GLÚCIDS

QUÈ SÓN?

Els glúcids són un tipus de biomolècules orgàniques formades per Carboni, Hidrogen i Oxigen.

Però a vegades poden contenir Nitrogen, Sofre o Fósfor.

La fórmula d’aquestes molècules sol ser (CH2O)n, per això es poden anomenar “hidrats de carboni”, gràcies a la gran concentració de Hidrogen i Carboni.

La paraula “Glúcid” ve del grec Glykys, que vol dir “dolç”, però no tots els glúcids són dolços. Només ho són alguns monosacàrids i disacàrids.

A més, inclouen sucres reductors senzills, els quals cedeixen Hidrogen i capten Oxigen.

Aquests sucres poden ser de 3 a 7 Carbonis i poden contenir a més, molècules que per hidròlisi produeixen un o més d’aquests sucres reductors.

FUNCIONS DELS GLÚCIDS:

  • Energètica: el glúcid més important i d’ús immediat és la glucosa. Sacarosa, midó (vegetals) i glucogen (animals) són formes d’emmagatzemar glucoses. En una oxidació completa es produeixen 410 Kcal/100 gr.
  • Estructural: l’enllaç β impedeix la degradació d’aquestes molècules i fa que alguns organismes puguin romandre durant centenars d’anys. La cel·lulosa, hemicel·luloses i pectines formen la paret vegetal.
  • Uns pocs tenen altres funcions: Anticoagulant, Antigènica, Hormonal i fins i tot algun antibiòtic.

CLASSIFICACIÓ DELS GLÚCIDS:

  • MONOSACÀRIDS O ÓSSES: Són glúcids de 3 a 8 àtoms de carboni, encara que a partir de 7 són inestables, i tenen propietats reductores.
  • ÒSIDS: Són Associació de monosacàrids.
    • Holòsids: exclusivament format per monosacàrids.
      • Oligosacàrids: composts de 2 a 10 monosacàrids. Resulten d’especial interès els disacàrids i trisacàrids.
      • Polisacàrids: formats per més de 10 monosacàrids.
        • Homopolisacàrids: formats per un sol tipus de monosacàrid.
        • Heteropolisacàrids: formats per dos o més tipus de monosacàrids.
    • Heteròsids: formats per Monosacàrids i altres substàncies no glúciques.

MONSACÀRIDS

Aquests són els glúcids més simples, que tenen un esquelet carbonat amb un grup hidroxil, és a dir, alcohols.

Dos exemples de monosacàrids, els dos més simples concretament són el D-gliceraldehid i la Dihidroxiacetona. Les dues són trioses.

  • Tenen un grup carbonil, el qual pot ser un aldehid, és a dir aldoses, o cetònic, les cetoses.
  • Aquest tipus de glíucids no són hidrolitzables, és a dir no rompen els enllaços en aigua.
  • El nombre de carbonis de la seva estructura, pot ser de 3 a 7 carbionis, però a partir de 7 carbonis són inestables.
  • Depenent del nombre de carbonis acaben en un sufix diferent, tots acabats en “-osa”, com per exemple triosas, tetroses, pentoses, hexoses i heptoses.

ESTRUCTURA CÍCLICA:

Grups aldehids o cetones (monosacàrid de 5 o 6 carbonis que reaccionen amb aigua) que reaccionen amb alcohol de la mateixa molècula convertint-la en estructura piranosa.

  • aldehid→ hemiacetal
  • cetona→ hemicetal

Les formes cícliques tenen un noun carboni asimètric anomenat carboni anomèric (abans tenia aldehid o cetona).

  • Anòmer  α (alfa) si -OH en el carboni asimètric queda cap avall.
  • Anòmer  β (beta) si -OH cap amunt en la forma cíclica.

Com que no és pla l’anell de piranosa, pot adoptar dues conformacions en l’espai.

La forma “cis”, o de nau, i la “trans”, o cadira de muntar.

ENLLAÇ N-GLUCOSÍDIC I O-GLUCOSÍDIC:

Amb 2 tipus d’enllaços entre un monosacàrid i altres molècules:

  1. L’enllaç N-Glicosídic, que es forma entre un -OH i un compost aminat (NH2), originant aminosucres. 
  2. L’enllaç O-Glicosídic, que es realitza entre dos -OH de dos monosacàrids. Pot ser α-Glucosídic si el primer monosacàrid és α , i β-Glucosídic si el primer monosacàrid és β.

DISACÀRIDS

Estan formats per dos monosacàrids solubles en aigua, dolços, i cristalitzables, els quals es poden hidrolitzar reductors, quan el carboni anomèric d’alguns dels seus components no està implicat en l’enllaç entre els dos monosacàrids.

A més, la capacitat reductora dels glúcids es deu al fet que el grup aldehid o cetona pot oxidar-se donant un àcid.

PRINCIPALS DISACÀRIDS (AMB INTERÉS BIOLÒGIC):

  • Maltosa: sucre de malta (gra germinat d’ordi, utilitzat en l’elaboració de cervesa), disacàrid el qual s’obté per hidròlisi de midó i glucogen (polisacàrids). I consta de dues molècules de glucosa unides per enllaç tipus α(1-4).
  • Isomaltosa: que s’obté per hidròlisi de l’amilopectina i glucogen. I és la unió de dues molècules de glucosa per enllaç tipus α(1-6).
  • Celabiosa: no es pot obtenir naturalment, sinó que és obtingut per hidròlisi de la cel·lulosa. I està format per dues molècules unides per enllaç tipus β(1-4).
  • Lactosa: és un sucre de la llet dels mamífers. La llet de vaca conté un 4% o 5% de lactosa i està formada per unió β(1-4) de la β-D-Galactosa (galactopiranosa) i l’ α-D-Glucosa (galactopiranosa). A més, l’enzim que hidrolitza aquest sucre és la lactasa.
  • Sacarosa: és un sucre de consum habitual obtingut de la canya de sucre i la remolatxa, i és l’únic disacàrid no reductor, ja que els dos carbonis anomèrics de la glucosa i fructosa estan implicats en l’enllaç Glicosídic (1α, 2β).
Aquí podeu observar l’estructura d’alguns d’aquests.

OLIGOSACÀRIDS

  • Són els responsables del reconeixement entre molècules. I estan constituïts per molècules glúcids amb monosacàrids enganxats.
  • Formats per cadenes de menys de 10 monosacàrids.
  • S’enganxen a les membranes cel·lulars, lligats lípids i proteïnes.
  • Poden estar implicats en mecanismes de comunicació entre cèl·lules (per reconeixement tridimensional).
  • Un exemple d’aquests són els espermatozoides, que fan el reconeixen d’ovòcits.
  • O també, les hormones, que reconeixen les seves cèl·lules diana.

POLISACÀRIDS

Aquests sucres són polímers, formats a partir d’1 monosacàrid fins centenars de milers.

  • Enganxats amb enllaços O-glucosídics (on es desprèn una molècula d’aigua per cada enllaç)
  • Tenen pes molecular elevat
  • No són dolços (per les papil·les gustatives)
  • Poden ser insolubles o formar dispersions col·loïdals
  • No tenen poder reductor
  • Les seves funcions biològiques:
    • Reserva d’energia (enllaç α-Glicosídic)
    • Estructural (enllaç β-Glucosídic)
  • Amb 2 tipus:
    • Homopolisacàrids: els formats per monosacàrids d’un sol tipus. Els units per enllaç α són el midó i el glucogen, i els units per enllaç β són la cel·lulosa i la quitina.
    • Heteropolisacàrids: són polímers formats per més d’un tipus de monosacàrid. Els units per enllaç α són la pectina, la goma aràbiga i l’agar-agar. També s’anomenen Glicosaminglicans.

HOMOPOLISACÀRIDS

La patata conté midó.
  • Midó (farina, patates, etc.): és un polímer de glucosa, format per amilosa i amilopectina. I prové de la polimerització de la glucosa que sintetitzen els vegetals en el processos de fotosíntesi, acumulant-se en els amiloplasts. Com exemple de midó tenim cereals, llavors, patates.
  • Glicogen: en animals, es troba al fetge en un 10% i en músculs en un 2% Té una cadena principal on cada 8-12 carbonis, se li afegeix un altra cadena.
Glucògen
  • Cel·lulosa → fa funció estructural en vegetals, és a dir, de paret cel·lular. A més, és el component principal de la fusta, en un 50%, per tant, la majoria de matèria orgànica de la biosfera és cel·lulosa, el qual és un polímer lineal de cel·labiosa (enllaç β(1-4)), sense ramificar, amb cadenes unides per ponts d’hidrogen, fent microfibres unides que donen fibres.
  • Quintina: nosaltres no la digerim. Es troba en exoesquelets dels artròpodes i paret cel·lular fongs. Llavors, és un polímer no ramificat de la N-acetil-glucosamina amb enllaços β(1-4).

HETEROPOLISACÀRIDS:

Són els que tenen monosacàrids enganxats, per tant són sucres
formats per glúcids, o poden tenir enganxats units grups amino, sulfats…

  • Pectina: és un polisacàrid, utilitzat en mermelada, xuxes, etc.; és a dir que funciona com a gelificant vegetal en la indústria alimentària. Amb estructura molt complexa. I conté àcid α-D-galacturònic i altres molècules com l’arabinosa, amb enllaços alfa o beta.
  • Agar-Agar: en microbiologia, s’utilitza com medis de cultiu i en alimentació, com espessant. És un heteropolisacàrid amb enllaç α, que s’extreu d’algues vermelles o rodofícies.
  • Goma Aràbiga i Goma Cirerer: són gomes vegetals, que tanquen ferides en els vegetals. S’utilitzen com aglutinants i adhesius.
  • Hemicel·lulosa: està associat a la cel·lulosa en les parets cel·lulars vegetals. És un polisacàrid petit, fet de diversos monosacàrids com la glucosa, la xilosa i l’arabinosa, en format ramificat.
  • Glicosamin Glicans: en els animals formen la base intracel·lular dels teixits. Per això, són el subjecte de les cel·lules, i formen la part glucídica dels proteoglicans, glucoproteïnes i glucolípids. Així, tenen funció estructural, i es troben al teixit conjuntiu, ossi, humor vitri, epitelial o medi intercel·lular. Com exemple d’aquests són l’àcid hialurònic, l’heparina i el sulfat de condroïtina.

HETERÒCITS

Constituits per un glúcid i un no glúcid, és a dir un altra biomolècula. Per això, la darrera paraula ens marcarà de quin hi ha més proporció, de glúcid o del no glúcid.

  • Glucòsids o Glicòsids:
    • són petits
    • un monosacàrid o d’un petit oligosacàrid amb una o diverses molecs. de no glúcids.
    • Per exemple:
      • Digitalina: utilitzada en el tractament de malalties vasculars; antocianòsids, responsables del color de les flors.
      • Tannòsids; de propietats astringents.
      • Estreptomicina; antibiòtic.
      • Nucleòtids derivats de la ribosa i de la desoxirribosa que formen els àcids nucleics
  • Peptidoglicans o Mureïna
    • aminoàcids + glúcids
    • constitueix la paret bacteriana, evitant l’òsmosi
    • tenen pocs aminoàcids, i molts monosacàrids polimeritzats
  • Proteoglicans
    • proteïna + glúcid
    • tenen poca proteïna
    • si tenen molts polisacàrids s’anomenen glicosaminoglicans
  • Glucoproteïnes
    • glúcid (en menys quantitat) + proteïna (unides amb enllaç covalent)
    • Per exemple: mucines de secreció com les salivals, glucoproteïnes de la sang, glucoproteïnes de les membranes cel·lulars
  • Glucolípids
    • monosacàrids o oligosacàrids + lípids
    • se’ls troba en la membrana cel·lular
    • els més coneguts són: cerebròsids i gangliòsids.