Glúcidos: Estructura, Tipos y Funciones Biológicas

Los glúcidos, también conocidos como carbohidratos, son biomoléculas esenciales para la vida. Se clasifican en diferentes tipos según su complejidad estructural y desempeñan funciones vitales en los seres vivos.

Disacáridos

Los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace glucosídico.

• Maltosa: Es el azúcar de malta, presente en el grano germinado de cebada utilizado en la elaboración de la cerveza. Se obtiene por hidrólisis del almidón y glucógeno. Está compuesta por dos moléculas de glucopiranosa unidas por un enlace glucosídico.
• Celobiosa: No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene por hidrólisis de la celulosa y está formada por dos moléculas de glucopiranosa unidas por un enlace glucosídico.
• Lactosa: Es el azúcar de la leche de los mamíferos. Por ejemplo, la leche de vaca contiene del 4 al 5% de lactosa. Está formada por la unión β (1-4) de la β-D-galactopiranosa (galactosa) y la β-D-glucopiranosa (glucosa).
• Sacarosa: Es el azúcar de consumo habitual, obtenido de la caña de azúcar y la remolacha azucarera. Es el único disacárido no reductor, ya que los dos carbonos anoméricos de la glucopiranosa y fructofuranosa están implicados en el enlace glucosídico (1α,2β).

Polisacáridos

Los polisacáridos son polímeros formados por la unión de múltiples monosacáridos.

• Almidón: Presente en células vegetales, cumple una función de reserva energética. Está formado por dos moléculas, amilosa y amilopectina, que son polímeros de glucosa. La amilosa no está ramificada y se sitúa en el interior de los granos de almidón. La amilopectina, que presenta ramificaciones, se sitúa en la parte externa de los granos de almidón. La amilosa adquiere una estructura helicoidal y la amilopectina recubre a la amilosa.
• Glucógeno: Formado por β-glucosas unidas por enlace β (1→4).
• Celulosa: Tiene una estructura lineal o fibrosa, en la que se establecen múltiples puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, haciéndolas impenetrables al agua. Esto la hace insoluble en agua y origina fibras compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales. Es típica de paredes celulares vegetales, aunque también la pueden tener otros seres, incluso animales. Su importancia biológica reside en que otorga resistencia y dureza.
• Quitina: Es un polímero sumamente abundante cuya principal función en la naturaleza es estructural, ya que ofrece gran resistencia y dureza. Forma parte del exoesqueleto de los artrópodos (el grupo animal más diverso y abundante del planeta, que incluye a los insectos, crustáceos y arácnidos). También puede encontrarse en el tejido estructural de hongos y de algunas especies de moluscos.
• Glucosaminoglucanos: Formados usualmente por la repetición de una unidad de disacárido formada por un aminoazúcar (N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina) y un azúcar ácido (ácido glucurónico). Se encuentran en la matriz extracelular de los tejidos conectivos, donde cumplen diversas funciones. Están muy hidratados y forman un gel.
• Pectina: Son polímeros del ácido galacturónico, que es un derivado de la galactosa. Los monómeros se unen mediante enlaces α (1-4). Además, presentan intercalados otros monosacáridos como la ramnosa, de los que surgen ramificaciones. Se encuentran en la pared celular de las células vegetales, donde forman una matriz en la que se disponen las fibras de celulosa. Tiene gran poder gelificante y se usa para hacer mermeladas.
• Hemicelulosas: Conjunto muy heterogéneo de polisacáridos. Están formadas por un solo tipo de monosacáridos unidos por enlaces β (1 – 4), que forman una cadena lineal de la que salen ramificaciones cortas formadas por monosacáridos diferentes. Entre los principales componentes de las hemicelulosas, están la glucosa, la galactosa o la fucosa. Se encuentran en la pared celular de las células vegetales, recubriendo la superficie de las fibras de celulosa y permitiendo su anclaje a la matriz de pectinas.

Heterósidos

Los heterósidos son combinaciones de glúcidos con otros tipos de moléculas:

• Glúcidos + Lípidos (glucolípidos, lipopolisacáridos)
• Glúcidos + Proteínas (peptidoglucanos, proteoglucanos, glucoproteínas)

Funciones de los Glúcidos

Energética

La oxidación de los glúcidos libera energía que las células pueden utilizar para realizar sus funciones. Una ventaja que poseen los glúcidos sobre otras biomoléculas como material energético es que, dada la solubilidad en agua de muchos de ellos, pueden ser transportados muy rápidamente en medio acuoso allí donde resultan necesarios. La glucosa es el azúcar que con más frecuencia utilizan las células como combustible metabólico primario. Por otra parte, algunos polisacáridos actúan como material de reserva energética que puede ser rápidamente movilizado cuando es necesario. Sacarosa, almidón (vegetales) y glucógeno (animales) son formas de almacenar glucosa. En una oxidación completa se producen 410 Kcal/100 grs.

Estructural

La ribosa y su derivado la desoxirribosa forman la estructura de los ácidos nucleicos. Algunos polisacáridos como la celulosa o la quitina presentan propiedades que los hacen idóneos para formar parte de estructuras que deben ofrecer una gran resistencia mecánica, como las paredes celulares vegetales o el exoesqueleto de los artrópodos. La celulosa forma la pared vegetal y la quitina forma la pared celular de los hongos y el exoesqueleto de artrópodos. El enlace β de la celulosa y la quitina impide la degradación de estas moléculas y hace que algunos organismos puedan permanecer durante cientos de años. Peptidoglucanos forman parte de la pared bacteriana. Proteoglucanos (ácido hialurónico, condroitín sulfato) forman parte de la matriz extracelular de los tejidos conectivos.

Otras Funciones

• La heparina (proteoglucano) es una sustancia anticoagulante.
• La mucina (proteoglucano) forma parte del mucus.