GLÚCIDS o HIDRATS DE CARBONI
Els glúcids són compostos orgànics constituïts per C, H i O. La fòrmula empírica de molts glúcids és CnH2nOn. Això va fer que es coneixeren com a hidrats de carboni (combinacions de C amb aigua), tot i que ara ja se sap que no és aquesta la seua estructura química. A més a més hi ha una sèrie de derivats (polímers) que no presenten aquesta fòrmula empírica. També reben vulgarment el nom de sucres, tot i que no tots presenten la propietat de ser dolços.
Químicament són molècules amb un esquelet de 3 a 6 àtoms de carboni, que posseixen grups alcohol ( -OH) en tots els seus àtoms de C llevat d'un , on hi ha un grup aldehid (-COH) o cetona ( -C=O). Són polihidroxialdehids o polihidroxicetones
Classificació estructural dels glúcids
* -Oses o monosacàrids: són els carbohidrats més senzills. Formen les unitats o monòmers a partir de les quals s'originen els altres hidrats de carboni
* -Òsids : Són els carbohidrats formats per la unió de monosacàrids mitjançant enllaços glicosídics. Per hidròlisi es poden obtenir els monosacàrids que els constitueixen.En distingirem disacàrics (2 unitats) i polisacàrids (centenars d'unitats)Monosacàrids
Són els glucids més senzills ; la seua unió origina la resta dels glúcids. També s'anomenen sucres pel seu gust dolç. La seua fòrmula empírica és (CH2O)n .Tot el que hem dit es refereix a una estructura lineal. Al seu estat natural , els monosacàrids de > 5 C presenten preferentment una estructura cíclica formada pel tancament i la unió de l'estructura lineal que abans hem descrit. Aquestes molècules , quan estan dissoltes presenten un equilibri dinàmic entre les dos formes , on un 95% del total roman en forma tancada o cíclica i un 5% en forma oberta o lineal
Ciclació dels monosacàrids en presència d'aigua
Exemples de monosacàrids
* La ribosa i la desoxiribosa són components essencials dels àcids nucleics (ARN i ADN) Veure més endavant el concepte de nucleòtid.
* La glucosa és abundant al raïm i altres fruites, la mel, la sang (on es troba en una proporció d'un g / l ) . La glucosa present a la nostra sang prové de la digestió dels glúcids que prenem en menjar. Transportada posteriorment per la sang arriba a totes les cèl·lules del nostre cos on actua com a combustible energètic (procés de respiració cel·lular)
* La galactosa, altra aldohexosa es troba a la llet, com a component del disacàrid lactosa* La fructosa
Disacàrids
Els disacàrids estan formats per la unió entre dos monosacàrids. Aquesta unió tè lloc mitjançant un enllaç anomenat O-glicosídic originat entre dos grups-OH. En aquesta unió s'allibera una molècula d'aiguaAlguns exemples de disacàrids són:
* La maltosa està constituïda per la unió de dos glucoses.
* La lactosa o sucre de la llet està formada per la unió de galactosa amb glucosa.
* La sacarosa, el sucre de taula, és abundant a la canya de sucre i a la remolatxa sucrera. Està formada per la unió d'una molècula de glucosa i una altra de fructosa.Polisacàrids
Són macromolècules polimèriques formades per nombroses unitats monosacàrides unides per enllaços O-glicosídics. S'alliberen n-1 molècules d'aigua.
Són molècules d'elevat PM , insolubles o poc solubles. Els principals exemples són:
El Midó és el polisacàrid principal de reserva de les cèl·lules vegetals. Es molt abundant als tubercles, bulbs, llavors, etc. Es forma a partir dels sucres formats per la fotosíntesi.
El glicogen és el polisacàrid de reserva propi dels animals on s'acumula preferentment en el fetge i els músculs. També és un polímer de glucosa.
La cel·lulosa és un polímer lineal de molècules glucosa. És el component principal de les parets cel·lulars de les cèl·lules vegetals.
LÍPIDS
A diferència de glúcids i proteïnes, aquest grup de molècules no posseeixen cap grup funcional característic. Són molècules orgàniques, prou heterogènies pel que fa a la seua estructura i funció, però que presenten majoritàriament unes mateixes propietats físiques :
- Són insolubles en aigua
- Solubles en dissolvents orgànics (apolars) com el benzè , l'èter o el cloroform
A continuació estudiarem breument els principals tipus de lípids:
1. Triglicèrids o greixos neutres.
Químicament són ésters de tres àcids grassos amb glicerina (polialcohol).
Els àcids grassos estan formats per una cadena hidrocarbonada lineal que té a un extrem un grup carboxil (-COOH). Es classifiquen en saturats (com l'àcid palmític) , quan tots els enllaços entre els C són simples , i insaturats (àcid oleic) , quan es presenta un doble enllaç. Si en presenten més reben el nom de poliinsaturats (àcid linoleic)
Els àcids grassos són substàncies anfipàtiques ja que presenten una part hidròfila o polar (-COOH) i una altra apolar o hidròfoba (cadena hidrocarbonada).
Com deien abans un triacilglicèrid o greix neutre es forma per una reacció d'esterificació entre una molècula de glicerina i tres d'àcids grassos (iguals o diferents). En aquesta reacció intervenen els grups -OH de la glicerina i els grups -COOH dels àcids. Es produeix la pèrdua de tres molècules d'aigua.
Propietats dels triglicèrids
Els triglicèrids són totalment insolubles en aigua , ja que a la reacció s'han utilitzat els grups polars de les molècules .
Funcions dels triglicèrids
La seua funció principal és la de reserva d'energia. Al metabolisme els greixos s'emmagatzemen fins al moment que són necessaris.2. Fosfolípids
Són molècules d'estructura semblant als greixos neutres , però contenen , a més, fòsfor i nitrogen i presenten una certa polaritat. Estan formats per una molècula de glicerina unida a 2 àcids grassos, mentre que el tercer -OH de la glicerina està unit a una molècula d'àcid fosfòric i a una altra substància polar (alcohol , aminoàcid etc). Els enllaços són de tipus ester.
Aquesta estructura la atorga un caracter anfipàtic ja que té una part polar i una altra (àcids grassos) apolar. El seu contacte amb l'aigua suposa la formació de pel·lícules superficials, micel·les o bicapes lipídiques que constitueixen la base de les membranes biològiques. En aquestes , els grups polars es troben en contacte amb el medi aquós intern o extern de la cèl·lula mentre que les cues hidròfobes dels àcids grassos es troben protegides de l'aigua a l'interior de les bicapes. La majoria d'aquestes substàncies són components de les membranes cel·lulars.
3 -Esteroides
És tracta d'una sèrie de lípids derivats d'una estructura tetracíclica de nom molt llarg, el ciclopentà-perhidrofenantrè. A partir d'aquesta estructura es formen els esteroides que es diferencien entre si per la posició dels dobles enllaços o localització d'altres grups funcionals. Alguns exemples són el colesterol , àcids biliars, la vitamina D, les hormones sexuals, etc.
El colesterol és una molècula molt abundant en l'ésser humà i en general a tots els animals. Està present a les membranes de les cèl·lules animals i en el sistema nerviós central i és precursor d'altres molècules com els àcids biliars i de moltes hormones. L'excés de colesterol en sang dóna lloc a l'arteriosclerosi, quan precipita dipositant-se en les parets internes de les artèries.Els àcids biliars són molècules originades a partir de la degradació del colesterol en el fetge. Les seues molècules presenten caràcter anfipàtic, característica que els fa semblants als sabons i fa que puguen actuar d'agents emulsionants formant micel·les capaces d'absorbir els greixos a l'intestí prim.
Les hormones sexuals masculines (testosterona) i femenines (estrògens i progesterona) controlen la maduració sexual , el comportament i la capacitat reproductora.
Funcions dels lípids
Els lípids desenvolupen 3 tipus de funcions:
1. Funció de reserva. Són la principal reserva energètica de l’organisme.Un gram de greix produeix 9'4 quilocalories en las reaccions metabòliques d’oxidació, mentre que proteïnes i glúcids produeixen 4'1 quilocalories/gr.
2. Funció estructural. Formen les bicapes lipídiques de les membranes. Recobreixen òrgans i els donen consistència, o protegeixen mecànicament comés el cas del teixit adipós de peus i mans.
3. Funció biocatalitzadora: les reacciones químiques dels éssers vius. Cumpleixen aquesta funció les vitamines lipídiques, les hormones esteroidees i las prostaglandines.
