Por Dianne Hermance | Actualizado el 24 de marzo de 2022
Los carbohidratos, compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno, proporcionan energía y soporte estructural a los organismos vivos. A nivel molecular, van desde los monosacáridos más simples hasta los polisacáridos complejos.
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Los monosacáridos son azúcares de una sola unidad que alimentan los procesos celulares inmediatos, mientras que los polisacáridos son polímeros de gran tamaño que almacenan energía a largo plazo y dan rigidez estructural a las paredes celulares y los exoesqueletos.
Los monosacáridos contienen al menos tres átomos de carbono. Las hexosas, el tipo más común, contienen seis carbonos, siendo la glucosa, la galactosa y la fructosa como ejemplos clave. La glucosa es el sustrato principal para la respiración celular, mientras que la fructosa funciona principalmente como azúcar de almacenamiento. Las pentosas (p. ej., ribosa, desoxirribosa) y triosas (p. ej., gliceraldehído) tienen cinco y tres carbonos, respectivamente. Su pequeño tamaño les permite formar estructuras de cadenas o anillos que atraviesan fácilmente las membranas celulares.
Los polisacáridos, por el contrario, están compuestos de cientos o miles de unidades de monosacáridos, lo que da como resultado polímeros de alto peso molecular que no pueden atravesar las membranas directamente.
Los monosacáridos entregan energía rápidamente y a corto plazo. Cuando las células necesitan un suministro más duradero, la glucosa se polimeriza en disacáridos o polisacáridos mediante reacciones de condensación. Los polisacáridos como el almidón, formado por amilosa y amilopectina, sirven como principal reserva de energía en las plantas y sus semillas. Durante la digestión, estos polímeros se hidrolizan nuevamente en glucosa, que alimenta las vías metabólicas en los animales.
La celulosa, el polímero orgánico más abundante del mundo, constituye hasta el 50% del carbono terrestre. Su columna vertebral de glucosa forma cadenas lineales que se compactan estrechamente mediante enlaces de hidrógeno, lo que confiere rigidez a las paredes celulares de las plantas. Los hongos, las algas y algunas bacterias también producen celulosa. Si bien la mayoría de los animales no pueden digerir la celulosa, ciertas especies dependen de la microbiota intestinal para fermentarla. La quitina, otro polisacárido derivado de una glucosa modificada, forma los exoesqueletos de los artrópodos y las paredes celulares de los hongos.
El glucógeno, la contraparte animal del almidón, es un polímero altamente ramificado que puede descomponerse rápidamente en glucosa en el hígado y los tejidos musculares. Otros polisacáridos, como pectinas, arabinoxilanos, xiloglucanos y glucomananos, contribuyen a la fibra dietética y a la textura de los alimentos. Su solubilidad varía de soluble en agua a insoluble, lo que influye en sus funciones funcionales en la nutrición y la industria.
Ambas clases son esenciales para la vida. Los monosacáridos proporcionan la energía inmediata que alimenta los procesos celulares; Los polisacáridos proporcionan almacenamiento a largo plazo y soporte estructural. En la nutrición humana, las fibras dietéticas (principalmente polisacáridos) ayudan a la digestión, mientras que los monosacáridos contribuyen al dulzor y al contenido calórico de los alimentos. La masticación inicia la descomposición mecánica de los carbohidratos complejos y la digestión enzimática libera los azúcares simples que ingresan al torrente sanguíneo.
