TEMA 2. LOS GLÚCIDOS.

1. Concepto y clasificación de los glúcidos.

Los glúcidos son compuestos orgánicos constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno; en algunos
casos pueden tener además otros elementos químicos como nitrógeno o azufre. Se les ha llamado
hidratos de carbono porque algunos responden a la fórmula empírica general Cm(H 2 O)n y
azúcares por su sabor dulce, aunque sólo los de baja masa molecular lo tienen. Químicamente son
polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas, sus derivados o sus polímeros.

Según el número de unidades moleculares que poseen, se clasifican en los siguientes grupos:
• Monosacáridos: son los más simples. Solo contienen un grupo aldehído o cetona en su
molécula. Suelen tener de 3 a 7 átomos de carbono.
• Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos.
• Oligosacáridos: formados por la unión de unos pocos monosacáridos, generalmente entre
3 y 15.
• Polisacáridos: formados por la unión de numerosos monosacáridos.

2. Monosacáridos.
Son los glúcidos más sencillos. No pueden descomponerse en otros glúcidos más simples.
Químicamente están constituidos por una cadena de polialcoholes con un grupo aldehído o cetona.
Son sólidos, dulces, solubles en agua y forman cristales blancos que por el calor pueden
caramelizarse. Los monosacáridos pueden reducir el Cu2+ a Cu+, en medio básico. Propiedad que
se utiliza para su reconocimiento (prueba de Fehling).

2.1. Estructura de los monosacáridos.

Un polialcohol con un grupo aldehído o polihidroxialdehído es un compuesto orgánico que tiene
una función aldehído en el primer carbono y en los restantes carbonos una función alcohol. Los
polialcoholes con un grupo cetona o polihidroxicetonas en lugar de una función aldehído tienen una
función cetona, normalmente en el carbono 2. Atendiendo al grupo carbonilo que presentan se
clasifican en:
- Aldosas: los monosacáridos que tienen función aldehído.
- Cetosas: los que tienen una función cetona.

Los monosacáridos responden a la fórmula empírica Cn(H 2 O)n, de aquí proviene el nombre de
hidratos de carbono. El valor de n normalmente está comprendido entre 3 y 7. Según el número
de átomos de carbono se clasifican en:

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 - Triosas: si presentan 3 átomos de carbono.
- Tetrosas: si presentan 4 átomos de carbono.
- Pentosas: si presentan 5 átomos de carbono.
- Hexosas: si presentan 6 átomos de carbono.
- Heptosas: si presentan 7 átomos de carbono.

La nomenclatura de los monosacáridos surge de combinar ambas clasificaciones, es decir, una

aldotetrosa será un monosacárido con un grupo aldehído y cuatro átomos de carbono, mientras
que cetopentosa será un monosacárido con un grupo cetona y cinco átomos de carbono.

Los monosacáridos presentan carbonos asimétricos (están unidos a cuatro grupos distintos), lo que
da lugar a un tipo de estereoisomería. Es decir, se trata de compuestos que aunque tienen la
misma fórmula empírica, se diferencian por la colocación de sus átomos en el espacio, lo que les
confiere diferentes propiedades físico-químicas y biológicas. El número de isómeros ópticos, para
un monosacárido dado, es de 2n, siendo n el número de átomos de carbono asimétricos que tenga.
Atendiendo a la posición del grupo alcohol, los monosacáridos se clasifican en D o L según tengan
el OH del carbono asimétrico más alejado del grupo aldehído o cetona, hacia la derecha o la
izquierda respectivamente, siendo entre ellos uno imagen especular del otro. Ambos tienen
propiedades físicas diferentes, como desviar el plano de la luz polarizada hacia diferente lado y
biológicamente también son diferentes, pues se observa que en la naturaleza son más frecuentes
los monosacáridos D.

El alumno deberá reconocer y escribir las fórmulas lineales de glucosa, fructosa y ribosa.

Pero estas fórmulas no son las que habitualmente se encuentran en los organismos, donde estas
especies están disueltas en medios acuosos. Si las aldopentosas y las hexosas (tanto aldosas,

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como cetosas) se disuelven en agua, el grupo carbonilo (-C=O) reacciona con el grupo hidroxilo (-
C-O-H) del carbono 4, en las aldopentosas, o del carbono 5, en las hexosas, formándose un
hemiacetal (reacción entre un alcohol y un aldehído) o un hemicetal (reacción entre un alcohol y
una cetona) y la molécula forma un ciclo.

Las fórmulas cíclicas de las hexosas se representan, según la proyección de Haworth, con el plano
del anillo perpendicular al plano de escritura, los carbonos 2 y 3 dirigidos hacia delante, el carbono
5 y el oxígeno del anillo hacia detrás. Los OH que en la fórmula lineal estaban a la derecha se
ponen por debajo del plano y los que estaban a la izquierda se ponen hacia arriba. En la formas D
el -CH 2 OH se pone por encima y en las L por debajo. Si las fórmulas cíclicas forman un anillo
pentagonal reciben el nombre de furanosas, mientras que si éste es hexagonal se denominan
piranosas.

El alumno deberá reconocer y escribir las fórmulas cíclicas de glucosa (glucopiranosa), fructosa
(fructofuranosa) y ribosa (ribofuranosa).

Cuando se produce la ciclación de la molécula aparece un nuevo átomo de carbono asimétrico, el

carbono 1 en las aldosas o el 2 en las cetosas. Este carbono recibe el nombre de carbono

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anomérico. El OH de este carbono, -OH hemiacetálico, puede estar a uno u otro lado del plano de
la molécula originándose dos nuevos isómeros ópticos. Cada uno de estos isómeros se distingue
mediante los símbolos α y β (formas α y β). La forma α se representa situando el OH hemiacetálico
por debajo del plano de la molécula; en la forma β se sitúa por encima.

Ejemplo de α-D-fructofuranosa

2.2. Funciones de los monosacáridos.

Su principal función en los organismos es energética, aunque algunos de ellos entran a formar
parte de la composición de moléculas con funciones muy diferentes (en ácidos nucleicos, ATP y
otros nucleótidos, etc.
- Glucosa: Sustancia muy difundida tanto entre los vegetales (uvas) como entre los animales.
Forma parte de muchos disacáridos y polisacáridos. Importante fuente de energía de las
células. En la sangre hay un uno por mil de glucosa procedente de la digestión.
- Fructosa: Sustancia muy difundida entre las plantas, sobre todo en sus frutos y en la miel.
En el hígado se transforma en glucosa. Junto con la glucosa forma el disacárido sacarosa.
- Ribosa: Forma parte de muchas sustancias orgánicas de gran interés biológico, como el
ATP o el ARN.
- Desoxirribosa: Derivada de la ribosa. Le falta el grupo alcohol en el carbono 2. Forma parte
del ADN.
- Galactosa: Junto con la glucosa forma la lactosa, disacárido de la leche.
- D-gliceraldehído y dihidroxiacetona: Son importantes metabolitos del metabolismo
energético celular.
3. Enlace O-glucosídico.

En el enlace O-glucosídico reacciona el grupo OH (hidroxilo) del carbono anomérico del primer
monosácarido con un OH unido a un carbono (anomérico o no) del segundo monosacárido. Se
forma un disacárido y una molécula de agua. Estos enlaces glucosídicos pueden ser
monocarbonílicos, en los que sólo está implicado el carbono carbonílico de un monosacárido, y
enlaces glucosídicos dicarbonílicos, en los que están implicados los carbonos carbonílicos de los
dos monosacáridos enlazados.

Esto es aplicable a glúcidos de más unidades, pues de la misma forma se constituyen

oligosacáridos y polisacáridos. Esta reacción es reversible, es decir, por la reacción de hidrólisis el
agua ataca el enlace O-glucosídico liberando ambos glúcidos.
R-OH + R´-OH  R-O-R´ + H 2 O

4. Disacáridos.
Están formados por dos monosacáridos unidos mediante un enlace O-glucosídico con pérdida de
una molécula de agua.

Los disacáridos conservan las mismas propiedades que los monosacáridos, es decir, son dulces,
solubles en agua y forman cristales blancos que se caramelizan con el calor. Ahora bien, si los -OH
de los carbonos anoméricos de ambos monosacáridos intervienen en el enlace O-glucosídico,
enlace dicarbonílico, el disacárido no será reductor, pues no tiene ningún OH hemiacetálico /
hemicetálico libre y es este OH el que les da las propiedades reductoras.

Los monosacáridos que participan pueden encontrarse en su forma α o β, dando lugar a diferentes
tipos de disacáridos:
- Sacarosa: Formada por α-D-glucosa y β-D-fructosa (enlace 1α→2β), unidas por los OH de
los carbonos anoméricos y por lo tanto no reductor. Es el azúcar de mesa. Se encuentra en
la caña de azúcar y en la remolacha.

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 - Lactosa: Formada por β-D-galactosa y D-glucosa, unidas 1β→4. Reductor. Se encuentra
en la leche de los mamíferos.

- Maltosa: Formada por dos D-glucosas unidas por un enlace 1α→4. Reductor. Se obtiene
por hidrólisis del almidón y del glucógeno. Aparece en la germinación de la cebada
empleada en la fabricación de la cerveza.

- Celobiosa: Formada por dos D-glucosas unidas por un enlace 1β→4. Reductor. Se obtiene
por hidrólisis de la celulosa.

5. Oligosacáridos.
Están formados por la unión de varios monosacáridos, generalmente entre 3 y 15, unidos por
enlaces O-glucosídicos.

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Los oligosacáridos se encuentran, junto a lípidos y proteínas, en la membrana plasmática donde
actúan como receptores de muchas sustancias y como moléculas que sirven para el
reconocimiento celular.

6. Polisacáridos.
Están constituidos por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos con
pérdida de una molécula de agua por cada enlace. No son dulces, ni cristalizan, ni son solubles en
agua y tampoco poseen carácter reductor, ya que los carbonos anoméricos (salvo el de algún
extremo) están implicados en los enlaces. Se pueden clasificar en homopolisacáridos, si están
formados por un solo tipo de monosacáridos, y en heteropolisacáridos, si están formados por
diferentes tipos de monosacáridos.

Para su estudio, nos centraremos en tres homopolisacáridos: almidón, glucógeno y celulosa.

1.1. Almidón.

Es la principal reserva alimenticia de los vegetales. Es una mezcla de dos polisacáridos:

amilosa y amilopectina.

La amilosa es un polímero de α-D-glucosa cuyas moléculas están unidas por enlaces O-

glucosídicos entre el carbono 1 de una y el 4 de la siguiente. La cadena de amilosa adopta la
conformación arrollada helicoidalmente que se empaqueta de forma irregular.

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La amilopectina se diferencia de la anterior en que cada 24 ó 30 moléculas de glucosa aparece
una ramificación de la cadena gracias a la formación enlaces O-glucosídico entre el carbono 1 de
una glucosa y el 6 de otra.

En la digestión del almidón han de intervenir dos enzimas: la α-amilasa que rompe los enlaces α(1-
4), y la α-dextrinasa, que rompe los enlaces α(1-6). Durante la digestión del almidón van
apareciendo moléculas de dextrina (oligosacárido con ramificaciones), maltosa, isomaltosa y
glucosa, quedando al final del proceso solamente glucosa.

1.2. Glucógeno.
Es el polisacárido de reserva alimenticia de los animales, almacenándose en las células
musculares y hepáticas. Su estructura es similar a la amilopectina, pero con más ramificaciones,
pues éstas aparecen cada 8 ó 10 moléculas de glucosa de la cadena lineal.

La hidrólisis del glucógeno es similar a la del almidón, aunque actúan otras enzimas específicas, la
glucógeno fosforilasa que rompe los enlaces α(1-4) por los extremos no reductores, y enzima
desramificante del glucógeno que rompe los enlaces α(1-6).

1.3. Celulosa.
Se encuentra en las plantas y es el principal componente de la pared de las células vegetales,
haciendo de ella la biomolécula más abundante del planeta. Está formada por unas 15000

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moléculas de D-glucosa unidas por el enlace glucosídico β(1-4) en cadenas lineales no
ramificadas. Debido al tipo de enlace cada molécula de glucosa está girada 180 respecto a la
o

anterior, lo que le da a la celulosa una estructura lineal pero "retorcida".

Este enlace confiere a la molécula una gran resistencia, y esa es una de las cualidades que tienen
las estructuras hechas a base de esta sustancia: las paredes de células vegetales, cuyo
componente principal es la celulosa, llegan a soportar 20 atmósferas de presión osmótica, y en las
plantas, la celulosa es la principal componente de las estructuras de sostén.

La celulosa se coloca en la pared celular en forma de láminas paralelas. Cada fibra de celulosa
está formada por muchas cadenas del polímero D-glucosa colocadas paralelamente, dispuestas de
modo extendido y unidas por puentes de hidrógeno. Esta estructura cohesionada por los puentes
de hidrógeno contribuye a la resistencia a la rotura de las fibras de celulosa y, además, las hace
insoluble en agua a pesar de ser hidrófilas.

La mayoría de los animales no digieren la celulosa por carecer de enzimas que rompen los enlaces
β(1-4), por lo que este polisacárido tiene para el hombre un valor nutritivo prácticamente nulo. Este
hecho está compensado con creces por la capacidad de la celulosa para generar una gran
cantidad de residuos que a su paso limpian y facilitan el buen funcionamiento del aparato digestivo
(fibra). No obstante, los herbívoros contienen en su tubo digestivo bacterias y protozoos con los
que han entablado una relación de simbiosis, y que poseen la enzima celulasa, capaz de hidrolizar
dicho enlace.