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1. Estructura y metabolismo de los carbohidratos

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Jorge González Casas • Mónica Esmeralda González Rivera

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Introducción

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Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más abundantes y están presentes sobre todo en animales y vegetales, donde desempeñan funciones estructurales y metabólicas. El organismo humano puede sintetizar algunos de ellos a partir de lípidos y proteínas, pero su fuente más importante son los vegetales.

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La glucosa es el principal carbohidrato del organismo. A través de diferentes procesos metabólicos, este compuesto se convierte en otros con funciones específicas (p. ej., ribosa y galactosa) y combinado con proteínas forma glucoproteínas y peptidoglucanos. También participa en procesos como es la transferencia de energía entre las células, actúa como sustrato energético fundamental y combustible universal para el feto, tiene funciones de reconocimiento celular y proteico, además de actuar como reserva energética bajo la forma de glucógeno. La mayor cantidad proviene de la dieta y llega al hígado por vía sanguínea. Algunas enfermedades que se relacionan con carbohidratos incluyen a la diabetes mellitus, síndrome metabólico, galactosemia, etcétera.

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Estructura de los carbohidratos

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Por su disposición química, pueden definirse como derivados aldehído (–CH=O) o cetona (–CO–) con varios alcoholes (polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas). Representan casi 1% del organismo.

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Clasificación
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Por lo general, se dividen de la siguiente manera:

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  1. Monosacáridos: no pueden hidrolizarse en moléculas más sencillas y se subdividen según el número de átomos de carbono que posean (triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, heptosas u octosas) y su grupo funcional (aldosas y cetosas).

  2. Disacáridos: producen dos moléculas idénticas o diferentes de monosacáridos cuando se hidrolizan (sacarosa, maltosa y galactosa).

  3. Oligosacáridos: por hidrólisis se obtienen de tres a 10 moléculas de monosacáridos (maltotriosa).

  4. Polisacáridos: se obtienen más de 10 moléculas de monosacáridos por hidrólisis (almidón, glucógeno, dextrinas).

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Isomería
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Es la característica química de compuestos con igual fórmula molecular que tienen configuraciones espaciales diferentes denominadas estereoisómeros. Sus variedades son las siguientes:

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  • dl: la orientación de los grupos H y OH alrededor del último carbono asimétrico determina si el azúcar pertenece a la serie d (dextro: OH a la derecha) o l (levo: OH a la izquierda).

  • α y β anómeros: en la estructura cíclica (representación de Fisher), el OH del último carbono asimétrico se desplaza al carbono 1 (aldosas) o 2 (cetosas) y queda del lado derecho (α) o izquierdo (β).

  • Estructuras cíclicas piranosa y furanosa: son similares a las del pirano (cinco átomos de carbono) y del furano (cuatro átomos de carbono).

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Carbohidratos modificados o derivados
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Los desoxiazúcares (p. ej., desoxirribosa) son aquellos donde se ha sustituido un grupo hidroxilo por un átomo de hidrógeno.

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Los aminoazúcares (p. ej., d-galactosamina) son aquellos donde se ha ...

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