LOS POLISACARIDOS

Son moléculas formadas por la unión de muchas moleculas de monosacáridos entre sí. Hay dos tipos principales de polisacáridos. El primero comprende moléculas formadas por monosacáridos iguales, el de los homopolisacáridos, los cuales, ya sean de origen animal o vegetal, representan fundamentalmente materiales de reserva de los seres vivos para realizar funciones en condiciones en las cuales no es posible obtener azúcares. Así sucede en las plantas, que almacenan cantidades grandes de polisacáridos que utilizan luego en la germinación, por ejemplo, hasta que aparezcan las hojas que permitirán sintetizar nuevamente los azúcares por medio de la fotosíontesis. Este hecho representa una circunstancia provechosa para los animales, entre los cuales se encuentra el hombre, que pueden apropiarse tambien de estos materiales de reserva para su nutrición. los carbohidratos, principalmente en forma de polisacáridos, son los componentes más abundantes de la dieta de la mayor parte de los animales y los humanos.
el segundo grupo de polisacáridos está formado por los llamados heteropolisacáridos, que son polímeros de monosacaridos unidos entre sí, pero con la diferencia de que se trata en este caso de unidades de distintos tipos de monosacáridos. Estos compuestos aparecen en una gran diversidad con las más variadas funciones.
El monómero más común en los polisacáridos es la glucosa. El enlace glucosídico que presentan los monómeros resulta importante para determinar las funciones de los polisacáridos en la naturaleza. Por ejemplo, la presencia de un enlace alfa glucosídico en el almidón y el glucógeno, determina la utilidad de estos como almacén de carbohidratos en plantas y animales, mientras el enlace beta glucosídico de la celulosa y la quitina, dirige su utilidad al aspecto estructural de las células de vegetales y algunos invertebrados como los insectos y los crustáceos.
Almidón
El almidón es el principal polisacárido de reserva de la mayoría de los vegetales, y la principal fuente de calorías de la mayoría de la Humanidad. Es importante como constituyente de los alimentos en los que está presente, tanto desde el punto de vista nutricional como tecnológico. Gran parte de las propiedades de la harina y de los productos de panadería y repostería pueden explicarse conociendo el comportamiento del almidón.

Además el almidón, aislado, es un material importante en diversas industrias, entre ellas la alimentaria. La técnica para su preparación se conocía ya en el antiguo Egipto, y está descrita por diversos autores clásicos romanos. En esas épocas se utilizaba especialmente para dar resistencia al papiro, y como apresto de tejidos. Actualmente la industria alimentaria es un gran consumidor, al ser el más barato de los materiales gelificantes.
A nivel mundial, son importantes fuentes de almidón el maíz, trigo, patata y mandioca. A escala local, o para aplicaciones especiales, se obtiene también almidón de la cebada, avena, centeno, sorgo y arroz.
El almidón más importante desde el punto de vista industrial es el de maíz. Al año se utilizan unos 60 millones de toneladas de maíz para fabricar almidón, bien para su uso como tal o como materia prima para la obtención de glucosa y fructosa.

amilopectina.JPG
Figura 1. Estructura de la amilopectina.
El almidón se almacena en las células en forma de granulos y cuando la célula requiere de cantidades extras de energía lo hidroliza (rompe sus enlaces) y libera las moléculas de glucosa que lo forman. La glucosa subre un proceso de oxidación por efecto de la respiración para extraer la energía almacenada en sus enlaces químicos, y produce bióxido de carbono y agua.
Dos estructuras poliméricas diferentes componen los almidones:
  • Amilasa, que consiste en cadenas largas y no ramificadas de unidades de D-glucosa unidas por enlace (1→4).
  • Amilopectina, que se encuentra muy ramificada en unionesα (1→4) y (1→6).
Los distintos almidones difieren en el grado de ramificación de sus cadenas. La conformación más usual de la amilasa en los almidones es en forma de hélice, con seis residuos por vuelta. Figura 2.
amilosa.gif
Figura 2. Conformación de la amilasa
Glucógeno
El glucógeno es un polisacárido de reserva energética de los animales, formado por cadenas ramificadas de glucosa solubles en agua. Se encuentra prácticamente todos los tejidos animales, aunque en su mayor proporción está presente en el hígado y en los músculos. Algunos organismos tienen un alto contenido de glucógeno los moluscos, como los ostiones y las almejas, por ejemplo. Cuando la concentración de glucosa en sangre disminuye, el hígado hidroliza glucógeno para liberar glucosa, la cual se integra al torrente sanguíneo; si por el contrario, hubiese un exceso de glucosa en sangre, el hígado la convierte en glucógeno.
Glykogen.svg.png
Figura 3. Estructura del glucógeno
Cuando consumimos alimentos con un alto contenido de azúcares, casi todos se transforman en glucosa, la cual pasa al hígado para transformarse a su Tambien se almacena glucógeno en los muscúlos,pero esta reserva solo se emplea cuando nuestro cuerpo es sometido a un gran esfuerzo físico. Sin embargo, un exceso de glucógeno, mayor a 100 gr en el hígado y 200 gr en los músculos, se transforma en grasa y se acumula en el tejido adiposo como reserva de energía a largo plazo.
deportista1.jpg
Figura 4. Los atletas, cuando realizan un gran esfuerzo fisico, consumen la reserva de glucógeno de los músculos.

El sistema ervioso rige todos los porcesos metabólicos donde se involucran los azúcares. Cuando la concentración de glucosa en sangre es alta se controla a traves de la insulina. Los diabéticos, personas que no segregan insulina, no utilizan ni retiran la glucosa de la sangre y puede llegar a un estado de desnutrición celular que generre multiples daños a sus terminales nerviosas, riñones y visión, entre otros.

Celulosa
La celulosa es uno de los muchos polímeros encontrados en la naturaleza. La madera, el papel y el algodón contienen celulosa. La celulosa es una excelente fibra. La madera, el algodón y la cuerda de cáñamo están constituidas de celulosa fibrosa. La celulosa está formada por unidades repetidas del monómero glucosa. Ésta es la misma glucosa que su cuerpo metaboliza para vivir, pero usted no puede digerirla en la forma de celulosa. Dado que la celulosa está constituída por un monómero del tipo de los azúcares, se le denomina polisacárido.
La estructura de la celulosa se forma por la unión de moléculas de ß-glucosa a través de enlaces ß-1,4-glucosídico, lo que hace que sea insoluble en agua. La 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 muy resistentes e insolubles al agua. De esta manera, se originan fibras compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales, dándoles así la necesaria rigidez.
La celulosa está presente en fibras, verduras, cereales integrales y legumbres, pero no somos capaces de digerirla porque no contamos con las enzimas que pueden desdoblar el polímero. Sin embargo desempeña un importante papel al ablandar los residuos intestinales y colaborar con el retraso de la absorción de los nutrientes, lo que evita un aumento rápido de glucosa en sangre.
La enzima celulasa, capaz de hidrolizar la celulosa a glucosa, solo se encuentra en bacterias presentes en el aparato digestivo de herviboros como el ganado vacuno y equino, ademas en insectos como las termitas, que provocan severos daños a las construcciones hechas de madera.
external image Algodon
Las fibras de algodón son celulosa casi pura, mientras que en la madera representa aproximadamente la mitad.
Las fibras de algodón son celulosa casi pura, mientras que en la madera representa aproximadamente la mitad.

Quitina
La quitina también es un polisacárido estructural que constituye el exoesqueleto de los artrópodos. Es también un componente esencial de las paredes celulares de los hongos. La estructura de la quitina está formada por un tipo de molécula derivada de la glucosa llamad N-acetil-glucosamina, unida por enlaces ß(1→4), al igual que la celulosa. presenta una fuerte resistencia mecánica, importante para los insectos.
external image images?q=tbn:ANd9GcTjKYu2jkSQvz2_F-njPgijuU9waK-bCrtahi-3G8KWr2_vtnqblw&t=1
Estructura de la quitina
Estructura de la quitina

Los polisacáridos que se encuentran en menor proporción son los heteropolisácaridos, y constituyen básicamente las membranas de las bacterias en que se presentan uniones con péptidos. Las unidades que forman estos carbohidratos son la N-acetil glucosamina y el ácido N-acetilmurámico.
La presencia de esas sustancias en las paredes de las membranas de las bacterias marca una diferencia estructural entre una célula menos evolucionada (procarionte) y una mas evolucionada (eucarionte).

Función biológica de los carbohidratos

Los carbohidratos desempeñana un importante papel en la naturaleza y en algunos procesos industriales:
  • Constituyen la principal fuente de energía de los seres vivos, especialmente la glucosa, que se considera como la molécula energática esencial. Cuando la glucosa se transporta a la célula, sufre diversos procesos de oxidación mediante los cuales libera energía y simultáneamente se almacena en forma de energía química potencial en el sistema ATP-ADP. Por su parte, los polisácaridos: almidón y glucógeno, sirven como reserva de energía que se utiliza cuando el organismo está sometido a esfuerzos especialmente exigentes.
  • Realizan un importante papel en los procesos que se llevan a cabo en la célula a nivel superficial, en la interacción de una con otra.
  • Los carbohidratos, especialmente los polisacáridos: celulosa, quitina y pectina, son parte importante de la estructura de muchos organismos, entre ellos las plantas, y proporcionan una pared protectora o cubierta lubricante a las células.
  • Las glucoproteínas, moléculas en que a una proteína están unidos varios carbohidratos, participan en una gran variedad de funciones biológicas, entre ellas la protección inmunitaria, el reconocimiento celular, la coagulación sanguínea y las interacciones patógeno-huésped.
  • Las aplicaciones comerciales e industriales de los carbohidratos son muy variadas, con ellos se puede fabricar tejidos, películas fotográficas, plásticos y otros productos. En particular, la celulosa es materia prima para la fabricación del polímero sintético conocido como rayón y para la elaboración de productos de papel. Por su parte, el almidón y la pectina, ésta última un agente cuajante, se utilizan en la preparación de alimentos para el ser humano y para el ganado.