TEMA 2: LOS GLÚCIDOS

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Químicamente, los glúcidos están formados por C, O e H y su fórmula química es CnH2nOn. Antiguamente se les llamaba hidratos de carbono o carbohidratos o azúcares. El nombre de hidratos de carbono o carbohidratos era porque su fórmula química parecía indicar que están formados por carbonos hidratados: Cn(H2O)n y el nombre de azúcares viene de que la mayoría tiene sabor dulce. Su grupo funcional es el grupo CARBONILO (doble enlace oxígeno y carbono). Segn se encuentre este grupo en el primer o segundo carbono se le denomina ALDEHÍDO o CETONA, respectivamente. Por ell, químicamente son aldehidos o cetonas polihidroxilados (con muchos grupos hidroxilo). Los glúcidos más importantes son los monosacáridos, los disacáridos y los polisacáridos. Los glúcidos más sencillos están formados de 3 a 9 átomos de C y se llaman monosacáridos. La unión de dos monosacáridos forman los disacáridos y la unión de muchos monosacáridos forman los polisacáridos. Los monosacáridos y los disacáridos presentan sabor dulce, por lo que se conocen con el nombre de azúcares.  

CLASIFICACIÓN

Los monosacáridos u osa no son hidrolizables (no se pueden romper con el agua: hidrólisis). El resto de glúcidos sí lo son. Los monosacáridos u osas  se unen mediante enlace O-glucosídico formando los demás tipos de glúcidos: los ósidos. El enlace O-glucosídico se puede romper por hidrólisis. Los ósidos pueden ser holósidos si sólo contienen glúcidos o heterósidos si además contienen alguna sustancia no glucídica. Dentro de los ósidos tenemos los oligosacáridos que tienen de 2 a 10 monosacáridos y los polisacáridos que tienen más de 10 monosacáridos. Los oligosacáridos se nombran disacáridos, trisacáridos, tetrasacáridos…, según el número de monosacáridos que presentan. Los más importantes son los disacáridos (únicos que estudiaremos). Los polisacáridos se clasifican en homopolisacáridos o heteropolisacáridos, según si están formados por la repetición de un único tipo de monosacárido o de dos o más monosacáridos diferentes, respectivamente. Los heterósidos se llaman glucolípidos si la parte no glucídica es un lípido y se llaman glucoproteínas si la parte no glucídica es una proteína. 

FUNCIONES GENERALES

Energética: el monosacárido glucosa es la principal fuente energética de las células, aunque  también pueden usar otros monosacáridos. Los polisacáridos almidón y glucógeno que están formados únicamente por glucosas unidas por enlaces O-glucosídicos fácilmente hidrolizables, tienen función de reserva energética, ya que liberan rápidamente glucosas por hidrólisis cuando se necesite. Estructural: los polisacáridos celulosa y quitina tienen función estructural, ya que la celulosa forma las paredes celulares de vegetales y la quitina forma  el exoesqueleto de los artrópodos. La ribosa y la desoxirribosa son dos monosacáridos que forman parte del ARN y del ADN, respectivamente.

LOS MONOSACÁRIDOS

Son los glúcidos más sencillos y están formados de 3 a 9 átomos de C, aunque los más comunes son de 3, 5 y 6 átomos de C. Tienen sabor dulce y son fácilmente solubles en agua. Se nombran poniendo tri-, tetra-, penta-, hexa-… según el número de carbonos que tenga y termina en –osa, añadiendo el prefijo aldo- o ceto-, según contenga un grupo aldehído o cetónico, respectivamente. Por ejemplo la glucosa, la galactosa y la fructosa son hexosas, la fructosa es una cetohexosa y la glucosa y la galactosa son aldohexosas.  Son sólidos cristalinos de color blanco (cuando no están en disolución), de sabor dulce y fácilmente solubles en agua. 

Los monosacáridos en el plano se suelen representar mediante fórmulas lineales o de cadena abierta denominadas proyecciones de Fischer, en las que se sitúa el grupo principal (aldehído o cetona) en la parte superior (C1 y C2, respectivamente) y los grupos hidroxilo se sitúan a la izquierda o derecha de cada carbono formando ángulos de 90º. Se ha comprobado que las aldopentosas y las hexosas cuando se encuentran en disolución no se presentan en forma de cadena abierta (fórmula de proyección de Fischer), sino que presentan estructura cíclica, es decir forman anillos estables hexagonales o pentagonales, a estas estructuras se las denomina proyecciones de Haworth. La estructura cíclica se presenta como un plano con los radicales de cada carbono en la parte superior o inferior de dicho plano.

LOS MÁS IMPORTANTES

∙Triosas (gliceraldehído y dihidroxiacetona): Se encuentran en el interior celular donde actúan como (metabolitos) intermediarios en el metabolismo de la glucosa y otros glúcidos (ver tema del metabolismo). ∙Pentosas (ribosa, desoxirribosa y ribulosa): La ribosa forma parte del ARN y del ATP, la desoxirribosa forma parte del ADN (la desoxirribosa es igual que la ribosa pero con un átomo de oxígeno menos en el segundo carbono). ∙Hexosas (Glucosa, Galactosa y Fructosa): La fructosa es el azúcar presente en muchas frutas, es un cetosa. Forma parte de la sacarosa. La glucosa al igual que la galactosa son aldosas. La glucosa se puede encontrar libre en muchas frutas especialmente las uvas a las que da sabor dulce, también se encuentra en la sangre de los animales, forma parte de otros glúcidos más complejos (almidón, glucógeno, maltosa etc.) por lo que se puede obtener por hidrólisis de los mismos. Es el principal combustible que utilizan las células para obtener energía, y en el caso de las neuronas el único. La galactosa no aparece en forma libre sino que junto con glucosa forma el disacárido lactosa presente en la leche de los mamíferos.

LOS DISACÁRIDOS

Los disacáridos son oligosacáridos que se forman por la unión de 2 monosacáridos. Al igual que los monosacáridos, tienen sabor dulce (se llaman también azúcares) y son solubles en agua. La unión de los monosacáridos se produce con pérdida de una molécula de agua formando un enlace llamado enlace O-glucosídico u O-glicosídico (como se queda un O uniendo los dos monosacáridos el nombre empieza por O-). El enlace 0-glicosídico es un enlace covalente que se forma al reaccionar dos grupos  alcohólicos de dos monosacáridos distintos, en su formación se desprende una molécula de agua y ambos monosacáridos quedan unidos mediante un puente de oxígeno. El enlace O-glucosídico es característico de disacáridos y de polisacáridos, ya que la unión de monosacáridos (2 monosacáridos o muchos) es siempre mediante este tipo de enlace.      Observa en la imagen a la maltosa que se forma por la unión de 2 glucosas, donde se señalan los dos grupos hidroxilo (-OH) de donde se libera H2O para formar el enlace  O-glucosídico.

Los monosacáridos y los disacáridos excepto la sacarosa tienen poder reductor. La presencia del grupo carbonílico (C=O) que aparece en el grupo aldehído o cetónico, tiene poder reductor frente a determinadas sustancias, ya que este grupo carbonilo se puede oxidar a grupo carboxilo (COOH). Esta propiedad es detectable en laboratorio mediante la reacción de Fehling.

LOS POLISACÁRIDOS

Los polisacáridos están formados por muchas unidades de monosacáridos unidos mediante enlaces O-glucosídicos, a diferencia de monosacáridos y disacáridos no tienen sabor dulce, por lo que no se llaman azúcares, ni son solubles en agua ni tienen poder reductor. Los polisacáridos más importantes son el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina. Todos ellos están formados por la unión (repetición) de muchas moléculas de glucosa, excepto la quitina que está formada por la repetición de un derivado de la glucosa llamado N-acetil-glucosamina (es glucosa con un grupo acetil unido a un nitrógeno.

El almidón y el glucógeno son polisacáridos ramificados, ya que aunque la mayoría de las glucosas se unen en línea (observa los enlaces entre los carbonos 1 y 4), algunas se unen formando ramificaciones (enlaces entre los carbonos 1 y 6). Sin embargo la celulosa y la quitina son polisacáridos lineales (no forman ramificaciones). La celulosa y la quitina tienen función estructural (la celulosa forma las paredes celulares de vegetales y la quitina forma el exoesqueleto de los artrópodos que es como una armadura que protege al artrópodo y en dicho exoesqueleto se insertan los músculos para producir movimiento) y el almidón y el glucógeno tienen función de reserva energética ya que son reservas de glucosa (la glucosa es el principal combustible celular, es decir, la molécula más usada en las células para producir energía) que liberarán rompiendo por hidrólisis sus enlaces O-glucosídicos cuando haga falta. El almidón es el polisacárido de reserva en vegetales y el glucógeno es el polisacárido de reserva en animales. El glucógeno se acumula en el hígado y en las células musculares. Los que tienen función estructural presentan enlaces ß glicosídicos ya que son más difíciles de romper, y los que tienen función de reserva presentan enlaces α glicosídicos que se forman y se hidrolizan con facilidad.