.
Por otro lado, Bender (2010) los clasifica en dos (1) Homopolisacáridos que son formados por monosacáridos de un solo tipo y se clasifican en (a) Homopolisacaridos de Reserva los cuales lo componen los homoglucanos [Almidón (amilosa y amilopectina) y Glucogeno] y el homofructano (Inulina); y (b) Homopolisacaridos Estructurales los cuales son la celulosa y quitina. Y (2) Heteropolisacárido el cual los polímeros lo forman más de un tipo de monosacárido los cuales son la (a) Pectina (de reserva), (b) Ácido Hialurónico, (c) Sulfato de Condroitina, y (d) Heparina.
A todo esto, los carbohidratos son elementos principales en la alimentación, se encuentran principalmente en azúcares, almidones y fibra; su función principal es el aporte energético porque son una de las sustancias principales que necesita los organismos, junto a las grasas y las proteínas; además de cumplir la función de reserva en los vegetales, puesto que, la glucosa es el carbohidrato más importante, debido a que casi todo el carbohidrato de la dieta se absorbe hacia el torrente sanguíneo como glucosa se forma mediante la hidrólisis del almidón y los disacáridos de la dieta, y otros azúcares se convierten en glucosa en el hígado. Además, es el principal combustible metabólico de mamíferos (excepto de los rumiantes), y un combustible universal del feto. No obstante, es el precursor para la síntesis de todos los otros carbohidratos en el cuerpo, incluso glucógeno para almacenamiento; ribosa y desoxirribosa en ácidos nucleicos; galactosa en la lactosa de la leche, en glucolípidos, y en combinación con proteína en glucoproteínas y proteoglucanos. Para finalizar, que las enfermedades relacionadas con el metabolismo de los carbohidratos son diabetes mellitus, galactosemia, enfermedades por depósito de glucógeno e intolerancia a la lactosa.
Referencias
Bender, D. (2010). Harper. Bioquímica Ilustrada. México, D.F.: McGRAW-HILLCota, E. (2013). Biomoléculas Orgánicas – Glúcidos.Dra. Cardellá, L. y Dr. Hernández, R. (2007). Bioquímica Humana. Cuba: Editorial Ciencias MédicasGonzález, M. (2004). Estudio de Hábitos Alimenticios en los Estudiantes de la Universidad de las Américas, Puebla.Dr Oñativia, A. (2011). Cartilla de Bioquímica Tomo I.Hernández, A. (s.f.). Nutrición. Hidratos de Carbono o Carbohidratos.
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