Hidratos de Carbono: Conceptos Generales

Hidratos de Carbono: Conceptos Generales

• Los hidratos de carbono son las biomoléculas más abundantes en la Tierra, representando aproximadamente el 75% de la materia orgánica.
• Son esenciales para la homeostasis global del planeta y aportan energía rápidamente a las células.
• Se les conoce también como carbohidratos, azúcares, sacáridos y glúcidos, aunque no todos poseen sabor dulce ni cumplen con la fórmula general Cn(H2O)n.
• Son cruciales para el funcionamiento energético de los animales, ya que muchos órganos, como el cerebro y los eritrocitos, dependen de la glucosa como fuente principal de energía.
• Además de su función energética, participan en diversas estructuras celulares y tisulares, como los ácidos nucleicos, glicoproteínas, glicolípidos y proteoglucanos, fundamentales en el reconocimiento y adhesión celular.

Determinación de Glúcidos en Bioquímica Clínica

• La glucosa es el nutriente fundamental para las células animales y un parámetro clave en bioquímica clínica.
• Los niveles de glucosa en sangre y orina se miden frecuentemente para fines diagnósticos, dietéticos y terapéuticos.
• Los niveles normales de glucemia en ayunas suelen mantenerse entre 0.9 y 1.1 g/L, regulados por hormonas como la insulina y el glucagón.
• La diabetes mellitus se diagnostica mediante la prueba de tolerancia a la glucosa, que implica medir los niveles de glucosa en diferentes momentos después de una ingesta de hidratos de carbono.
• Además de la glucosa, la determinación de otros monosacáridos, como la fructosa o la galactosa, puede ser necesaria para diagnosticar enfermedades hereditarias relacionadas con el metabolismo de los glúcidos.
• Se utilizan diferentes métodos analíticos para la determinación de glucosa, utilizando las propiedades químicas de los monosacáridos, como su poder reductor, o enzimas específicas.

Clasificación de los Monosacáridos

• Los monosacáridos se clasifican según el número de átomos de carbono que contienen (triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, heptosas y octosas), su naturaleza química (aldosas o cetosas) y su estereoisomería o quiralidad.
• Los monosacáridos más importantes son las hexosas, seguidas de las pentosas.
• La quiralidad en los monosacáridos genera diferentes isómeros ópticos, con implicaciones en propiedades biológicas.

Esteroisomería y Clasificación de los Hidratos de Carbono

• Los carbonos asimétricos o quirales permiten la existencia de isómeros ópticos.
• Los monosacáridos se clasifican en series D y L, dependiendo de la configuración del carbono quiral más alejado del grupo carbonilo.
• La mayoría de los monosacáridos naturales son de la serie D mientras que la configuración D se entiende por defecto.
• Los isómeros que se diferencian en la configuración de un solo carbono asimétrico son epímeros

Anomería y Mutarrotación

• En solución acuosa, los monosacáridos cíclicos pueden existir como dos anómeros (α y β), que difieren en la orientación del grupo hidroxilo del carbono anomérico.
• El equilibrio entre los anómeros en disolución se conoce como mutarrotación.

Derivados de Monosacáridos

• Existen diversos tipos de derivados de monosacáridos con importancia fisiológica, incluyendo: alditoles, desoxiazúcares, aminoazúcares y azúcares ácidos (como los ácidos urónicos, que participan en la desintoxicación).
• Los ácidos siálicos son un tipo importante de azúcares ácidos que cumplen una función importante en reconocimiento celular.
• Las estructuras de Fischer y Haworth se utilizan para representar las estructuras de monosacáridos.

Disacáridos

• Los disacáridos son compuestos formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace glicosídico.
• Ejemplos de disacáridos importantes son la lactosa (glucosa-galactosa) y la sacarosa (glucosa-fructosa).
• La lactosa contiene un carbono anomérico libre mientras que la sacarosa no.

Polisacáridos

• Los polisacáridos son polímeros de monosacáridos que cumplen funciones de reserva energética o estructural.
• Los ejemplos importantes son el almidón y el glucógeno (reserva) y la celulosa y la quitina (estructurales).
• El almidón se compone de amilosa (lineal) y amilopectina (ramificada), mientras que el glucógeno es altamente ramificado.
• La celulosa es un polisacárido estructural clave en los vegetales, mientras que la quitina es fundamental en el exoesqueleto de los insectos.

Enlaces Glicosídicos

• El enlace glicosídico se forma entre el carbono anomérico de un monosacárido y un grupo hidroxilo de otro.
• Se puede formar entre carbonos y nitrógenos.
• Existen diferentes tipos de enlaces glicosídicos con diferentes propiedades.