Carbohidratos: Clasificación, Estructura y Propiedades Esenciales

Glúcidos: Conceptos Fundamentales

Los glúcidos, también conocidos como carbohidratos, son biomoléculas orgánicas esenciales formadas principalmente por átomos de carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Se caracterizan por ser polialcoholes, lo que significa que poseen múltiples grupos hidroxilo (-OH), además de un grupo carbonilo (C=O) que puede ser un aldehído o una cetona.

Clasificación de los Glúcidos

1. Osas o Monosacáridos

Son los glúcidos más sencillos y no pueden ser hidrolizados en unidades más pequeñas. Poseen una cadena de 3 a 7 átomos de carbono. Se clasifican según su grupo funcional carbonilo:

• Aldosas: Monosacáridos que contienen un grupo funcional aldehído.
• Cetosas: Monosacáridos que contienen un grupo funcional cetona.

2. Ósidos

Son glúcidos más complejos, formados por la unión de dos o más monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos.

2.1. Holósidos

Están formados exclusivamente por unidades de monosacáridos. Se subdividen según el número de monosacáridos que los componen:

• Oligosacáridos: Compuestos por la unión de 2 a 10 monosacáridos. Los más comunes son los disacáridos (ej. sacarosa, lactosa).
• Polisacáridos: Formados por la unión de más de 10 monosacáridos. Según su composición, pueden ser:
  • Homopolisacáridos: Constituidos por un solo tipo de monosacárido (ej. almidón, glucógeno, celulosa).
  • Heteropolisacáridos: Constituidos por diferentes tipos de monosacáridos (ej. heparina, ácido hialurónico).

2.2. Heterósidos

Son glúcidos complejos formados por la unión de una parte glucídica (uno o varios monosacáridos) y una molécula no glucídica, conocida como aglicona.

Monosacáridos: Propiedades y Estructura

Propiedades de los Monosacáridos

Los monosacáridos son los glúcidos más simples y se caracterizan por ser:

• No hidrolizables: No pueden descomponerse en unidades más pequeñas.
• Dulces: Poseen un sabor dulce característico.
• Blancos y Sólidos: A temperatura ambiente, se presentan como sólidos cristalinos de color blanco.
• Solubles en Agua: Debido a la presencia de múltiples grupos hidroxilo, son altamente solubles en agua.
• Poder Reductor: Tienen la capacidad de reducir otras sustancias. Esto se debe a la presencia del grupo carbonilo (aldehído o cetona), que puede oxidarse para formar un grupo ácido.

Clasificación de Monosacáridos por Grupo Carbonilo

Como se mencionó, los monosacáridos se agrupan en dos familias principales según la posición y tipo de su grupo carbonilo:

• Aldosas: Su grupo funcional es un aldehído, ubicado en el carbono 1 (C1).
• Cetosas: Su grupo funcional es una cetona, ubicada en un carbono distinto al C1 (generalmente C2).

Ejemplos: La Glucosa es una Aldohexosa (aldehído con 6 carbonos), mientras que la Fructosa es una Cetohexosa (cetona con 6 carbonos).

Estructura e Isomería de los Monosacáridos

La complejidad de los monosacáridos radica en su estructura tridimensional y sus diferentes formas isoméricas.

Carbonos Asimétricos

Todos los monosacáridos, excepto la dihidroxiacetona, poseen uno o más carbonos asimétricos (también llamados quirales). Un carbono asimétrico es un átomo de carbono que tiene unidos, mediante enlaces covalentes simples, cuatro átomos o grupos de átomos diferentes.

Isomería

Se dice que dos o más compuestos son isómeros si presentan la misma fórmula molecular pero distintas formas estructurales o espaciales.

• Isomería de Función: Los isómeros se diferencian por tener distintos grupos funcionales. Un ejemplo claro son las aldosas y las cetosas (ej. glucosa y fructosa, ambas C6H12O6).
• Isomería Espacial (Estereoisomería): Se produce cuando en la molécula hay uno o más carbonos asimétricos. La disposición espacial de los grupos alrededor de estos carbonos da lugar a diferentes estereoisómeros.
  • Configuración D/L: Se determina por la posición del grupo -OH en el carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo.
    • Si el grupo -OH está a la derecha, la molécula tiene configuración D.
    • Si el grupo -OH está a la izquierda, la molécula tiene configuración L.
  • Enantiómeros: Son dos estereoisómeros que son imágenes especulares uno del otro y no son superponibles. Se diferencian en la posición de todos los grupos -OH de los carbonos asimétricos.
  • Epímeros: Son dos estereoisómeros que se diferencian en la configuración de un único carbono asimétrico (excepto el carbono anomérico en formas cíclicas).