Los carbohidratos, nuestra fuente principal de energía

by Ana Robert Estelrich

Los carbohidratos son unidades básicas para nuestra vida, son nuestra fuente principal de energía.

La comida es una fuente de moléculas grandes necesarias para la vida, llamadas biomoléculas. Existen 3 grupos principales de biomoléculas: carbohidratos, lípidos y proteínas.

Los 3 grupos tienen en común que están formados por unas unidades básicas llamadas monómeros y son diferentes para cada grupo.

¿Qué son los carbohidratos?

También conocidos como glúcidos, hidratos de carbono o sacáridos.

Las unidades básicas o monómeros en el caso de los carbohidratos son los azúcares. Están formados por sólo por 3 elementos, carbono, hidrógeno y oxígeno.

La unidad básica de los carbohidratos es el azúcar

Azúcar, unidad básica de los carbohidratos

Un azúcar contiene un esqueleto carbonado de entre 3 y 7 átomos de carbono. La mayoría de los átomos de carbono están enlazados a un hidrógeno y a un grupo hidroxilo -OH.

Estructura de la glucosa

Estructura química de un azúcar: la glucosa

La fórmula general de los carbohidratos es (CH2O)n donde n es el número de átomos de carbono. De hecho, esta es la fórmula de la que deriva su nombre, literalmente ¡carbono y agua!

Al disolverse en un entorno acuoso, como el citoplasma de una célula, el esqueleto carbonado forma un anillo, cicla.

Ciclación de la glucosa en medio acuoso

Ciclación de la glucosa

Y es desde esta conformación que los azúcares se unen entre sí, mediante una reacción química de pérdida de agua -deshidratación-, para formar moléculas más largas que constituyen una forma muy eficaz de almacenar energía en nuestro cuerpo. A la reacción entre varias moléculas de monómeros se la conoce como polimerización.

Polimerización de la glucosa

Polimerización de la glucosa

Tipos de carbohidratos

Los carbohidratos pueden ser de 4 categorías dependiendo del número de moléculas de azúcar que contienen.

Monosacáridos

Contienen una sola molécula de azúcar. Dos monosacáridos muy importantes para los seres vivos son la glucosa y la fructosa.

Estructuras químicas de la glucosa y fructosa

Monosacáridos

La glucosa es el miembro más importante de la familia de los azúcares. Es una forma de azúcar que se encuentra libre en las frutas y en la miel. Es una de las fuentes principales de energía para los seres vivos.

La fructosa se encuentra en los vegetales, frutas y miel.

La fructosa se encuentra en las frutas

La fructosa se encuentra en las frutas

Disacáridos

Sacarosa, lactosa y maltosa son disacáridos. Están formados por la unión de dos moléculas de azúcar y el enlace es a través de un átomo de oxígeno.

La sacarosa es el azúcar de mesa y está formado por una molécula de glucosa y otra de fructosa.

La sacarosa está compuesta por glucosa y fructosa

Molécula de Sacarosa

Sacarosa, disacárido compuesto por glucosa y fructosa

La sacarosa es el azúcar de mesa

La lactosa es un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de galactosa. Se conoce también como azúcar de la leche, ya que aparece en la leche de las hembras de la mayoría de los mamíferos en una proporción del 4 al 5 por ciento.

Lactosa compuesta por galactosa y glucosa

Molécula de lactosa

El origen de la intolerancia a la lactosa está en el déficit de la enzima lactasa encargada de descomponer la molécula de lactosa en sus azúcares constituyentes: glucosa y galactosa.

La maltosa está formada por dos moléculas de glucosa. Se encuentra en la melaza, que puede utilizarse como fermento para elaborar cerveza.

La melaza se utiliza en la fabricación de cerveza

La melaza se utiliza para fabricar cerveza

Azúcares como la fructosa se encuentran generalmente combinados con otros azúcares. Curiosamente estas combinaciones pueden ser muy diferentes incluso en comidas aparentemente similares. Por ejemplo, mientras que la miel está compuesta por 50% es fructosa, 44% glucosa, 4% galactosa y 2% maltosa, la composición del jarabe de arce es 96% es sacarosa, 3% glucosa y tan sólo un 1% fructosa.

Oligosacáridos

Están formados de 3 a 9 moléculas de azúcar. Los oligosacáridos suelen estar unidos covalentemente a proteínas o a lípidos formando glicoproteínas y glucolípidos.

Oligosacáridos unidos a proteínas

Glicoproteínas y glucolípidos

Los oligosacáridos se encuentran en muchas verduras, como el puerro, cebolla, espárragos, ajo o alcachofa y frutas como el tomate o el plátano. También en cereales, como el trigo integral. Oligosacáridos de galactosa se encuentran en las habas de soja.

Polisacáridos

Son moléculas largas de azúcares y son las más abundantes en los alimentos. Pueden estar formados por cadenas de un mismo azúcar -homopolisacáridos- o de diferentes azúcares -heteropolisacáridos-. Y las cadenas pueden ser cadenas lineales o ramificadas.

Tipos de polisacáridos

Tipos de polisacáridos

En cuanto a su funcionalidad, pueden ser de almacenamiento, como el almidón y el glucógeno, o estructurales, como la celulosa y la quitina. Todos ellos se explican con más detalle en el siguiente artículo, Polisacáridos: los carbohidratos más largos.

Bibliografía

The Chemistry of Carbohydrates. The Types, Functions, and Classifications of Carbohydrates. https://www.thoughtco.com/chemistry-of-carbohydrates-603878

Organic Molecules Carbohydrates | Cell Biology | Biochemistry https://www.youtube.com/watch?v=_qf_r5EVP6U

Carbohydrates & sugars – biochemistry https://www.youtube.com/watch?v=jQi84TnstI4

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