Hidratos de carbono
Los hidratos de carbono, también conocidos con nombres como glúcidos, carbohidratos o sacáridos, son moléculas de tipo orgánico cuya composición se basa en carbono, oxígeno e hidrógeno. Son unas moléculas fácilmente solubles en agua, y su clasificación se realiza en base a la cantidad de carbonos que las formen, a demás del grupo funcional que posean.
Los hidratos de carbono son además el almacenamiento biológico y de consumo de energía, por lo que entran dentro del grupo de biomoléculas energéticas.
El nombre que se les da a estas moléculas, hidratos de carbono, no es del todo adecuado, pues no se trata de átomos de carbono que se encuentren hidratados, o enlazados con moléculas de agua, sino que son átomos de carbono unidos a otro tipo de grupos funcionales. El nombre procede de la nomenclatura que se usaba en la química del siglo XIX. Debido a que las primeras moléculas que se aislaron respondían a la fórmula Cn(H2O)n, se les llamo “ carbono-hidratado”.
Los hidratos de carbono pueden participar o sufrir reacciones de esterificación, afinación, oxidación, y reducción, lo que hace que cada estructura posea una propiedad diferente y específica.
Los hidratos de carbono, o como ya habíamos dicho, glúcidos, poseen una estructura química formada en general por átomos de carbono unidos a hidrógenos, y en una cantidad menor, átomos de oxígeno. Poseen enlaces químicos resistentes, suelen ser difíciles de romper, conocidos con el nombre de covalentes, poseen gran cantidad de energía, la cual se libera cuando se rompen dichos enlaces. Generalmente, dicha energía se aprovecha por nuestro organismo, y otra parte, es almacenada por el mismo. Los hidratos de carbono se encuentran en los seres vivos en la naturaleza, a moso de biomoléculas aisladas o también en asociación con otras sustancias, por lo general, proteínas y lípidos.
Los hidratos de carbono se dividen en: monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
- Monosacáridos:
Son los hidratos de carbonos más simples, los cuales se encuentran constituidos por una sólo molécula, por lo que no pueden hidrolizarse con la finalidad de reducirlos. Su fórmula química es (CH2O)n, de donde n, es un número cualquiera que sea mayor o igual a tres, encontrándose el límite en 7. Los monosacáridos, tienen siempre en su composición un grupo carbonilo en alguno de sus carbonos, y grupos hidroxilo en los demás, por lo que a menudo se les considera polialcoholes.
Así, su clasificación se basa en tres características distintas que son:
- Posición en la que se encuentra el grupo carbonilo.
- Número de átomos de carbono que contiene
- Quiralidad de los átomos.
Cuando el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido será una aldosa
Si el grupo carbonilo en cambio es una cetona, el monosacárido es una cetosa.
Los monosacáridos de menor tamaño son los que poseen tres carbonos, conocidos como, triosas, con cuatro carbonos se conocen como tretraosas, con cinco, pentosas, y así sucesivamente.
Estas moléculas son la principal fuente de combustible y energía para el metabolismo, usándose ya sea como fuente de energía o en biosíntesis. Cuando estas moléculas no son necesitadas por las diferentes células, toman rápidamente otra forman, como por ejemplo, los polisacáridos.
- Disacáridos:
Los disacáridos, son hidratos de carbonos formados por dos moléculas, por lo que al hidrolizarse pueden separarse en dos monosacáridos. Ambos monosacáridos están unidos mediante enlace covalente, el cual se conoce como enlace glucosídico, a partir de una reacción de deshidratación que lleva implicada la pérdida de un hidrógeno, y un grupo hidroxilo, cosa que lleva a la formación de una molécula de agua.
El disacárido más abundante es la sacarosa, formado por una molécula de glucosa y otra de fructosa.
- Oligosacáridos:
Los oligosacáridos están formados por entre tres y nueve moléculas de monosacáridos. Dependiendo del número de monosacáridos se tienen la rafinosa, o trisacáridos, tetrasacáridos o estaquiosa, pentasacáridos, etc.
Este tipo de hidratos de carbono suele encontrarse unido a otras sustancias como las proteínas, con las que forma las conocidas, glicoproteínas.
- Polisacáridos:
Los polisacáridos se encuentran formados por cadenas, ya sean éstas ramificadas o no, de un tamaño de más de diez monosacáridos. Estos representan uno de los más importantes polímeros en la biología. Poseen función estructural o de almacenamiento. Por ejemplo, el almidón, el cual viene usado como almacén en las plantas. En los animales, el glucógeno funciona como el almidón para las plantas.
Los polisacáridos son el resultado de la condensación de moléculas de monosacáridos, de muchas de ellas, con pérdida de moléculas de agua.
Los hidratos de carbono participan en diversas reacciones en la química orgánica, como por ejemplo:
- La acetilación
- Reacción con la cianohidrina
- Transformación de Lobry-de Bruyn- Van Ekenstein
- Reacción de Nef
- Degradación de Wohl, etc.
