Hidratos de Carbono

Los carbohidratos o hidratos de carbono son los compuestos que proporcionan energía a las células vivas. Están compuestos de carbono, hidrógeno y oxígeno con una relación de dos átomos de hidrógeno por cada átomo de oxígeno. Los carbohidratos que se utilizan como alimentos, tienen su origen en la fotosíntesis de las plantas. Toman la forma de azúcar, almidón, y celulosa.

El nombre de carbohidrato significa "carbono hidratado" o carbono conectado a moléculas de agua. Muchos carbohidratos tienen formulas empíricas que implican el mismo número de moléculas de carbono que de agua aproximadamente. Por ejemplo, la fórmula de la glucosa formula C₆H₁₂O₆ sugiere seis átomos de carbono y seis moléculas de agua.

Azúcares

Los azúcares son los hidratos de carbono que se utilizan para suministrar energía a los organismos vivos directamente. Un grupo clave de los azúcares tienen la fórmula molecular C₆H₁₂O₆. Este grupo incluye la glucosa, que puede existir en cualquiera de las formas, de cadena lineal o de anillo. Otros son la fructosa, galactosa, y manosa. Tales azúcares son llamados monosacáridos.

Los azúcares en forma de pares de anillos pueden ligarse para formar disacáridos, tales como el azúcar de mesa común (sacarosa), la lactosa, y la maltosa. Los polisacáridos están formados por vinculaciones de estructuras más complicadas.

Los azúcares pentosa, ribosa y desoxirribosa, son importantes en la estructura de los ácidos nucleicos como el ADN y el ARN.

Almidones

Los almidones son hidratos de carbono en los cuales se unen desde 300 a 1000 unidades de glucosa. Es un polisacárido que utilizan las plantas para almacenar energía para su uso posterior. El almidón se forma en granos, con una capa externa insoluble que permanece en la célula en la que se forma hasta que se necesita su energía. Luego puede ser dividido en unidades de glucosa solubles. Los almidones son más pequeños que las unidades de celulosa, y se pueden utilizar más fácilmente para suministrar energía. En los animales, el equivalente de los almidones es el glucógeno, que puede ser almacenado en los músculos o en el hígado para su uso posterior.

Los alimentos tales como las patatas, el arroz, el maíz y el trigo, contienen gránulos de almidón, que son importantes fuentes de energía para los seres humanos. El proceso digestivo humano descompone los almidones en unidades de glucosa con la ayuda de enzimas, y esas moléculas de glucosa puede circular en el torrente sanguíneo como fuentes de energía. Tillery, et al. señalan un ejemplo interesante de este proceso de descomposición catalizado por enzimas. Si se mastica un pedazo de pan durante un tiempo, se apreciará un sabor dulce porque las enzimas de la saliva, ya comienzan a descomponer el almidón en glucosa, un azúcar.

La Celulosa

La celulosa es una forma de hidratos de carbono en el que se encadenan unos 1500 anillos de glucosa. Es el componente principal de las paredes celulares de los organismos vivos. La madera es principalmente celulosa, por lo que la celulosa es el tipo de compuesto orgánico más abundante en la Tierra.

Las moléculas de celulosa tienden a ser cadenas lineales, y las fibras resultantes de colecciones de moléculas de celulosa tienen fuerza para formar las estructuras de soporte de las plantas. A pesar de que la digestión humana no puede descomponer la celulosa para su uso como alimento, los animales tales como el ganado vacuno y las termitas, se basan en el contenido de energía de la celulosa. Tienen protozoos y bacterias con las enzimas necesarias en sus sistemas digestivos. Para la formación de la fibra, se necesita celulosa en la dieta humana.

Comparación entre el Almidón y la Celulosa

Ambos el almidón y la celulosa son los hidratos de carbono que se clasifican como polisacáridos, ya que se componen de cadenas de moléculas de glucosa. Aunque son similares, los almidones pueden ser utilizados como fuentes de energía por el cuerpo humano, mientras que la celulosa no se puede. Las enzimas son importantes en el metabolismo de los alimentos, y estas enzimas son muy específicas. Son algo así como llaves que ajustan la geometría de los enlaces del almidón, pero no los de la celulosa.