Glúcids: Classificació, Propietats i Importància Biològica

Glúcids: Tipus, Estructura i Funcions

Les Trioses

Són glúcids formats per tres àtoms de carboni. Hi ha dues trioses: una amb un grup aldehid i una altra amb un grup cetònic. S'anomenen gliceraldehid i dihidroxiacetona. El gliceraldehid té un àtom de carboni, el segon, asimètric, és a dir, un carboni que té les quatre valències saturades per radicals diferents. S'hi poden distingir dos isòmers espacials o estereoisòmers: el D-gliceraldehid, quan el -OH és a la dreta, i el L-gliceraldehid, quan el -OH és a l'esquerra. Cadascun d'aquests isòmers espacials és imatge especular no superposable de l'altre; s'anomenen estructures enantiomorfes. La presència de carbonis asimètrics confereix a aquestes molècules la propietat de l'activitat òptica: quan un raig de llum polaritzada hi incideix, es produeix una desviació en el pla de la polarització, i el raig reflectit sorgeix amb un altre pla de polarització. Si el desviem cap a la dreta, s'anomenen dextrògirs i es simbolitzen amb el signe +. Si el desviem cap a l'esquerra, s'anomenen levògirs i es simbolitzen amb el signe -. No hi ha relació entre tenir estructura D i ser dextrògir; és a dir, una molècula pot tenir estructura D i ser levògira. La forma + i la forma - s'anomenen isòmers òptics o antípodes òptics.

Les Tetroses

Són glúcids formats per quatre àtoms de carboni. N'hi ha dues: la treosa i l'eritrosa, i una eritrulosa.

Les Pentoses

Són glúcids amb cinc àtoms de carboni; hi ha tres carbonis asimètrics. La D-ribosa es troba a l'àcid ribonucleic; la D-2-desoxiribosa, a l'àcid desoxiribonucleic; la D-ribulosa, que exerceix un paper important en la fotosíntesi.

Les Hexoses

Són glúcids amb sis àtoms de carboni; tenen quatre carbonis asimètrics. La glucosa i la fructosa (vegeu la figura a la pàgina 135). En dissolució, l'estructura lineal generalment es tanca sobre si mateixa formant un hexàgon, anomenat pirà, o un pentàgon, anomenat furà.

• Glucosa: És el glúcid més abundant; té funció de reserva energètica, com el midó en els vegetals o el glicogen en els animals, o amb funció estructural, com la cel·lulosa en les plantes. La glucosa que es dissol en aigua s'hidrata. La molècula adquireix forma de cicle hexagonal, com el pirà. S'ha format un hemicetal; es formen dues estructures: els anòmers alfa i beta. L'anòmer és alfa quan el grup alcohòlic del C està en posició trans, és a dir, a l'altra banda del pla on està situat. L'anòmer és beta quan aquests dos radicals estan en posició cis, és a dir, a la mateixa banda del pla. L'estudi de la ciclació es coneix amb el nom de la projecció de Haworth.
• Galactosa: Es pot trobar a l'orina dels animals en forma de beta-D-galactosa. Juntament amb la glucosa, forma el disacàrid lactosa, glúcid propi de la llet.
• Mannosa: Generalment es troba en forma de D-mannosa en alguns teixits vegetals o polimeritzada formant els mannans, en bacteris, llevats i plantes superiors.
• Fructosa: És molt levògira, per la qual cosa també s'anomena levulosa. Es troba a l'aire lliure a la fruita i associada amb la glucosa forma la sacarosa.

Els enllaços N-glicosídic i O-glicosídic

Hi ha dos tipus d'enllaç entre un monosacàrid i altres molècules: l'enllaç N-glicosídic i l'O-glicosídic. L'enllaç O-glicosídic es duu a terme entre dos -OH de dos monosacàrids. Si el primer monosacàrid és alfa, serà α-glicosídic, i si és beta, serà β-glicosídic.

Els Disacàrids

Estan formats per la unió de dos monosacàrids.

• Maltosa: Dues molècules de glucopiranosa unides per un enllaç α. Es troba lliure en el gra germinat de l'ordi.
• Lactosa: Formada per una molècula de glucopiranosa i una altra de galactopiranosa per un enllaç β.
• Sacarosa: Disacàrid format per una molècula de α-D-glucopiranosa i una altra de β-D-fructofuranosa unides per un enllaç α. Es troba a la canya de sucre (20%) i a la remolatxa sucrera (15%). És l'únic disacàrid esmentat que no té poder reductor sobre el licor de Fehling.

Els Polisacàrids

Estan formats per la unió de molts monosacàrids (pot variar d'onze a uns quants milers) per mitjà de l'enllaç O-glicosídic, amb la pèrdua consegüent d'una molècula d'aigua per cadascun dels enllaços.

Tipus

• Midó: És el polisacàrid de reserva propi dels vegetals. Exemples: la patata i el moniato. El midó està integrat per dos tipus de polímers:
  • Amilosa: Està constituïda per un polímer de maltoses unides per mitjà d'enllaços (1→4).
  • Amilopectina: Està constituïda per un polímer de maltoses unides per mitjà d'enllaços (1→4), amb ramificacions en posició (1→6).
• Glicogen: És el polisacàrid propi dels animals. Es troba abundantment al fetge i als músculs. Forma dispersions col·loïdals a l'interior de la cèl·lula. El glicogen, igual que l'amilopectina, està constituït per un polímer de maltoses unides per mitjà d'enllaços (1→4), amb ramificacions en posició (1→6).
• Cel·lulosa: És un polisacàrid amb funció esquelètica propi dels vegetals. Els insectes xilòfags, com els tèrmits, i els herbívors remugants (vaca, ovella, cabra, camell) aprofiten la cel·lulosa gràcies als microorganismes simbiòtics del tracte digestiu, que produeixen cel·lulases. Els remugants, com ara la vaca, tenen un estómac voluminós que els serveix com a tanc de fermentació; per això als seus excrements no hi ha restes cel·lulòsiques. En els herbívors no remugants, com ara el cavall, sí que n'hi ha.
• Quitina: És un polímer de N-acetil-D-glucosamina unit per mitjà d'enllaços (1→4), de manera anàloga a la cel·lulosa, que, com aquesta, forma cadenes paral·leles. És el component essencial de l'exoesquelet dels artròpodes.

Els glúcids associats a un altre tipus de molècules

• Glicoproteïnes: Són molècules formades per una petita fracció glucídica (generalment el 5%, i com a màxim, el 40%) i una gran fracció proteica, que s'uneixen per mitjà d'enllaços forts (covalents).
• Glicolípids: Estan constituïts per monosacàrids o oligosacàrids units a lípids. Els més coneguts són els cerebròsids i els gangliòsids.

Les funcions generals dels glúcids

Els glúcids són un dels quatre principis immediats orgànics propis dels éssers vius. La proporció en les plantes és molt més gran que en els animals. En les plantes constitueixen, de llarg, el principal component orgànic. Es formen directament en la fotosíntesi. En els éssers vius fan dues funcions principals:

• Funció energètica: El glúcid més important és la glucosa, ja que és el monosacàrid més abundant en el medi intern, i pot travessar la membrana plasmàtica sense necessitat de ser transformat en molècules més petites.
• Funció estructural: La cel·lulosa en els vegetals; la quitina en els artròpodes; la ribosa i desoxiribosa en els àcids nucleics de tots els éssers vius; els peptidoglicans en els bacteris; la condroïtina en ossos i cartílags... etc.

Altres funcions específiques de determinats glúcids són, per exemple, la d'antibiòtic, la de vitamina, l'anticoagulant, l'hormonal, l'enzimàtica i la immunològica.

Lípids

Concepte de lípid

Són el grup de biomolècules orgàniques que són insolubles en aigua i en altres dissolvents polars, però són solubles en dissolvents orgànics, és a dir, dissolvents no polars, com l'octà, l'èter, el cloroform, el benzè, etc. Bàsicament estan compostos per carboni i hidrogen. La majoria també presenten oxigen, però en proporcions molt baixes. A més, alguns lípids contenen fòsfor, nitrogen i sofre.

Classificació dels lípids

(Vegeu el quadre a la pàgina 145)

Els àcids grassos

1. Les característiques i la classificació

Els àcids grassos són molècules formades per una llarga cadena hidrocarbonada de tipus alifàtic, és a dir, lineal, amb un nombre parell d'àtoms de carboni. Es poden classificar en dos grups:

• Àcids grassos saturats: Tan sols tenen enllaços simples entre àtoms de carboni, i les cadenes hidrocarbonades són lineals. (Vegeu el quadre a la pàgina 146).
• Àcids grassos insaturats: Tenen un o diversos enllaços dobles a la cadena hidrocarbonada (l'oleic i el linoleic).