Introducción y Definición de los Glúcidos

Los glúcidos (o carbohidratos) son biomoléculas formadas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Todos presentan un grupo carbonilo que puede ser aldehído o cetona, lo que definirá si son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.

Son importantes porque intervienen como combustible celular, reserva energética y componente estructural.

Clasificación de los Glúcidos según el Número de Unidades

• Osas o Monosacáridos: Son los más sencillos, no son hidrolizables y son monoméricas. Tienen un número variable de átomos de carbono (3-7) y se dividen en aldosas o cetosas.
• Ósidos: Formados por la unión de varios monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos. Son hidrolizables y son polímeros de monosacáridos. Los que se estudian son los Oligosacáridos (2-10 monosacáridos) y Polisacáridos (más de 10 unidades).

Monosacáridos (C_nH_2nO_n)

Son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.

Propiedades Físicas y Químicas

• Propiedades Físicas: Son cristalinos, incoloros o blancos, hidrosolubles y tienen un sabor dulce.
• Propiedades Químicas: Tienen carácter reductor (se verifica mediante la reacción con el Fehling), presentan actividad óptica y diversos tipos de isomería.

Clasificación según el Número de Carbonos

Se clasifican según el número de carbonos presentes, que puede variar de 3 a 7.

Actividad Óptica

Poseen moléculas con centros quirales (puntos de asimetría). Según el lado al que desvíen la luz, pueden ser dextrógiros (+) o levógiros (-). La actividad óptica se debe a la presencia de carbonos asimétricos (cuatro valencias unidas a elementos distintos).

Isomería en los Monosacáridos

• Isómeros Estructurales o Funcionales: Se distinguen entre Aldosas (grupo CHO en los extremos) o Cetosas (grupo C=O).
• Isómeros Ópticos: Dextrógiros (+) o levógiros (-).
• Isómeros Espaciales (Estereoisómeros): Se calculan mediante la fórmula 2ⁿ (donde n es el número de carbonos asimétricos).

1. Enantiómeros: Tienen imagen especular y no se pueden superponer. Pueden ser D (el OH del último carbono asimétrico está orientado a la derecha) o L (el OH del último carbono asimétrico está orientado a la izquierda).
2. Diastereoisómeros: Se diferencian en la orientación del OH en el carbono asimétrico. Son epímeros si solo una orientación es diferente.
3. Anómeros: Son isómeros que se forman al ciclar los monosacáridos y que dependen de la posición del OH del carbono anomérico. Se llama α si está abajo (derecha) y β si está encima (izquierda).

Disacáridos (C_nH_2n-2O_n-1)

La fórmula de los disacáridos se obtiene de la unión de dos monosacáridos con la pérdida de una molécula de agua: (C_nH_2nO_n – H₂O).

Son dos monosacáridos unidos por un enlace O-glucosídico. Algunos son reductores, pero otros no. Algunos disacáridos importantes son la maltosa, la sacarosa, la lactosa y la celobiosa.

Nomenclatura de Disacáridos

Se nombran añadiendo la terminación –osil al primer monosacárido. Se mantiene la terminación –osa del segundo si el enlace es monocarbonílico, pero si el enlace es dicarbonílico se añade la terminación –ósido en el segundo.

Enlace O-glucosídico

Se trata de un enlace que une monosacáridos para formar disacáridos (o polisacáridos). Un grupo OH de un carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un grupo OH de otro monosacárido, desprendiendo una molécula de H₂O.

Ejemplos de Disacáridos Relevantes

• Maltosa: α-D-glucopiranosil (1→4) β-D-glucopiranosa. Compuesto por dos moléculas de glucosa. Es reductor y de origen vegetal. Presenta un enlace α (1→4).
• Sacarosa: α-D-glucopiranosil (1→2) β-D-fructofuranósido. Formado por la unión de una glucosa y una fructosa. No tiene poder reductor y es de origen vegetal.
• Lactosa: β-D-galactopiranosil (1→4) α-D-glucopiranosa. Formado por la unión de una glucosa y una galactosa. Tiene poder reductor y es de origen animal.
• Celobiosa: β-D-glucopiranosil (1→4) β-D-glucopiranosa. Formado por dos glucosas unidas por un enlace β (1→4). Es de origen vegetal.

Polisacáridos

Son polímeros de n monosacáridos, con n-1 enlaces O-glucosídicos. Son hidrolizables, no son dulces, son insolubles y no tienen poder reductor. Se pueden clasificar según su función o según su composición.

Clasificación de Polisacáridos según su Función

Reserva Energética

Se caracterizan por tener enlaces α, con ramificaciones, lo que facilita su hidrólisis.

• Glucógeno: (Animales) Se almacena en hígado y músculos.
• Almidón: (Vegetales) Se almacena en amiloplastos.
• Dextranos: (Bacterias y levaduras).

Estructurales

Se caracterizan por tener enlaces β, sin ramificaciones, lo que dificulta su hidrólisis.

• Celulosa: (Vegetales) Componente de la pared celular.
• Quitina: (Hongos y artrópodos).
• Peptidoglucanos: (Bacterias) Componente de la pared celular.
• Otros: Pectinas, Hemicelulosa, Agar-Agar, Gomas, Mucílagos, Glucosaminoglucanos.

Clasificación de Polisacáridos según su Composición

• Homopolisacáridos: Glucógeno, Almidón, Dextranos, Celulosa, Quitina.
• Heteropolisacáridos: Peptidoglucanos, Pectinas, Hemicelulosa, Agar-Agar, Gomas, Mucílagos, Glucosaminoglucanos.

Ejemplos Detallados de Polisacáridos

• Almidón: Almacena la glucosa de los vegetales en los amiloplastos. Se hidroliza con facilidad por las α-amilasas. Se encuentra en dos formas químicas:
  • Amilosa: Enlace α (1→4), estructura sin ramificar.
  • Amilopectina: Enlaces α (1→4) y α (1→6), estructura ramificada.
• Glucógeno: Almacena glucosa en los animales (hígado y músculos). Estructuralmente es similar a la amilopectina, pero con más ramificaciones. Es hidrolizable por las α-amilasas.
• Dextranos: Almacenamiento de glucosa en bacterias y levaduras. Tienen enlaces α (1→6). En medicina, sustituye al plasma sanguíneo.
• Celulosa: Funciona como pared celular en los vegetales. Es difícil de hidrolizar debido a sus enlaces β (1→4). Representa la mitad del carbono disponible en la biosfera.
• Quitina: Componente fundamental del exoesqueleto de los artrópodos y de las paredes celulares en los hongos. Tiene enlaces β (1→4).
• Peptidoglucanos: Componente de la pared bacteriana. Presenta enlaces β (1→4).