Polisacáridos: Estructura y Función

Los polisacáridos resultan de la unión por condensación de cientos o miles de monosacáridos. Los más comunes son el almidón, el glucógeno y la celulosa.

Almidón

El almidón es el polisacárido de reserva más abundante en las plantas, encontrándose en forma de gránulos en el citoplasma celular.

Alimentos como el pan, la papa, el arroz y el maíz contienen gran cantidad de este polisacárido.

Se forma a partir de la unión de miles de moléculas de α-D-glucosa mediante enlaces α(1→4), en forma de dos cadenas:

• Amilosa: Conformada por cadenas lineales de un número variado de moléculas de glucosa (que puede llegar a 500.000) en forma de hélice, poco soluble en agua, que en presencia de yodo forma un compuesto azul.
• Amilopectina: Cuya cadena presenta ramificaciones aproximadamente cada 25 unidades de glucosa, mediante enlaces α(1→6).

Glucógeno

El glucógeno es la principal reserva de glucosa en los animales, encontrándose principalmente en los músculos y en el hígado.

Está conformado por α-D-glucosa unida mediante enlaces α(1→4). Posee muchas ramificaciones, las cuales ocurren cada 8 o 10 moléculas de glucosa.

Celulosa

La celulosa cumple funciones estructurales en las plantas. Está compuesta por unidades de β-D-glucosa unidas mediante enlaces β(1→4), formando fibras lineales.

Hidrólisis: Ruptura de Enlaces Bioquímicos

La hidrólisis ocurre generalmente mediante un ácido o una enzima. Es un proceso por el cual se produce la ruptura de los enlaces en una molécula por incorporación de agua, siendo una reacción inversa a la condensación (que implica la pérdida de una molécula de agua).

En el caso de los polisacáridos, la hidrólisis puede ocurrir mediante un ácido o una enzima, resultando en los monosacáridos que los componen.

Por hidrólisis se obtiene α-D-glucosa a partir de glucógeno o de almidón. A partir de la glucosa se puede obtener energía por respiración celular.

Hidrólisis del Almidón

La hidrólisis del almidón puede ser ácida o enzimática. Esta última se produce por la acción de la amilasa, una enzima presente en la saliva y el jugo pancreático.

En una primera etapa, se producen polisacáridos de cadena más corta llamados dextrinas. En la etapa final, las dextrinas se hidrolizan y dan origen a disacáridos y monosacáridos, como la maltosa y la α-D-glucosa.

La hidrólisis enzimática del almidón ocurre en el tubo digestivo cada vez que se ingieren alimentos ricos en almidón. La cadena de amilosa del almidón da un color azul con yodo, mientras que las dextrinas dan un color violáceo.

El yodo es un buen reactivo para hacer seguimiento de los pasos de la hidrólisis. Para reconocer el punto final de esta reacción, puede usarse el reactivo de Fehling. Durante periodos de ayuno o ejercicio intenso, la glucosa necesaria para obtener energía se produce a través de la hidrólisis del glucógeno. Esta ocurre en el hígado y en los músculos por la acción de enzimas α- y β-amilasas, que liberan glucosa que llega al torrente sanguíneo.

Hidrólisis de la Celulosa

La hidrólisis de la celulosa se produce por la acción de enzimas llamadas celulasas, capaces de romper los enlaces glucosídicos β(1→4). Estas enzimas están ausentes en el ser humano, por lo tanto, este polisacárido no puede ser usado como fuente de glucosa.

En rumiantes, la celulosa puede emplearse como fuente de alimento porque en su estómago existen bacterias y hongos productores de enzimas específicas que hidrolizan la celulosa a α-D-glucosa.

Lípidos: Biomoléculas Esenciales

Reacción de Esterificación

Los lípidos son un grupo de biomoléculas de alto peso molecular, importantes para la obtención de energía e indispensables en la dieta.

Los lípidos actúan como aislantes térmicos, protectores, lubricantes y aislantes; además, son precursores en la formación de hormonas y vitaminas.

Ceras, grasas y aceites son tipos de lípidos. Encontramos aceites en vegetales, grasas en los animales y ceras tanto en animales como en vegetales.

Clasificación de Lípidos por Saponificación

• Lípidos saponificables: Se caracterizan por ser capaces de hidrolizarse en presencia de hidróxido de sodio o de potasio.
• Lípidos no saponificables: No se hidrolizan en presencia de hidróxidos.

Cada gramo de lípidos aporta en promedio 9 kcal, mientras que los hidratos de carbono brindan alrededor de 4 kcal. Esto hace de los lípidos sustancias ideales como reserva de energía.

Si se ingieren hidratos de carbono en exceso, estos se transforman a través de varias reacciones enzimáticas anabólicas en lípidos que se acumulan en el cuerpo como reserva.

Ácidos Grasos: Componentes de Lípidos

Los ácidos grasos son largas cadenas carbonadas de alto peso molecular que tienen un número par de átomos de carbono. Existe una gran variedad tanto en vegetales como en animales.

Los aceites de maní, maíz y sésamo contienen ácido oleico y ácido linoleico en diferentes proporciones; la manteca y las grasas animales poseen ácidos esteárico y palmítico.

Clasificación de Ácidos Grasos

• Saturados: Todos sus enlaces son simples (ejemplos: esteárico y palmítico).
• Insaturados: Contienen por lo menos un doble enlace en su molécula (ejemplos: oleico y linoleico).

Grasas y Aceites: Triglicéridos

Cuando se forma un éster entre un alcohol particular, el glicerol (propanotriol), y una molécula de ácido graso, el producto formado se denomina monoglicérido. Si el glicerol se esterifica con dos moléculas de ácido, se forma un diglicérido, y si es con tres, un triglicérido.

En las grasas animales predominan los ácidos grasos saturados, por eso son sólidas a temperatura ambiente. Los aceites se forman a partir de ácidos grasos insaturados, por lo que son líquidos a temperatura ambiente.

Los triglicéridos que forman las grasas o aceites son simples, si la esterificación se produjo con tres ácidos iguales, o mixtos, si la molécula de glicerol está esterificada por ácidos grasos diferentes. Al ser moléculas no polares, son insolubles en agua y menos densos que esta.

Jabones: Agentes Anfipáticos

Los jabones presentan dos regiones: una no polar (hidrofóbica), afín a lípidos y compuestos no polares, que es una cadena hidrocarbonada larga; y otra región polar (hidrofílica), que es el grupo carboxilato de sodio o potasio. Los jabones se denominan anfipáticos.

El agua y el aceite no forman una mezcla homogénea. Si a esta mezcla heterogénea se le agrega jabón, la porción hidrofílica de este se orienta hacia el agua, mientras que la hidrofóbica se orienta al aceite, lo rodea y forma micelas.

Detergentes: Acción Tensioactiva

Se denomina acción detergente a la capacidad que poseen los jabones de ser tensioactivos y emulsionar grasas. Es necesario que el jabón se disuelva en agua para que esta acción se manifieste.