Glucosa - forma dextrógira Fructosa - forma levógira center|100px center|100px Ribosa - forma furanosa center|125px Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbonu o sacáridos son biomolécules compuestes por carbonu, hidróxenu y oxíxenu, que les sos principales funciones nos seres vivos son el brindar enerxía inmediata y estructural. La glucosa y el glucóxenu son les formes biolóxiques primaries d'almacenamientu y consumu d'enerxía; la celulosa cumple con una función estructural al formar parte de la paré de les célules vexetales, ente que la quitina ye'l principal constituyente de la exocadarma de los artrópodos.
El términu "hidratu de carbonu" o "carbohidratu" ye pocu apropiáu, una y bones estes molécules nun son átomos de carbonu hidrataos, esto ye, enllazaos a molécules d'agua, sinón que consten d'átomos de carbonu xuníu a otros grupos funcionales como carbonilo y hidroxilo. Esti nome provién de la nomenclatura química del sieglu XIX, una y bones les primeres sustancies aisllaes respondíen a la fórmula elemental Cn(H2O)n (onde "n" ye un enteru ≥ 3). D'equí que'l términu "carbonu-hidratáu" caltuviérase, magar darréu demostróse que nun lo yeren. Amás, los testos científicos anglosaxones aportunen en denominalos carbohydrates lo qu'induz a pensar qu'esti ye'l so nome correutu. De la mesma, en dietética, usar con más frecuencia la denominación de carbohidratos.
Los glúcidos pueden sufrir reacciones d'esterificación, aminación, amenorgamientu, oxidación, lo cual da a caúna de les estructures una propiedá específica, como pue ser de solubilidá.
Sinónimos Carbohidratos o hidratos de carbonu: Hubo intentos pa sustituyir el términu de hidratos de carbonu. Dende 1996 el Comité Conxuntu de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry)[Iupac]Iupac.Org y de la Unión Internacional de Bioquímica y Bioloxía Molecular (International Union of Biochemistry and Molecular Biology) aconseya'l términu carbohidratu y nun encamienta'l de hidratos de carbonu. Glúcidos: Esti nome provién de que pueden considerase derivaos de la glucosa por polimerización y perda d'agua. El vocablu procede del griegu γλυκύς (glyκýs o glukús) que significa dulce. Azucres: Esti términu solo puede usase pa los monosacáridos (aldoses y cetoses) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azucre) utilizar pa referise a la sacarosa o azucre de mesa. Sacáridos: Proveniente del griegu σάκχαρ [sácchar] que significa "azucre". Ye la raíz principal de los tipos principales de glúcidos (monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos).
Carauterístiques Los glúcidos son compuestos formaos na so mayor parte por átomos de carbonu, hidróxenu y oxíxenu. Tienen enllaces químicos difíciles de romper de tipu covalente, pero qu'almacenen gran cantidá d'enerxía, que ye lliberada cuando la molécula ye ferruñosa. Na naturaleza son un constituyente esencial de los seres vivos, formando parte de biomolécules aisllaes o acomuñaes a otres como les proteínes y los lípidos, siendo los compuestos orgánicos más abondosos na naturaleza.
Los glúcidos cumplen dos papeles fundamentales nos seres vivos. Per un sitiu son molécules enerxétiques d'usu inmediatu pa les célules (glucosa) o que s'almacenen pal so posterior consumu (almidón y glucóxenu); 1g apurre 4 kcal. Per otra parte, dellos polisacáridos tienen una importante función estructural yá que formen parte de la paré celular de los vexetales (celulosa) o de la cutícula de los artrópodos.
Tipos de glúcidos Según la complexidá de la molécula, los hidratos de carbonu clasificar en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. A esti grupu amiéstense otres biomoléculas que presenten na so estructura, amás de la porción glucídica, otra porción químicamente distinta: derivaos de monosacáridos, heteropolisacáridos, peptidoglicanos, glicoproteínes y glicolípidos.
Monosacáridos
miniaturadeimagen|ALDOSAS SERIE D Son sólidos neutros, incoloros, solubles n'agua dando soluciones mafoses que cristalicen con dificultá, pocu solubles n'alcohol y insolubles polo xeneral n'éter, acetona y solventes non polares; xeneralmente con sabor duce.
Los monosacáridos, son los glúcidos más simples, tán formaos por una sola molécula, tal ye'l casu de la ribosa, fructuosa y glucosa, siendo esta postrera la principal fonte d'enerxía pa los seres humanos; nun pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química xeneral d'un monosacáridu non modificar ye (CH2O)n, onde n ye cualquier númberu igual o mayor a trés, la so llende ye d'ocho carbonos.
Los monosacáridos clasifíquense d'alcuerdu a trés carauterístiques distintos: la posición del grupu carbonilo, el númberu d'átomos de carbonu que contién y el so quiralidad. Si'l grupu carbonilo ye un aldehído, el monosacáridu ye una aldosa; si'l grupu carbonilo ye una cetona, el monosacáridu ye una cetosa.
Los monosacáridos más pequeños son los que tienen tres átomos de carbonu, y son llamaos trioses; aquellos con cuatro son llamaos tetroses, los que tienen cinco son llamaos pentoses, seis son llamaos hexoses y aquellos con siete son llamaos heptoses. Los sistemes de clasificación son frecuentemente combinaos; por casu, la glucosa ye una aldohexosa (un aldehído de seis átomos de carbonu), la ribosa ye una aldopentosa (un aldehído de cinco átomos de carbonu) y la fructosa ye una cetohexosa (una cetona de seis átomos de carbonu). miniaturadeimagen|CETOSAS SERIE D Los monosacáridos tienen grupos hidroxilo(polo que pueden considerase polialcoholes) y un grupu aldehído o cetona en cada unu de los sos átomos de carbonu, cola esceición del primeru y l'últimu carbonu, toos son asimétricos, faciéndolos centros estéricos con dos posibles configuraciones cada unu (el -H y -OH pueden tar a cualquier llau del átomu de carbonu). Por tanto, defínense químicamente como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Esto ye, son compuestos con una función aldehído o cetona y delles funciones alcohóliques. Tamién se consideren glúcidos les sustancies qu'anicien esos polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas cuando son sometíes a hidrólisis.
Por cuenta de esta asimetría, cada monosacáridu tien un ciertu númberu d'isómeros. Por casu, l'aldohexosa D-glucosa, tienen la fórmula (CH2O)6, de la cual, quitando dos de los sos seis átomos de carbonu, toos son centros quirales, faciendo que la D-glucosa seya unu de los estereoisómeros posibles. Nel casu del gliceraldehído, una aldotriosa, esiste un par de posibles esteroisómeros, que son enantiómeros y epímeros (1,3-dihidroxiacetona, la cetosa correspondiente, ye una molécula simétrica que nun tener centros quirales).
La designación D o L ye realizada d'alcuerdu a la orientación del carbonu asimétrico más alloñaos del grupu carbonilo: si'l grupu hidroxilo ta a la derecha de la molécula ye un azucre D, si ta a la izquierda ye un azucre L. Como los D azucres son los más comunes, usualmente la lletra D ye omitida.
La notación D o L namái indica la familia” o serie a la cual pertenez el compuestu, non necesariamente'l signu de la rotación qu'imprime a la lluz polarizao. Por casu, la cetohexosa D-fructosa ye fuertemente levógira y correspuénde-y la notación D (-) fructosa.
La diferenciación de los glúcidos nestes series o “families” tien importancia biolóxica. Los organismos cimeros práuticamente namái utilicen y sinteticen glúcidos de la serie D. Son bien escasos los compuestos de la serie L presentes n'estructures celulares o n'humores orgánicos del ser humanu.
Los monosacáridos son sustancies reductores, particularmente en mediu alcalín. Los grupos aldehído o cetona son responsables d'esta propiedá. Delles reacciones de reconocencia de monosacáridos utilizaes nel llaboratoriu, aprovechen esa capacidá reductora.
thumb|Ciclación de la glucosa. miniaturadeimagen|Ciclación de la glucosa.
Ciclación El grupu aldehído o cetona nuna cadena llinial abierta d'un monosacáridu va reaccionar reversiblemente col grupu hidroxilo sobre un átomu de carbonu distinto na mesma molécula pa formar un hemiacetal o hemicetal, formando un aniellu heterocíclico, con una ponte d'oxíxenu ente los dos átomos de carbonu. Los aniellos con cinco y seis átomos son llamaos formes furanosa y piranosa y esisten n'equilibriu cola cadena llinial abierta.
Mientres la conversión de la forma llinial abierta a la forma cíclica, l'átomu de carbonu conteniendo l'oxíxenu carbonilo, llamáu'l carbonu anomérico, tresformar nun centru quiral con dos posibles configuraciones: l'átomu d'oxíxenu puede tomar una posición enriba o embaxo del planu del aniellu. El par de estereoisómeros resultantes son llamaos anómeros. Nel α-anómero, el -OH sustituyente sobre'l carbonu anomérico atopar nel llau opuestu del aniellu (posición trans) a la cadena CH2OH. La forma alternativa, na cual el sustituyente CH2OH y el grupu hidroxilo sobre'l carbonu anomérico tán nel mesmu llau (posición cis) del planu del aniellu, ye llamáu β-anómero. Como l'aniellu y la forma abierta se interconvierten, dambos anómeros esisten n'equilibriu.
Usu en célules Los monosacáridos son la principal fonte de combustible pal metabolismu, siendo usáu tanto como una fonte d'enerxía (la glucosa ye la más importante na naturaleza) y en biosíntesis. Cuando los monosacáridos nun son precisaos pa les célules son rápido convertíos n'otra forma, tales como los polisacáridos. Amás la ribosa y la desoxirribosa son componentes estructurales de los acedos nucleicos. Abonden en texíos vexetales, nos cualos formen los elementos fibrosos o maderizos de la so estructura y los compuestos de reserva nutricia de tubérculos, grana y frutos. Tamién s'atopen llargamente distribuyíos en texíos animales, eslleíos nos humores orgánicos, y en complexes molécules con diverses funciones. Los vexetales sinteticen hidratos de carbonu a partir de CO2 y H2O, captando enerxía llumínica nun procesu denomináu fotosíntesis. Estos glúcidos son inxeríos por animales, y en gran parte utilizaos como combustible. Na alimentación humana, los carbohidratos son los principales provisores d'enerxía. Nuna dieta equilibrada, los hidratos de carbonu tienen d'aprovir ente 50 y 60% del total de caloríes.
El principal ciclu enerxéticu de la biosfera depende en gran parte del metabolismu de los hidratos de carbonu. Esaminemos de volao esti ciclu. Na fotosíntesis, les plantes capten CO2 de l'atmósfera y afitar” n'hidratos de carbonu. La reacción básica puede describise (d'una manera descomanadamente simplificada) como l'amenorgamientu del CO2 a hidratos de carbonu, nesti casu representaos pola glucosa, producida pola lluz. Gran parte d'estos hidratos de carbonu almacenar nes plantes en forma d'almidón o celulosa. Los animales llogren los hidratos de carbonu inxiriendo les plantes o los animales herbívoros. Con éses los hidratos de carbonu sintetizaos poles plantes pasen a ser n'última instancia les principales fontes de carbonu de tolos texíos animales. Na otra metá del ciclu, tantu les plantes como los animales realicen, al traviés del metabolismu oxidativo, una reacción que ye la inversa de la fotosíntesis, por aciu la cual producen de nuevu CO2 y H2O. Esta oxidación de los hidratos de carbonu ye'l principal procesu de xeneración d'enerxía del metabolismu.Blanco A. Química Biolóxica. L'Atenéu. (2000).
Disacáridos thumb|right|Hidrólisis de la Lactosa. 1. Galactosa. 2. Glucosa.
Los disacáridos son glúcidos formaos por dos molécules de monosacáridos y, por tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos llibres. Los dos monosacáridos xunir por aciu un enllaz covalente conocíu como enllaz glucosídico, tres una reacción de condensación qu'implica la perda d'un átomu d'hidróxenu d'un monosacáridu y un grupu hidroxilo del otru monosacáridu, cola consecuente formación d'una molécula de H2O, de manera que la fórmula de los disacáridos non modificar ye C12H22O11.