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1. Estructura y metabolismo de los carbohidratos

Jorge González Casas • Mónica Esmeralda González Rivera

Introducción

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.

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.

Estructura de los carbohidratos

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.

Clasificación

Por lo general, se dividen de la siguiente manera:

  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).

Isomería

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

  • 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).

Carbohidratos modificados o derivados

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

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

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