GLÚCIDOSGLÚCIDOS

Los glúcidos, también denominados azúcares, son compuestos químicos formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O).

Su fórmula empírica es parecida a Cn H2n On , es decir (C H2 O)n . Por ello, se les suele llamar también hidratos de carbono o

carbohidratos. Este nombre es en realidad poco apropiado, ya que no se trata de átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino de átomos de carbono unidos a grupos alcohólicos (-OH), llamados también hidroxilos, y a radicales hidrógeno (-H). Además, siempre hay un grupo cetónico o un grupo aldehído.

Este grupo carbonilo puede ser:

•Un grupo aldehído (—CHO)•Un grupo cetónico (—CO—)

. DEFINICIÓN DE GLÚCIDOS.

C OR H

C OR R

Así, los glúcidos pueden definirse como un monómero o polímeros de polialcoholes con una función aldehída (polihidroxialdehídos) o cetona (polihidroxicetona).

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■ Monosacáridos u osas. Poseen de 3 a 8 átomos de carbono en su molécula.■ Ósidos. Están formados por la unión de varios monosacáridos, pudiendo existir además otros compuestos en su molécula. ● Holósidos. Están formados sólo por monosacáridos.

▪ Oligosacáridos. Si está formado entre 2 y 10 monosacáridos iguales o diferentes.

▪ Polisacáridos. Si su número es superior a 10 monosacáridos.

- Homopolisacáridos. Si son todos iguales. - Heteropolisacáridos. Si hay más de un tipo de

monosacáridos. ● Heterósidos. Están formados por monosacáridos y otros compuestos no glucídicos

1.2. CLASIFICACIÓN

MONOSACÁRIDOS

Glúcidos más sencillos. Constituidos por una sola cadena polihidroxialdehídica o polihidroxicetónica. A partir de 7 carbonos son inestables.Se nombran añadiendo la terminación -osa al número de carbonos Por ejemplo, triosa, tetrosa, pentosa, hexosa, etc.La formula general es : Cn(H2O)n Blancos, dulces, solubles en agua, cristalizables Función energética y en algunos casos estructural.

PENTOSAS

• Son glúcidos con cinco átomos de carbono.

• En la naturaleza sólo se encuentran cuatro: la D-ribosa, en el ácido ribonucleico, la D-2-desoxirribosa, en el ácido desoxirribonucleico, la D-xilosa, que forma el polisacárido xilana de la madera, y la L-arabinosa, formando el polisacárido arabana que es uno de los componentes de la goma arábiga.

• Entre las cetopentosas cabe citar la D-ribulosa. que desempeña un importante papel en la fotosíntesis, debido a que se une a la molécula de dióxido de carbono (CO2), que queda así incorporada al ciclo de la materia viva.

• Las aldopentosas al disolverse en agua forman moléculas cíclicas

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HEXOSAS

Son glúcidos con seis átomos de carbono.

Entre ellas tienen interés en biología la glucosa, la manosa y la galactosa.

Entre las cetohexosas cabe citar la fructosa. En disolución, la estructura lineal se cierra sobre si misma formando un hexágono, si es una aldosa, parecido al de una molécula llamada pirano, o un pentágono, si es una cetosa semejante al de una molécula llamada furano.

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• Glucosa. Es el glúcido más abundante; es el llamado azúcar de uva. En la sangre se halla en concentraciones de un gramo por litro.

Galactosa. Se puede hallar en la orina de los animales. Junto con la D-glucosa forma el disacárido lactosa, glúcido propio de la leche. Se la encuentra también como elemento constitutivo de muchos polisacáridos (gomas, pectina y mucílagos).

Fructosa. Es una cetohexosa. Se encuentra libre en la fruta y, asociada con la glucosa, forma la sacarosa. En el hígado se transforma en glucosa, por lo que tiene el mismo poder alimenticio que ésta.

DISACARIDOS Los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos, que se realiza de dos formas:

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• Mediante enlace monocarbonílicoentre el carbono anomérico del primer monosacárido y un carbono cualquiera no anomérico del segundo. Sigue teniendo la capacidad reductora.

• Mediante enlace dicarbonílico,entre los dos carbonos anoméricos de los dos monosacáridos, con lo que se pierde la capacidad reductora, por ejemplo, la sacarosa.

PRINCIPALES DISACÁRIDOS CON INTERÉS BIOLÓGICO

Maltosa. Disacárido formado por dos moléculas de glucosa. La maltosa se encuentra libre en el grano germinado de la cebada. La cebada germinada artificialmente se utiliza para fabricar cerveza, y tostada se emplea como sustitutivo del café, es la llamada malta. En la industria se obtiene a partir de la hidrólisis del almidón y del glucógeno.

Lactosa. Disacárido formado por una molécula de galactosa y otra de glucosa .Se encuentra libre en la leche de los mamíferos. Dado que resulta muy difícil de fermentar, es estable incluso dentro de organismos de sangre caliente. No forma polímeros.

Sacarosa. Disacárido formado por una molécula de glucosa y otra de fructosa. Se encuentra en la caña de azúcar (20 % en peso) y en la remolacha azucarera (15 % en peso).La sacarosa si se hidroliza. Es lo que pasa en la miel debido a las enzimas (sacarasas) existentes en la saliva de las abejas.

OLIGOSACÁRIDOS SUPERIORES •Son moléculas formadas por la unión de varios monosacáridos (menor número de 11 o de 15 según los autores) y que tienen importantes funciones en la célula.

• Ya que están presentes en las envolturas celulares y unidos a otros tipos de macromoléculas como lípidos y proteínas.

• Por ejemplo, son las moléculas responsables:

del reconocimiento de los espermatozoides por ovocitos de su misma especie,

o los de las hormonas hacia las células diana

o las células de un individuo a las de otro individuo de la misma especie.

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POLISACÁRIDOS Los polisacáridos están formados por la unión de muchos monosacáridos (de once a varios miles) por enlaces O-glucosídico, con la pérdida de una molécula de agua por cada enlace. •Tienen pesos moleculares muy elevados. •No tienen sabor dulce. •Pueden ser insolubles, como la celulosa, o formar dispersiones coloidales, como el almidón. •Pueden desempeñar funciones estructurales o de reserva energética. •Los polisacáridos que con función estructural presentan enlace β-glucosídico, y los de función de reserva energética presentan enlace α-glucosídico. En los polisacáridos diferenciamos:

•homopolisacáridos, polímeros de un solo tipo de monosacárido.•heteropolisacáridos, polímeros de más de un tipo de monosacárido.

CLASIFICACIÓN

3.Por los monosacáridos constituyentes: a. Homopolisacáridos: mismo tipo de monosacárido repetido b. Heteropolisacáridos: diferente tipo de monosacárido

4.Por la ramificación de la molécula a. Lineales: Cada monosacárido dos enlaces glucosídicos a otros b. Ramificados: Algún monosacárido con más de dos uniones a otros

5.Por su función a. Estructurales : Forman elementos estructurales de las células o los

organismos pluricelulares b. De reserva: Reserva de monosacáridos c. De reconocimiento: Identificación celular

6.α - glúcidos suelen ser de reservaβ - glúcidos suelen ser estructurales

Polisacáridos de reserva suelen ser ramificados y se encuentran en citoplasma o vacuolas. Sirven para acumular monosacáridos, generalmente glucosa. Ejemplos el almidón en vegetales y el glucógenos en animales

Polisacáridos estructurales suelen ser lineales. Ejemplos , la celulosa en vegetales y la quitina en animales artrópodos.

Almidón

Los depósitos de almidón se encuentran en las semillas y en los tubérculos, como la papa y el boniato. A partir de ellos, las plantas pueden obtener energía sin necesidad de luz.

El almidón es la base de la dieta de la mayor parte de la humanidad. El almidón está integrado por dos tipos de polímeros la amilosa en un 30 % en peso, y la amilopectina en un 70 %.

Es el polisacárido de reserva propio de los vegetales. Se acumula en forma de gránulos dentro de los plastos de la célula vegetal( Aminoplastos) Está formado por miles de moléculas de glucosa.

Al no estar disuelto en el citoplasma, constituye una gran reserva energética que ocupa poco volumen.

Glucógeno

El glucógeno es el polisacárido propio de los animales. Se encuentra en el hígado y en los músculos. Forma dispersiones coloidales en el interior de la célula. Desde el punto de vista químico es similar al almidón, pero con mas ramificacionesTiene hasta unas 15 000 moléculas de maltosa(2 glucosas)Las enzimas amilasas sobre el glucógeno dan maltosas y dextrina. Luego, mediante las enzimas R-desramificantes y las maltasas, se obtiene glucosa.

Un dato importante es que la frecuencia de ramificación del glucógeno favorece la disponibilidad de glucosa en el caso de los animales, cuya actividad y por tanto, requerimiento energético, es mayor.

Celulosa

La celulosa es un polisacárido con función esquelética propio de los vegetales.

Es el elemento principal de la pared celular. Esta pared encierra a la célula y que persiste tras la muerte de ésta. Las fibras vegetales (algodón, lino, cáñamo, esparto, etc.) y el interior del tronco de los árboles (el leño o madera) están básicamente formados por paredes celulósicas de células muertas.

El algodón es casi celulosa pura, mientras que la madera tiene un 50 % de otras sustancias que aumentan su dureza.

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• La peculiaridad del enlace de la celulosa es inatacable por las enzimas digestivas humanas; por ello, este polisacárido no tiene interés alimentario para el hombre.

• Muchos microorganismos y ciertos invertebrados como el pececillo de plata o el molusco taladrador de la madera son capaces de segregar celulasas.

• Los insectos xilófagos, como las termitas, y los herbívoros rumiantes aprovechan la celulosa gracias a los microorganismos simbióticos del tracto digestivo, que producen celulasas.

• Los rumiantes, como la oveja, tienen un voluminoso estómago que les sirve como tanque de fermentación; por ello en sus heces no hay restos celulósicos. En los herbívoros no rumiantes, como el caballo y el elefante, sí hay.

Quitina

•La quitina es un polímero (homopolisacárido) un derivado de la glucosa •Es un polisacárido que realiza una función de sostén. •Forma cadenas paralelas. •Es el componente esencial del exoesqueleto de los artrópodos, y parece que tiene mucho que ver en el gran éxito evolutivo de estos organismos. •En los crustáceos se encuentra impregnada de carbonato cálcico, lo que aumenta su dureza.•Se encuentra ampliamente difundido entre los hongos (en los que forma la membrana de secreción).

HETEROPOLISACÁRIDOS

Los heteropolisacáridos son sustancias que por hidrólisis dan lugar a varios tipos distintos de monosacáridos o de derivados de estos. Los principales son pectina, agar-agar y goma arábiga. Pectina. Se encuentra en la pared celular de los tejidos vegetales. Abunda en la manzana, pera, ciruela y membrillo. Posee una gran capacidad gelificante que se aprovecha para preparar mermeladas. Agar-agar. Se extrae de las algas rojas o rodofíceas. Es muy hidrófilo y se utiliza en microbiología para preparar medios de cultivo. Goma arábiga. Es una sustancia segregada por las plantas para cerrar sus heridas. Tiene interés industrial. Hemicelulosas. Grupo muy heterogéneo que engloba diversos polímeros de pentosas y hexosas que se encuentran asociadas a la celulosa y que tienen la misma función estructural que esta.

Goma arábiga

Agar agar

GLÚCIDOS ASOCIADOS A OTRO TIPO DE MOLÉCULAS Los principales tipos de asociación entre glúcidos y otros tipos de moléculas son:

• Heterósidos• Peptidoglucanos• Proteoglucanos• Glucoproteínas• Glucolípidos

Heterósidos Los heterósidos resultan de la unión de un monosacárido, o de un pequeño oligosacárido, con una molécula o grupo de moléculas no glucídicas, también de bajo peso molecular, denominadas aglucón.

Los principales son: la digitalina, que se utiliza en el tratamiento de enfermedades vasculares; los antocianósidos, responsables del color de las flores, los tanósidos, que tienen propiedades astringentes y curtientes, algunos antibióticos, como la estreptomicina, los nucleótidos, derivados de la ribosa y de la desoxirribosa, que forman los ácidos nucleicos, etc

Peptidoglucanos . Constituyen la pared bacteriana

Proteoglucanos estructurales. Forman la matriz extracelular de los tejidos conjuntivos, cartilaginosos y óseos. El ácido hialurónico, además, abunda en el líquido sinovial, en la rodilla, y en el humor vítreo, en el ojo.

Proteoglucanos de secreción. El más conocido es la heparina. Se encuentra en la sustancia intercelular, principalmente en el hígado y en el pulmón. Impide el paso de protrombina a trombina y con ello impide la coagulación de la sangre. Está también presente en la saliva de animales hematófagos (sanguijuelas, mosquitos, vampiros, etc.). En medicina se utiliza para evitar las trombosis.

Glucoproteínas Las glucoproteínas son moléculas formadas por una pequeña fracción glucídica (generalmente un 5 % y como máximo un 40 %) y una gran fracción proteica, que se unen mediante enlaces fuertes (covalentes).

Las principales son:

•Las mucinas de secreción, como las salivales. •Las glucoproteínas de la sangre, como la protrombina y las inmunoglobulinas.•Las hormonas gonadotrópicas.•Algunas enzimas ribonucleasas. •Las denominadas glucoproteínas de las membranas celulares. Éstas presentan una gran heterogeneidad, debido a las variaciones en la secuencia de monosacáridos.

Glucolípidos

Los glucolípidos están constituidos por monosacáridos u oligosacáridos unidos a lípidos. Generalmente se encuentran en la membrana celular, especialmente en el tejido nervioso.

FUNCIONES GENERALES DE LOS GLÚCIDOS

Los glúcidos son uno de los cuatro principios inmediatos orgánicos propios de los seres vivos. Su proporción en las plantas es mucho mayor que en los animales. En las plantas constituyen con mucho el principal componente orgánico. Se forman directamente en la fotosíntesis.En los seres vivos sus funciones principales son:

1. Función energética2. Función estructural.3. También pueden realizar funciones específicas

Función energética. El glúcido más importante es la glucosa, ya que es el monosacárido más abundante en el medio interno, y puede atravesar la membrana plasmática sin necesidad de ser transformado en moléculas más pequeñas. El almidón, el glucógeno, etc, son formas de almacenar glucosas. El almidón, por ejemplo, permite acumular miles de glucosas sin que ello implique un incremento en la concentración del medio interno celular.

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Función estructural. Se ha de destacar la importancia del enlace β que impide la degradación de estas moléculas y hace que algunos organismos puedan permanecer cientos de años, en el caso de los árboles, manteniendo estructuras de hasta 100 metros de altura. Entre los glúcidos con función estructural destacan:•Celulosa en los vegetales•Quitina en los artrópodos•Ribosa y desoxirribosa en los ácidos nucleicos de todos los seres vivos•Peptidoglucanos en las bacterias•Condroitina en huesos y cartílagos

Otras funciones específicas de determinados glúcidos son:

antibiótico (estreptomicina), vitamina (vitamina C)anticoagulante (heparina) hormonal (hormonas gonadotropas)enzimática (junto con proteínas forman las ribonucleasas)inmunológica (las glucoproteínas de la membrana constituyen antígenos y, por otro lado, las inmunoglobulinas o anticuerpos están formadas en parte por glúcidos)protectora (goma arábiga)marcadores de membrana, ya que algunos glúcidos oligosacáridos unidos a lípidos y proteínas de membrana sirven de señas de identidad celular actuando de marcadores de membrana, receptores de señales, etc.

ACTIVIDAD 3. Los Glúcidos1.-¿Podrás reconocer algún azúcar entre las siguientes moléculas? -Aceite -Celulosa -Ácidos grasos -Sacarosa -Almidón -Quitina -Cera

-Glucógeno - Fosfolípidos -Glucosa -GalactosaFructosa -Maltosa

-Aminoácidos -Lactosa.

2.- ¿Has comido gambas, cangrejos o centollos?. Estos animales contienen quitina, que nunca comes. ¿Sabes que es la quitina? ¿En qué parte del animal se encuentra?

3.- Cuando un deportista está agotado toma glucosa. ¿Qué función crees que tiene esta molécula?

4.-Los monosacáridos son glúcidos: De cadena larga. De 2 a 10 átomos de carbono. Polímeros. Monómeros.

Glúcido Tipo Célula animal o vegetal

Función

Glucosa Fructosa Ribosa

Desoxirribosa Maltosa Lactosa

Sacarosa Celulosa Quitina

Almidón Celulosa

5.- Los polisacáridos son glúcidos: De cadena larga. De 2 a 10 átomos de carbono. Polímeros. Monómeros.6.- Completa el cuadro siguiente: