En la clase de bioquímica se introdujo el tema de los carbohidratos, sus funciones básicas, su clasificación y sus formas naturales.
Así como la explicación del cómo el cuerpo lo utiliza para la producción de energía, en este nuevo tema del blog trataremos de abarcar el tema de los carbohidratos y se agregará contenido extra para ampliar la información.
¿Qué son los carbohidratos?
Nos vamos a basar en 3 definiciones diferentes de los carbohidratos con fines comparativos.
1. Son un
vínculo directo entre la energía solar y la energía de los enlaces químicos de
los seres vivos. (Más de la mitad de todo el carbono "orgánico" se encuentra en
los carbohidratos.) Se forman durante la fotosíntesis (1)
2 Biomoléculas compuestas por carbono,
hidrógeno y oxígeno, cuya función en los seres vivos, es proporcionar energía (2)
3. Son uno de los principales nutrientes en nuestra alimentación. Estos ayudan a proporcionar energía al cuerpo. Se pueden encontrar tres principales tipos de carbohidratos en los alimentos: azúcares, almidones y fibra. (3)
Poniendo en énfasis las definiciones anteriores, se puede establecer lo siguiente:
- La idea general que comparte las 3 definiciones es que el uso de carbohidratos tiene fines energéticos para el organismo.
- La primera definición se concentra en el origen de la biomolécula, mientras que el segundo y el tercero se enfoca en las propiedades del los carbohidratos.
Puntos a considerar
- Fuente importante de producción rápida de energía
- Estructura fundamentales de las células.
- Precursores en la formación de otras biomoléculas
- Se forman durante la fotosíntesis
- Contiene: Carbono, hidrógeno, oxigeno en una proporción (ch20)
- Es la biomolécula más abundante de la tierra
Formación de los Carbohidratos:
Se forman durante la fotosíntesis , un proceso bioquímico
en el que se captura la energía luminosa y se utiliza para impulsar la biosíntesis
de moléculas orgánicas con energía abundante a partir de las moléculas con poca
energía: CO2 y H20. (1)
Por lo tanto, el humano obtiene el carbohidratos mediante las plantas (directamente) o mediante los animales (indirectamente).
Propiedades
La mayoría de los carbohidratos contienen carbono, hidrógeno
y oxígeno en una proporción (CH20)n, de aquí su nombre. (1)
Funciones Principales
Se han adaptado a una
amplia diversidad de funciones biológicas como:
- Fuentes de energía (p. ej., la glucosa)
- Elementos estructurales (p. ej., la celulosa y la quitina en los vegetales y en los insectos, respectivamente).
- Precursores de la producción de otras biomoléculas (p. ej., los aminoácidos, los lípidos, las purinas y las pirimidinas). (1)
- Los carbohidratos proporcionan a los seres vivos capacidades informativas enormes. Las investigaciones de los procesos biológicos, como la transducción de señales, las interacciones cé- lula-célula y la endocitosis. (1)
Clasificación de los carbohidratos:
Los
carbohidratos se clasifican en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos,
según el número de unidades de azúcares sencillos que contengan. (1)
MONOSACÁRIDOS
Los monosacáridos o azúcares sencillos son aldehídos o cetonas polihidroxilados. Los monosacáridos con un grupo
funcional aldehído se denominan aldosas, mientras que los que tienen un grupo ceto
se denominan cetosas.
Monosacáridos importantes:
Glucosa: La D-glucosa, que al principio se denominó dextrosa, se encuentra en
cantidades importantes en todo el mundo vivo. Es el principal combustible
de las células. En los animales, la glucosa es la fuente de energía preferida de
las células cerebrales y de las células que tienen pocas mitocondrias o que carecen
de ellas, como los eritrocitos. Las células que tienen un aporte limitado de oxígeno,
como las del globo ocular, utilizan también grandes cantidades de glucosa para generar
energía. Las fuentes alimentarias son el almidón de las plantas y los disacáridos
lactosa, maltosa y sacarosa.
Fructuosa: La D-fructosa, originalmente denominada levulosa, suele llamarse
azúcar de la fruta por su contenido elevado en los frutos. Se encuentra también en
algunos vegetales y en la miel.
Galactosa: La galactosa es necesario a para sintetizar diversas biomoléculas, entre las que se encuentran la lactosa (en las glándulas mamarias lactantes),
los glucolípidos y determinados fosfolípidos, proteoglucanos y glucoproteínas.
Disacáridos: Los disacáridos son moléculas formadas por dos monosacáridos unidos mediante
un enlace glucosídico.
La digestión de los disacáridos y de otros carbohidratos se produce a través de
enzimas sintetizadas por las células que recubren el intestino delgado. La deficiencia
de alguna de éstas produce síntomas desagradables cuando se ingiere el disacárido
indigerible
Lactosa: Es un disacárido que se encuentra en la leche. Está formado por una molécula de galactosa unida por el grupo hidroxilo del carbono.
Maltosa: Conocida también como azúcar de malta, es un producto intermedia de la hidrólisis del almidón y no parece existir en forma libre en la naturaleza.
Celobiosa: Un producto de degradación de la celulosa, contiene dos moléculas de glucosa ligadas por un enlace glucosídico
La sacarosa: (el azúcar común de mesa: azúcar de caña [Saccharum officinarum]
o azúcar de remolacha [Beta vulgaris]) se produce en las hojas y en los tallos de las
plantas. Es una fuente de energía que se transporta por toda la planta.
POLlSACÁRIDOS
Los polisacáridos, también llamados glucanos, están formados por grandes cantidades
de monosacáridos conectados por enlaces glucosídicos. Los glucanos más pequeños,
llamados oligosacáridos, son polímeros que contienen hasta unos 10 o 15
monómeros y que con mayor frecuencia se encuentran unidos a polipéptidos en ciertas
glucoproteínas, y a algunos glucolípidos.
Homoglucanos: Los homoglucanos que abundan en la naturaleza son el almidón, el glucógeno, la
celulosa y la quitina. Cuando se hidrolizan el almidón, el glucógeno y la celulosa,
todos producen D-glucosa. El almidón y el glucógeno son las moléculas de almacenamiento
de glucosa de las plantas y de los animales, respectivamente. La celulosa
es el componente estructural más importante de las células vegetales.
Almidón: El almidón, la reserva energética de las células, es una fuente significativa
de carbohidratos en la alimentación humana. La mayor parte del valor nutritivo
de los principales alimentos mundiales (p. ej., las patatas, el arroz, el maíz y el trigo).
Glucógeno: El glucógeno es el carbohidrato de almacenamiento de energía de
los vertebrados. Se encuentra con mayor abundancia en las células hepáticas y en las musculares. (El glucógeno puede constituir hasta del 8 al 10% del peso húmedo de
las células hepáticas y del 2 al 3% del de las células musculares.)
Celulosa: La celulosa es un polímero formado por residuos de D-glucopiranosa
unidos por enlaces glucosídicos. Es el polisacárido estructural más
importante de las plantas. Debido a que la celulosa representa alrededor de un tercio
de la biomasa de las plantas, es la sustancia orgánica más abundante de la tierra. (1)
Proceso de obtención de energía
Otra vía metabólica activa durante el estado postprandial es la glucogenogénesis, que se encarga de la síntesis de glucógeno a partir de glucosa, y se da principalmente en el citosol de las células del hígado y el músculo. Esta vía sintética está regulada principalmente por la acción de la enzima glucógeno sintasa, que es activada gracias a la insulina, cuya cascada culmina con la activación de unas fosfatasas que desfosforilan y activan a la glucógeno sintasa, promoviendo de esta manera la glucogenogénesis, mientras inhiben la vía glucogenolítica, ya que las fosfatasas causan la desfosforilación e inactivación de su hormona reguladora (la glucógeno fosforilasa).
En conclusión, los carbohidratos o glúcidos, son biomoléculas muy importantes para el organismo, para entender mejor seria muy interesante comparar el uso que se da a los carbohidratos con la gasolina, pues los autos necesitan gasolina para moverse así como el humano necesita carbohidratos para vivir.
- Los carbohidratos provienen de las plantas mediante la fotosíntesis.
- Existe una clasificación de los carbohidratos según el número de unidades de azucares contenidos.
- Monosacáridos, Disacáridos y Polisacáridos.
- El principal monosacárido es la glucosa, principal unidad energética utilizado en las células del organismo, mientras que las "llaves" para este proceso es la insulina.
- La mayor parte de los carbohidratos existentes en el mundo esta formado como celulosa
Alexis May Ulloa, Fac. de Enfermería, Universidad Autónoma de Yucatán
Citas y referencias:
1. 2. MCKEE T. BIOQUIMICA LAS BASES MOLECULARES DE LA VIDA [Internet]. 5th ed. México, D. F.: MCGRAW-HILL INTERAMERICANA; 2003 [cited 20 January 2019]. Available from: http://biblio3.url.edu.gt/Publi/Libros/2013/Bioquimica/10-O.pdf2. CASTAÑO OROZCO J. LOS CARBOHIDRATOS [Internet]. 1st ed. México: John Mauricio; [cited 20 January 2019]. Available from: http://web.usbmed.edu.co/usbmed/CURSO_DOCENTE/PORTAFOLIO/G4BELLO_MAURICIO_CASTANO_DISENOCLASE.pdf
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