Carbohidratos (informe)

Para poder entender que es un glúcido hay que analizarlo de donde proviene, es decir cual es la rama principal, los glúcidos son una subclasificación de las biomoléculas, estas biomoléculas se dividen en varias clasificaciones, por una parte se encuentran las biomoléculas inorgánicas y orgánicas anteriormente dichas que se subdividen en otros tipos de compuestos, los glúcidos pertenecen a las biomoléculas orgánicas cuyos elementos representativos son el carbono el oxigeno y el hidrogeno. Como primera definición podemos decir que los glúcidos son compuestos o moléculas orgánicas producto de la fusión de los tres elementos anteriormente dichos, a diferencia de los demás compuestos estos poseen un sabor dulce y son solubles en agua, por esa razón se los llama a los glúcidos “azucares”. Los glúcidos se clasifican por la cantidad de carbonos que poseen o por los grupos funcionales que poseen sean grupo aldehído o grupo cetosa. Se considera que los glúcidos son “la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía” es decir, estos compuestos son los principales productores de energía y de almacenamiento en cualquier ser vivo, sean animales como plantas. Ahora si bien los glúcidos se dividen por aldosas y cetosa, (en las aldosas se encuentra el grupo carbonilo y en las cetosas el grupo carbonilo, ). Por otra, también se dividen por números de monómeros: los monosacáridos, los disacáridos, los oligosacáridos y los poligosacaridos (donde serán definidos mas adelante) estos compuestos se encuentran muy distribuidos en la naturaleza y forman los principales azucares como la celulosa, la glucosa el almidon, la fecula, etc. Todos estos compuestos responden a la formula general Cx(H2O)Y por lo cual se los denomina hidratos de carbono o carbohidratos, por esa razón se los llama comúnmente de esa forma. Si bien se han encontrado sustancias que no responden a la ecuación general se los sigue considerando como “hidratos de carbono”.
Los glúcidos químicamente pueden considerarce como polihidroxialdehídos (aldosas) o polihidroxicetonas (cetosas).





Los monosacaridos son los azucares mas simples entre ellos estan la glucosa, la fructosa o levulosa, entre otros. Los monosacaridos son compuestos de color blanco, solubles en agua y poco solubles en eteres o alcoholes, por varias acciones como el calor se funden, caramelizan o se descomponen dejando como resultado o residuo carbon. Estos compuestos pueden dividirse por numeros de carbonos, si poseen tres atomos de carbono se la llaman triosas, si tienen cuatro tetrosa, si tiene cinco pentosa y si tiene seis hexosa, aparte tambien si poseen el grupo aldehido son aldosa y si tienen el grupo cetona se denomina cetosa.


Cada atomo de carbono de la cadena posee un enlace con un grupo hidroxilo (-OH) exepto en el carbono primero que posee un grupo aldehido o en el caso de las cetosas el grupo carbonilo (R=O). Todos los carbonos son asimetricos. en otras palabras se pueden invertir los grupos OH Y H de los enlaces con los carbonos. En este caso se le agrega las letras L y D para nombrarlos. Por ejemplo la D-aldotetrosa. Posee un enlace H-C-OH, en cambio una que empiece con “L” como la L-aldopentosa posee una enlace en el cuarto carbono HO-C-H ósea al revés.



La glucosa

La glucosa (D-glucosa) es uno de los monosacaridos mas sitentizados por los seres vivos, es un compuesto formado por seis atomos de carbono y los grupos oxidrilos y carbonilos (aldehido). Se encuetra en gran catidad en la azucar de la uva como el isomero dextro o D-(+)-glucosa. Aparte tambien se puede encontrar en vegetales, frutos maduros, en la miel y en la sangre de los mamiferos, tambien en la orina de los diabeticos. Mayormente todos los demas azucares que pueden haber en el los seres vivos se trasforman en glucosa, entoces se puede decir que los demas compuestos se basan en la molecula de la glucosa. La glucosa se usa en la fabricación de dulces, jarabes, confituras en medicina para preparar sueros glucosados. En la industria, para la fabricación de espejos, ya que reduce al nitrato de plata metalica.


La fructosa

La fructosa es una Cetohexosa. Sustancia muy difundida entre las plantas, sobre todo en sus frutos, y en la miel. En el hígado se transforma en glucosa. Junto con la glucosa forma el disacárido sacarosa. “Su poder energético es de 4 kilocalorías por cada gramo.”


La desoxibirrosa

La desoxiborrosa deriva de la ribosa, se caracteriza por la perdida de un oxigeno en el carbono 2, forma parte del ADN, sustancia que almacena datos geneticos del los seres vivos.

Galactosa

La galactosa es una molécula que junto con la glucosa forma la lactosa, una sustancia propia de la lecha vacuna y humana.
La galactosa es sintetizada por las glándulas mamarias para producir lactosa, que es un disacárido formado por la unión de glucosa y galactosa, por tanto el mayor aporte de galactosa en la nutrición proviene de la ingesta de lactosa de la leche.








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Mayormente los azucares con mas de cinco carbonos tienden a formar anillos o ciclos.”La ciclación ocurre como consecuencia de un enlace covalente intramolecular entre el grupo carbonilo y el oxígeno de un grupo OH”, es decir, la glucosa se cicla cuando el grupo aldehído se le agrega el hidrogeno del grupo oxidrilo del C5. y el oxigeno forma un “puente” entre los carbonos C5 Y C1 cerrando así el ciclo. Este ciclo se puede dividir en dos tipos beta-glucosa y alfa-glucosa como se muestra en el siguiente grafico:

El análisis de estos compuestos ha demostrado que las estructuras cíclicas adquieren forma de “silla” o de “barco” mayormente se puede encontrar la forma “silla” ya que se reduce la tensión entre los enlaces




Los disacáridos son azucares formados por dos monosacáridos, y por lo tanto, al hidrolizarse producen dos monosacárido libres, en otras palabras forma dos compuesto “libres” por ejemplo la lactosa al hidrolizarce se trasforma en galactosa y glucosa. “Los dos monosacaridos se unen mediante un enlace cobalente conocido como enlace glucosidico” esto se produce cuando después de una reaccion de deshidratación, se pierde un grupo oxhidrilo y un atomo de hidrogeno formando como resultado el agua. En cambio, al agregarle agua se “liberan” los dos compuestos que formaban el disacárido.

Ejemplos de disacáridos de importancia biológicas

La sacarosa

Es el azúcar común de mesa. Se encuentra en la caña de azúcar, en la remolacha y sorbo azucarero, de los cuales se extrae para su consumo. Es muy soluble en agua y cuando se calienta se trasforma e caramelo, si continua quemándose deja un residuo carbonoso. Es una azúcar no reductor, es decir no reacciona con reactivos de Tollens, fehling y Benedict.


La lactosa

Se encuentra en la leche de casi todos los mamíferos, la vaca y los humanos por ejemplo. Tiene gran importancia como alimento, dado que la lactosa producida por su hidrólisis es esencial en el tejido cerebral y nervioso.
En el intestino, la lactosa, favorece el desarrollo de la flora microbiana.


La maltosa

No se encuentra libre en la naturaleza, salvo en granos en germinación, pero se obtiene como producto de denigración del almidón de la celulosa. La maltosa es un azúcar reductor, da reacción positiva con los reactores de fehling Tollens y Benedict.



Los oligosacáridos son azucares formados por mas de tres a diez moléculas de monosacáridos, en cambio en los poligosacáridos poseen mas de diez moléculas de monosacáridos, que al hidrolizarse se liberan. “No obstante, la definición de cuan largo debe ser un glúcido para ser considerado “oligo” o “poligo” varia según los autores”. Los poligosacardos, son polímetros por que poseen varias moléculas unidas entre si. Entre los poligosacáridos más comunes se encuentra la celulosa que posee unas 10.000 moléculas de monosacáridos. Entre los polisacáridos mas importantes se encuentra la celulosa (anteriormente dicha) y el almidón.



El glucógeno

El glucógeno esta formado entre ocho a doce glucosas unidas entre si por enlaces covalentes fuertes. “En los mamíferos el glucógeno es acumulado en el citoplasma de células del hígado y del músculo como reserva de C y energía.” Naturalmente el glucógeno se puede encontrar en el hígado y en los músculos

El Almidón

El almidón es la sustancia de reserva de las plantas verdes, es producido por fotosíntesis, y se acumula en las semillas, tubérculos y raíces. La molécula adopta una disposición en hélice, dando una vuelta por cada
6 moléculas de glucosa como se muestra en el grafico. El almidón, químicamente es una combinación de amilasa y amilopectina. El almidón por acción de la hidrólisis se trasforma en dextrina, luego en maltosa y por ultimo en la molécula de la glucosa. La mayoría de los almidones contiene de 20 a 30% de amilasa y 70 a 80% de amilopectina. La amilasa esta formada por 1000-4000 glucosas unidas entre si lo cual explica el por que los poligosacáridos son macromoléculas. El almidón se encuentra naturalmente en los tubérculos como la papa, estos son ricos en esta sustancia.
La amilopectina se encuentra en forma de radical, es decir actúa como ramificación de la glucosa.

La celulosa

Es el hidrato de carbono más abundante en la naturaleza. Forma los tejidos de sostén y conducción de los vegetales (tallos herbarios, troncos, hojas como frutos. La celulosa es una sustancia sólida blanca, insoluble en agua. A diferencias de otros polisacáridos no constituyen una fuente de alimento enérgico para los animales. El hombre y otros animales carnívoros son incapaces de digerirla ya que no poseen las encimas necesarias para la hidrólisis (excepto los rumiantes y las termitas). La celulosa es un polisacárido mas complejo que el almidón porque esta formada por la condensación aproximadamente 10.000 moléculas de glucosa. La celulosa reacciona con el acido nítrico dando nitrocelulosa y con el acido acético dando acetato de celulosa de variadas aplicaciones.

Propiedades químicas de los glúcidos

Los “glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, animación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad física, como puede ser la solubilidad.” En otras palabras cada compuesto puede reaccionar de diferentes maneras a cualquiera de las reacciones anteriormente dichas y puede generar en cada una de ellas una propiedad física común o propia de la sustancia Los monosacáridos reducen fácilmente los compuestos como el cobre por acción del grupo carbonilo convirtiéndolos en óxidos y luego en ácidos.
Los monosacáridos reaccionan con reactivos Tollens fehlig y Benedict. Los que reaccionan positivamente se los llama azucares reductores. Los que no reaccionan con estos reactivos se los llama azucares no reductores.

Metabolismo de los glúcidos

“Todas las sustancias utilizadas por los seres vivos en la alimentación se desdoblan hasta productos mas censillos y asimilables, es decir sufren un metabolismo” en otras palabras, un metabolismo es un cambio de una sustancia en compuestos mas censillos, estos compuestos se metabolizan por la accion de enzimas, es decir sustancias que “corta” los azucares (en este caso) y van desmenuzando la sustancia hasta separarla completamente en moléculas de glucosa. “Las enzimas son especificas, es decir cada reaccion bioquimica es catalizada por una enzima en particular”, es decir que las enzimas solamente actuan con una molecula determinada, o podriamos decir “para ser eficaz una enzima tiene que adaptarse a la molecula del sustrato como la llave a una cerradura”.
La energia aportada por el metabolismo de los carbohidratos es empleada para mantener la temperatura del cuerpo, para mover los musculos, entre otras fuciones del cuerpo. Una vez que el monosacárido “abandona” el aparato digestivo estos pasan a la sangre y es llevado al higado donde es fosforilado y asi puede proporcionar energia a las celulas

Funciones de los glúcidos

Ciertas funciones se les dan a los glúcidos, en primer lugar los glúcidos presentan funciones enérgicas y en segundo lugar funciones estructurales.
En las funciones enérgicas los mono y disacáridos, como la glucosa, actúan como alimento para las células; es la responsable de mantener a los músculos, la temperatura corporal, el correcto funcionamiento de los órganos y la actividad neuronal en el ser humano, generalmente para todos los seres vivos los glúcidos son el alimento necesario para el desarrollo de las células, y la producción de energía. En cuanto a las fundones estructurales se encuentran los polisacáridos que son los que forman un sostén para los seres vivos como por ejemplo la celulosa que es un polímetro generado por las plantas para darles sostén, esta sustancia se encuentra en los árboles, dentro del tronco por ejemplo. Aunque este sea un azúcar el cuerpo humano no puede digerirla por que no posee las enzimas, ósea sustancias generadas por el cuerpo para “cortar” los azucares como por ejemplo la sacarosa que es un disacárido formado por dos moléculas, una de fructosa y otra de glucosa. Por otra parte los glúcidos poseen otras funciones aparte de las mencionadas anteriormente, estos compuestos como la ribosa o la desoxiborrosa son los compuestos básicos de los nucleótidos. Es decir Monómeros del ARN y ADN.

Usos que se les da


Los carbohidratos se los utilizan para generar tejidos, películas fotográficas, plásticos, etc. El mas utilizado es la celulosa, donde se puede encontrar múltiples aplicaciones para esta como: la industria textil (la fibra de algodón, el lino, cáñamo, yute sisal) como celuloide en los juguetes, como cartón y papel, como piroxilina o nitrocelulosa, en la medicina (algodón hidrófilo), como colodión (protector de heridas) como rayones o sedas artificiales o como algodón pólvora. El almidón y la pectina se utilizan en la preparación de alimentos, La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. El agar, un componente de algunos laxantes, se utiliza como agente espesante en los alimentos y como medio para el cultivo bacteriano; también en la preparación de materiales adhesivos, de encolado y emulsiones. La hemicelulosa se emplea para modificar el papel durante su fabricación. Los dextranos son polisacáridos utilizados en medicina como expansores de volumen del plasma sanguíneo para contrarrestar las conmociones agudas. Otro hidrato de carbono, el sulfato de heparina, es un anticoagulante de la sangre.

Así se llegaría a un sin fin de posibilidades que se les darian a los glúcidos, los mas conocidos son los polisacáridos en cuanto al posible uso que se les podria dar. La mayoría de los glúcidos son untilizados en lo que seria alimentos y textil. Por ejemplo la celulosa, ya mencionados los diferentes usos que se le da, o la glucosa en cuanto a la utilización de esta en la industria alimentaria para la fabricación de alimentos dulces. Resumiendo se puede dar infinitas cantidades de usos a estos compuestos pero básicamente estos cumplen una función principal que seria la de almacenar y ser el combustible de los seres vivos.