Los Glúcidos

Los glúcidos, también conocidos como hidratos de carbono o carbohidratos, son biomoléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, generalmente en la proporción C(H₂O)n. Son una de las cuatro macromoléculas fundamentales de la vida junto con las proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

### 2.1. Concepto de Glúcido

Los glúcidos son compuestos orgánicos ternarios formados por:

- Carbono (C): Forma el esqueleto molecular

- Hidrógeno (H): Presente en grupos hidroxilo y otros

- Oxígeno (O): En grupos hidroxilo y carbonilo

Su fórmula general es:

Cₙ(H₂O)ₙ o CₙH₂ₙOₙ

Desde el punto de vista químico, los glúcidos son polihidroxialdehídos (aldosas) o polihidroxicetonas (cetosas), o compuestos que por hidrólisis los producen.

### 2.2. Clasificación de los Glúcidos

Los glúcidos se clasifican según su estructura en:

#### Monosacáridos (azúcares simples)

- No se pueden hidrolizar en moléculas más simples

- Fórmula general: CnH₂nOn (donde n = 3-7)

- Ejemplos: glucosa, fructosa, galactosa

#### Oligosacáridos

- Formados por 2-10 monosacáridos unidos

- Los más importantes son los disacáridos (n=2)

- Ejemplos: sacarosa, lactosa, maltosa

#### Polisacáridos

- Formados por más de 10 monosacáridos

- Pueden contener miles de unidades

- Ejemplos: almidón, celulosa, glucógeno

### 2.3. Los Monosacáridos

Los monosacáridos son los glúcidos más simples y constituyen las unidades básicas de los carbohidratos más complejos. Se clasifican según el número de carbonos y el tipo de grupo funcional.

#### Clasificación por número de carbonos:

- Triosas: 3 carbonos (C₃H₆O₃)

- Tetrosas: 4 carbonos (C₄H₈O₄)

- Pentosas: 5 carbonos (C₅H₁₀O₅)

- Hexosas: 6 carbonos (C₆H₁₂O₆)

- Heptosas: 7 carbonos (C₇H₁₄O₇)

#### Clasificación por grupo funcional:

- Aldosas: Contienen grupo aldehído (-CHO)

- Cetosas: Contienen grupo cetona (=CO)

#### 2.3.1. Triosas

Las triosas son los monosacáridos más simples. Los más importantes son:

- Gliceraldehído: Aldotriosa fundamental en el metabolismo

- Dihidroxiacetona: Cetotriosa importante en la glucólisis

##### 2.3.1.1. Isomería Espacial o Estereoisomería

Los monosacáridos presentan carbonos asimétricos (carbonos unidos a cuatro grupos diferentes), lo que da lugar a diferentes tipos de isomería:

- Isomería óptica: Capacidad de desviar la luz polarizada

- Enantiómeros: Isómeros que son imágenes especulares

- Serie D y L: Configuración del carbono asimétrico más alejado del grupo funcional

En la naturaleza predominan los azúcares de la serie D, donde el grupo OH del carbono asimétrico más alejado del grupo funcional está a la derecha en la proyección de Fischer.

#### 2.3.2. Tetrosas

Las tetrosas tienen 4 carbonos. Ejemplos importantes:

- Eritrosa: Aldotetrosa presente en rutas metabólicas

- Treosa: Aldotetrosa, estereoisómero de la eritrosa

#### 2.3.3. Pentosas

Las pentosas son monosacáridos de gran importancia biológica:

- Ribosa: Componente estructural del ARN

- Desoxirribosa: Componente estructural del ADN (carece de OH en C2)

- Arabinosa: Presente en gomas vegetales

- Xilosa: Abundante en maderas

##### 2.3.3.1. Ciclación de Monosacáridos

Los monosacáridos de 5 o más carbonos tienden a formar estructuras cíclicas mediante la reacción intramolecular entre el grupo carbonilo y un grupo hidroxilo:

- Anillos furanósicos: 5 miembros (4 carbonos + 1 oxígeno)

- Anillos piranósicos: 6 miembros (5 carbonos + 1 oxígeno)

Durante la ciclación se forma un nuevo carbono asimétrico llamado carbono anomérico, que da lugar a dos formas:

- Anómero α: Grupo OH por debajo del plano del anillo

- Anómero β: Grupo OH por encima del plano del anillo

#### 2.3.4. Hexosas

Las hexosas son los monosacáridos más abundantes e importantes:

- Glucosa: Principal combustible celular, presente en sangre

- Fructosa: Azúcar de las frutas, más dulce que la glucosa

- Galactosa: Componente de la lactosa (azúcar de la leche)

- Manosa: Presente en mucopolisacáridos

### 2.4. Los Enlaces N-glucosídico y O-glucosídico

Los monosacáridos se unen entre sí o con otras moléculas mediante enlaces glucosídicos:

#### Enlace O-glucosídico

Se forma entre el carbono anomérico de un monosacárido y un grupo hidroxilo de otro monosacárido o molécula. Es el enlace más común en glúcidos.

#### Enlace N-glucosídico

Se forma entre el carbono anomérico y un grupo amino. Es característico de nucleósidos y glucoproteínas.

Características de los enlaces glucosídicos:

- Se forman con eliminación de una molécula de agua

- Pueden ser α o β según la configuración del carbono anomérico

- Se indican como (1→4), (1→6), etc., según los carbonos que se unen

- Son hidrolizables por enzimas específicas

#### 2.4.1. Sustancias Derivadas de los Monosacáridos

Los monosacáridos pueden sufrir modificaciones estructurales:

- Azúcares alcohol: Sorbitol, manitol (edulcorantes)

- Ácidos urónicos: Ácido glucurónico (destoxificación)

- Azúcares aminados: Glucosamina (componente de quitina)

- Desoxiazúcares: Desoxirribosa (componente del ADN)

### 2.5. Los Disacáridos

Los disacáridos están formados por dos monosacáridos unidos por enlace glucosídico. Los más importantes son:

#### Sacarosa

- Glucosa α(1→2)β fructosa

- Azúcar común de mesa

- Principal forma de transporte en plantas

- No es reductor (ambos carbonos anoméricos están implicados)

#### Lactosa

- Galactosa β(1→4) glucosa

- Azúcar de la leche de mamíferos

- Es reductor (glucosa libre en posición anomérica)

- Su digestión requiere lactasa

#### Maltosa

- Glucosa α(1→4) glucosa

- Producto de hidrólisis del almidón

- Presente en la malta de cebada

- Es reductor

#### Trehalosa

- Glucosa α(1→1)α glucosa

- Azúcar de reserva en hongos e insectos

- No es reductor

- Muy estable

### 2.6. Los Polisacáridos

Los polisacáridos son polímeros de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos. Según su composición se clasifican en:

#### 2.6.1. Homopolisacáridos

Formados por un solo tipo de monosacárido:

##### Almidón

- Polisacárido de reserva en plantas

- Formado por α-glucosa con enlaces α(1→4) y α(1→6)

- Dos componentes: amilosa (lineal) y amilopectina (ramificada)

- Se almacena en semillas, tubérculos y raíces

- Da color azul con yodo

##### Glucógeno

- Polisacárido de reserva en animales

- Estructura similar al almidón pero más ramificado

- Ramificaciones cada 8-10 glucosas (vs 25-30 en almidón)

- Se almacena en hígado y músculos

- Permite movilización rápida de glucosa

##### Celulosa

- Polisacárido estructural más abundante

- Formada por β-glucosa con enlaces β(1→4)

- Cadenas completamente lineales

- Forma microfibrillas muy resistentes

- Principal componente de paredes celulares vegetales

- No digerible por humanos (falta enzima celulasa)

##### Quitina

- Polisacárido estructural

- Formada por N-acetilglucosamina

- Componente de paredes fúngicas y exoesqueleto de artrópodos

- Segunda biomolécula más abundante después de la celulosa

#### 2.6.2. Heteropolisacáridos

Formados por diferentes tipos de monosacáridos:

##### Pectinas

- Presentes en paredes celulares vegetales

- Ricas en ácido galacturónico

- Función cementante entre células

- Utilizadas en industria alimentaria (gelificantes)

##### Hemicelulosas

- Componentes de paredes celulares vegetales

- Mezcla de pentosas y hexosas

- Función estructural secundaria

##### Mucopolisacáridos (Glucosaminoglucanos)

- Componentes de matriz extracelular animal

- Contienen azúcares aminados

- Ejemplos: ácido hialurónico, condroitín sulfato

- Función estructural y lubricante

#### 2.6.3. Heterósidos

Los heterósidos son compuestos formados por un glúcido unido a una parte no glucídica (aglicona):

- Nucleósidos: Base nitrogenada + pentosa

- Glucolípidos: Glúcidos + lípidos

- Glucoproteínas: Glúcidos + proteínas

- Saponinas: Glúcidos + esteroides

### 2.7. Funciones Generales de los Glúcidos

#### Función Energética

- Principal fuente de energía inmediata (glucosa)

- Aportan 4 kcal/g

- Combustible preferido del cerebro

- Reserva energética (almidón, glucógeno)

#### Función Estructural

- Componentes de paredes celulares (celulosa, quitina)

- Exoesqueleto de artrópodos (quitina)

- Matriz extracelular (mucopolisacáridos)

- Ácidos nucleicos (ribosa, desoxirribosa)

#### Función de Reconocimiento Celular

- Glucoproteínas de membrana

- Determinantes de grupos sanguíneos

- Reconocimiento entre células

- Comunicación celular

#### Función Protectora

- Mucílagos y gomas vegetales

- Mucinas en secreciones

- Protección contra deshidratación

- Lubricación de articulaciones

#### Función Metabólica

- Intermediarios metabólicos (triosas en glucólisis)

- Precursores de otras biomoléculas

- Regulación de la glucemia

- Destoxificación (ácido glucurónico)

## Importancia Biológica de los Glúcidos

Los glúcidos son fundamentales para la vida debido a su versatilidad funcional. Su importancia radica en:

- Ser la principal fuente de energía para la mayoría de organismos

- Formar estructuras de soporte y protección

- Participar en procesos de reconocimiento y comunicación celular

- Actuar como reserva energética a corto y medio plazo

- Constituir elementos estructurales de ácidos nucleicos

La comprensión de la estructura y función de los glúcidos es fundamental para entender procesos biológicos como la fotosíntesis, respiración celular, digestión y metabolismo energético.