Exploración y Clasificacion de los Glucidos (TRIMESTRE 1)

  Glucidos

Los glúcidos, carbohidratos o hidratos de carbono, son la clase más abundante de moléculas bio-orgánicas en el planeta Tierra. Aunque su abundancia en el cuerpo humano es relativamente baja, los glúcidos constituyen aproximadamente el 75% en masa de materiales vegetales secos. Las plantas verdes (que contienen clorofila) producen glúcidos a través de la fotosíntesis. En este proceso, el dióxido de carbono del aire y el agua del suelo son los reactivos, y la luz solar absorbida por la clorofila es la fuente de energía. Las plantas tienen dos usos principales para los glúcidos que producen. En forma de celulosa, los glúcidos sirven como elementos estructurales, y en forma de almidón, proporcionan reservas de energía. La ingesta dietética de materiales vegetales es la principal fuente de glúcidos para humanos y animales. La dieta humana promedio idealmente debería ser aproximadamente dos tercios de glúcidos en masa. 

¿Para qué sirven los glúcidos?

Los glúcidos son la principal fuente de energía para el cuerpo humano. Una vez digeridos, los glúcidos se descomponen en glucosa, que es absorbida por el torrente sanguíneo y utilizada por las células como combustible para realizar diversas funciones. Además, la glucosa es especialmente importante para el cerebro y el sistema nervioso central, que dependen en gran medida de este nutriente para funcionar correctamente.

Además de proporcionar energía, los glúcidos desempeñan otros roles importantes en el cuerpo:

• Reserva de energía: se almacenan en forma de glucógeno en el hígado y los músculos. Esta reserva de energía se utiliza cuando los niveles de glucosa en sangre disminuyen, como durante el ayuno o la actividad física intensa.
• Regulación del metabolismo: ayudan a regular el metabolismo del cuerpo al influir en la producción de insulina, una hormona que controla los niveles de glucosa en sangre. Una dieta equilibrada puede ayudar a mantener niveles estables de glucosa en sangre y prevenir problemas de salud como la diabetes.
• Apoyo a la digestión: algunos, como la fibra dietética, son importantes para la salud digestiva. La fibra ayuda a promover la regularidad intestinal, previene el estreñimiento y favorece la salud del colon al alimentar a las bacterias beneficiosas en el intestino.

En definitiva, incluir fuentes saludables de este compuesto en la dieta es fundamental para mantener niveles óptimos de energía y promover el bienestar general.

¿Qué alimentos los tienen?

Los glúcidos se encuentran en una amplia variedad de alimentos, tanto de origen vegetal como animal:

• Frutas: son una excelente fuente de de fructosa, un tipo de azúcar natural. Manzanas, plátanos, naranjas, uvas y bayas son algunas de las frutas más ricas en este compuesto.
• Verduras: en forma de almidón y fibra. Patatas, boniato, zanahorias, guisantes y maíz son ejemplos de verduras ricas en glúcidos.
• Cereales y productos de grano entero: como el arroz integral, la quinoa, la cebada y la avena, son excelentes fuentes de glúcidos complejos y fibra dietética.
• Legumbres: como las judías, lentejas y garbanzos, son ricas en glúcidos, proteínas y fibra.
• Productos lácteos: en forma de lactosa, un tipo de azúcar presente en la leche de mamíferos. Yogur, queso y kéfir son ejemplos de productos lácteos que los contienen.
• Alimentos procesados: como panes, galletas, cereales para el desayuno y bollería, contienen glúcidos refinados en forma de harina blanca y azúcares añadidos. Sin embargo, es importante consumir estos alimentos con moderación y optar por opciones más saludables siempre que sea posible.

En conclusión, los glúcidos son una parte esencial de una dieta equilibrada y saludable. Al incluir una variedad de fuentes de este compuesto en la dieta, se puede garantizar un suministro adecuado de energía y nutrientes para mantener el funcionamiento óptimo del cuerpo y promover la salud en general.

Estructura Química Básica

Monosacáridos

Los monosacáridos (mono- = “uno”; sacchar- = “azúcar”) son azúcares simples, de los cuales el más común es la glucosa. Tienen una fórmula de \[(\text{CH}_2\text O)_n\], y suelen contener de tres a siete átomos de carbono.

La mayoría de los átomos de oxígeno en los monosacáridos se encuentra en grupos hidroxilo (\[\text{OH}\]), pero uno de ellos es parte de un grupo carbonilo (\[\text C=\text O\]). La posición del grupo carbonilo (\[\text C=\text O\]) puede servir para clasificar los azúcares:

• Si el azúcar tiene un grupo aldehído, o sea, si el C carbonilo es el último de la cadena, se llama aldosa.
• Si el C carbonilo se encuentra dentro de la cadena, o sea, tiene otros carbonos a ambos lados, forma un grupo cetona y el azúcar se denomina cetosa.

La glucosa y sus isómeros

Un monosacárido importante es la glucosa, un azúcar de seis carbonos con la fórmula \[\text C_6\text H_{12}\text O_6\]. Otros monosacáridos comunes incluyen la galactosa (que forma parte de la lactosa o azúcar de la leche) y la fructosa (que se encuentra en la fruta).

La glucosa, galactosa y fructosa tienen la misma fórmula (\[\text C_6\text H_{12}\text O_6\]), pero difieren en la organización de sus átomos, por lo que son isómeros. La fructosa es un isómero estructural de la glucosa y la galactosa: sus átomos en realidad están enlazados en un orden diferente.

La glucosa y la galactosa son estereoisómeros entre sí: sus átomos están enlazados en el mismo orden, pero estos tienen una organización tridimensional diferente alrededor de uno de sus carbonos asimétricos. Puedes verlo en el diagrama como un cambio en la orientación del grupo hidroxilo (\[\text{OH}\]), marcado en rojo. Esta pequeña diferencia es suficiente para que las enzimas puedan distinguir entre la glucosa y la galactosa, y elijan solo uno de los azúcares para formar parte de una reacción química\[^1\].

Formas anulares de los azúcares

Es posible que hayas notado que todos los azúcares que hemos estudiado hasta el momento son moléculas lineales (cadenas rectas), lo que puede parecer extraño, porque los azúcares se representan en forma de anillos. Resulta que ambas formas son correctas: muchos azúcares de cinco y seis carbonos pueden existir como una cadena lineal o en una o más formas anulares.

Estas formas existen en equilibrio entre sí, pero este favorece considerablemente a las formas anulares (particularmente en una solución acuosa o a base de agua). Por ejemplo, en una solución, la configuración principal de la glucosa es un anillo de seis miembros. Prácticamente toda la glucosa se encuentra en esta forma\[^3\].

Aunque la glucosa tenga un anillo de seis miembros, puede ocurrir de dos formas diferentes con distintas propiedades. Durante la formación del anillo, el \[\text O\] del carbonilo, que se convierte en un grupo hidroxilo, quedará atrapado por “arriba” (en el mismo lado que el grupo \[\text{CH}_2\text{OH}\]) o por “debajo” (del lado contrario de este grupo) del anillo. Cuando el hidroxilo está debajo, se dice que la glucosa está en su forma alfa (α) y cuando está arriba, que está en su forma beta (β).

Clasificacion de los Glucidos

1. Monosacáridos u osas: son los más sencillos. No son hidrolizables; esto es, no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos más simples. Constituyen los monómeros a partir de los cuales se forman los demás glúcidos. Ejemplos de monosacáridos son la glucosa, fructosa y  ribosa.
   
   
2. Ósidos: Formados por la unión de varios monosacáridos mediante enlaces Oglicosídicos, pudiendo poseer en su molécula otros compuestos diferentes de los glúcidos. Son hidrolizables, descomponiéndose en los monosacáridos y demás compuestos que los constituyen. Se dividen en:
   
   
• Holósidos. Son aquellos que están constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno, exclusivamente. A su vez se subclasifican en:
  
  
  • Disacáridos, formados por 2 monosacáridos unidos.  Sacarosa, maltosa y lactosa.
    
  • Oligosacáridos, formados por entre 2 y 10 monosacáridos unidos.
    
  • Polisacáridos, formados por un gran número de monosacáridos. El almidón, el glucógeno y la celulosa son policsacáridos.
  
  
• Heterósidos. Formados por osas y otros compuestos que no son glúcidos. Por lo tanto, además de carbono, hidrógeno y oxígeno, contienen otros elementos químicos. Estos compuestos se estudiarán en temas posteriores.