Carbohidratos

Los carbohidratos, también llamados glúcidos, están formados de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno en proporción aproximada de un átomo de carbono por dos de hidrógeno y uno de oxígeno. La proporción de átomos de hidrógeno y átomos de oxígeno es de 2:1 como en el agua. Esto explica el origen del nombre carbohidrato, que significa “hidrato de carbono” o “carbono con agua”. Uno de los carbohidratos que no cumple con esta proporción es la desoxirribosa ya que le falta un oxígeno.

Los seres vivos usan los carbohidratos como su principal fuente de energía. Se originan durante la fotosíntesis, mediante la cual se captura la energía radiante que se convierte en energía química y se almacena en ellos; para que posteriormente, por medio de otro proceso conocido como respiración, esa energía se pueda liberar para realizar las funciones biológicas.

Algunos carbohidratos son importantes en la formación de otros compuestos como en los ácidos nucleicos. También, forman parte de diversas estructuras de las células vivas como las paredes celulares en las que la celulosa es un componente muy importante.

Los carbohidratos se clasifican en tres tipos principales que se llaman monosacáridos, di-sacáridos y polisacáridos. La palabra “sacárido” se deriva de una palabra griega que significa azúcar.

Monosacáridos

Monosacárido significa que tiene un sólo monómero de azúcar. A los monosacáridos se les conoce también como azúcares simples porque son los carbohidratos más sencillos, es decir, no se pueden se-parar por hidrólisis en moléculas más peque-más de azúcar.

Las moléculas de los monosacáridos generalmente contienen de 3 a 8 átomos de carbono, pero los de mayor importancia biológica son los de 5 y 6 átomos de carbono, conocidos como pen-tosas y hexosas respectivamente.

Las pentosas como la ribosa y la desoxirribosa forman parte de las moléculas genéticas llamadas ácido ribonucleico (arn) y ácido desoxirribonucleico (adn), respectivamente. Entre las hexosas más importantes para los seres vivos están la glucosa y la fructosa. La glucosa es el monosacárido más común de los seres vivos y es la subunidad de la que están hechos la mayor parte de los carbohidratos (disacáridos y polisacáridos). La glucosa es elaborada por las células de las plantas verdes durante la fotosíntesis y es el principal combustible tanto en células vegetales como animales. La fructosa se  encuentra en las frutas y en la miel de maíz.

Disacáridos

Son carbohidratos que se forman de la unión de dos monosacáridos, los cuales están unidos por medio de un enlace glicosídico. Los disacáridos se utilizan frecuentemente para el almacena-miento de energía a corto plazo, principalmente en los vegetales. Entre los disacáridos más comunes están la sacarosa, la lactosa y la maltosa. La sacarosa  o azúcar de mesa es el disacárido más utilizado en la alimentación humana. Está compuesto por los monosacáridos glucosa y fructosa, y en la naturaleza abunda en plantas como la caña de azúcar y la remolacha. La lactosa o azúcar de la leche, constituida por glucosa y galactosa, se encuentra sólo en la leche de los mamíferos, ya que se forma exclusivamente en las glándulas mamarias de las hembras de estos animales. La maltosa o azúcar de malta está constituida por dos moléculas de glucosa; se le encuentra en la malta, materia prima en la elaboración de la cerveza. También se obtiene durante la digestión del almidón.

Un disacárido se elabora mediante la síntesis por deshidratación, reacción en la que se elimina una molécula de agua. Cuando los disacáridos son utilizados como fuente de energía, los monosacáridos que los constituyen se separan mediante una reacción de hidrólisis, en la cual se añade una molécula de agua.

Polisacáridos

En la naturaleza, la mayoría de los carbohidratos están en la forma de polisacáridos. Los cuales se forman por la unión en cadena de muchos monosacáridos, principalmente glucosa. Estos carbohidratos funcionan como fuente y almacenamiento de energía y como soporte estructural de los organismos.

El polisacárido más utilizado en la alimentación, es el almidón, que puede presentarse enrollado o como cadenas sin ramificaciones de hasta 1000 subunidades de glucosa o, más frecuente-mente como cadenas ramificadas las cuales pueden estar constituidas por hasta medio millón de monómeros de glucosa. El almidón es la principal reserva alimenticia de la mayoría de las plantas. Alimentos como las papas, el arroz, el maíz y el trigo son ricos en almidón, cuyas unidades de glucosa son sintetizadas en la fotosíntesis. Cuando estos alimentos son ingeridos por un animal, el organismo lo degrada durante la digestión hasta disacáridos o monosacáridos.

El glucógeno es la principal forma de almacenamiento de glucosa en la mayoría de los anima-les; tiene una estructura mucho más ramificada que el almidón. En los vertebrados, el glucógeno se produce  en el hígado y se almacena en él y en los músculos. Cuando el organismo requiere de energía extra, el hígado hidroliza el glucógeno en glucosa.

Uno de los polisacáridos estructurales más importantes es la celulosa, que forma la mayor parte de las paredes celulares de las plantas y aproximadamente la mitad de la masa del tronco de un árbol.

Debido a la gran cantidad de flora (campos, bosques, selvas, etc.) presente en nuestro planeta, la celulosa, es considerada la molécula orgánica más abundante en la Tierra.

La celulosa está formada por muchas cadenas de glucosa colocadas una junto a otra y unidas por puentes de hidrógeno. En conjunto, los enlaces estabilizan las cadenas y forman macizos compactos que se organizan en fibras.Sólo pocos microorganismos (ciertas bacterias, protozoarios y hongos) pueden hidrolizar la celulosa. Las vacas y otros rumiantes, las termitas y las cucarachas pueden utilizar la celulosa como fuente de energía debido a las bacterias simbióticas que viven en sus sistemas digestivos, las cuales digieren la celulosa, es decir, rompen los enlaces entre las moléculas de glucosa.En los animales, el polisacárido estructural más abundante es la quitina, principal componente de los exoesqueletos de los artrópodos como los insectos, cangrejos y arañas. La quitina también se encuentra formando parte de las paredes celulares de muchos hongos. Este polisacárido resistente y duro tiene una estructura parecida a la celulosa, sólo que en la quitina las glucosas tienen agregado un grupo amino.