Azúcar

Tabla de contenidos

Definición

sustantivo
plural: azúcares
sug·ar, ˈ(1) Cualquier monosacárido o disacárido, utilizado especialmente por organismos para almacenar energía
(2) Cualquier disacárido sólido cristalino dulce utilizado como edulcorante o conservante

Detalles

Terminología

El término azúcar es el término genérico para cualquier disacárido y monosacárido. Los azúcares son un componente estructural esencial de las células vivas y una fuente de energía en muchos organismos. Los azúcares se clasifican en función del número de unidades monoméricas presentes. El término azúcares simples denota a los monosacáridos. El término azúcar de mesa o azúcar granulada en realidad se refiere a la sacarosa, que es un disacárido hecho de dos monosacáridos: glucosa y fructosa. La sacarosa es la forma de azúcar con la que muchas personas están familiarizadas. Se utiliza en la preparación de alimentos, como pasteles, pasteles y postres. También se usa como ingrediente en varias bebidas, como refrescos, café y jugos.

Descripción general

Los carbohidratos, especialmente los polisacáridos, son uno de los cuatro grupos principales de biomoléculas. Los otros son proteínas, aminoácidos y ácidos nucleicos. Un carbohidrato se refiere a cualquiera de los grupos de compuestos orgánicos que consisten en carbono, hidrógeno y oxígeno, generalmente en una proporción de 1:2:1, de ahí la fórmula general: Cn (H2O) n. Los carbohidratos son los más abundantes entre las principales clases de biomoléculas. Son uno de los principales nutrientes, proporcionando energía que alimentará varios procesos metabólicos.Como nutriente, los carbohidratos pueden clasificarse en función de su complejidad estructural: simple y compleja. Los carbohidratos simples, a veces denominados simplemente azúcar, son aquellos que se digieren fácilmente y sirven como una fuente rápida de energía. Los carbohidratos complejos (como la celulosa, el almidón y el glucógeno) son aquellos que necesitan más tiempo para ser digeridos y metabolizados. A menudo son ricos en fibra y, a diferencia de los carbohidratos simples, es menos probable que causen picos de azúcar en la sangre.

Características del azúcar

Los azúcares, al igual que los otros carbohidratos, son compuestos orgánicos. Un compuesto orgánico es un compuesto que, en general, contiene carbono unido covalentemente a otros átomos, especialmente Carbono-Carbono (C-C) y Carbono-Hidrógeno (C-H). Los cuatro elementos principales que componen los azúcares y otros carbohidratos son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. La fórmula química general del azúcar es Cn (H2O) n (o Cn H2nOn), donde n puede variar de 3 a 7. La relación entre átomos de hidrógeno y átomos de oxígeno es a menudo de 2: 1. (NOTA: Una excepción a esta regla es la desoxirribosa. Debido a esta regla de fórmula química, los azúcares y la mayoría de los carbohidratos se conocen como hidratos de carbono. La mayoría de los azúcares tienen un nombre que normalmente termina en ose. Pueden contener grupos aldehídos o cetonas.El sacárido es la unidad estructural (monomérica) de carbohidratos. Los monómeros de carbohidratos (es decir, monosacáridos) pueden unirse para formar cadenas más largas. Los monosacáridos están unidos entre sí (o a otro grupo no carbohidrato) por un enlace glucosídico (también llamado enlace glucosídico), un tipo de enlace covalente.

Clasificación de azúcares

El sacárido es la unidad estructural (monomérica) de carbohidratos y los carbohidratos se pueden clasificar en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos en función del número de unidades de sacáridos.

El tipo más fundamental son los azúcares simples llamados monosacáridos. Los monosacáridos incluyen fructosa, galactosa y glucosa. La fructosa también se llama azúcar de frutas. Se encuentra naturalmente en las frutas, el azúcar de caña y la miel. Es el más dulce entre los azúcares. La galactosa es otro azúcar simple, pero a menudo se ve unida a otra molécula. La glucosa es la forma más común de azúcar simple en el cuerpo, ya que es esencial en varias actividades celulares, como la respiración celular. En las plantas, la glucosa es el producto primario de la fotosíntesis. Estos monosacáridos son las formas más simples de carbohidratos. Sirven como monómeros que se unen para formar un carbohidrato bastante complejo, por ejemplo, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Los disacáridos son carbohidratos que consisten en dos monosacáridos. Algunos ejemplos son la lactosa, la maltosa y la sacarosa. El azúcar de mesa es la sacarosa, que es un disacárido compuesto de glucosa y fructosa. Se usa comúnmente como edulcorante. Se utiliza en la preparación de bebidas y alimentos, como pasteles y galletas. Las fuentes comunes de azúcar para uso comercial son la caña de azúcar y la remolacha azucarera. Estas plantas se cosechan para hacer azúcar refinado.

Azúcares dietéticos

Las fuentes dietéticas de azúcares provienen principalmente de plantas, especialmente de caña de azúcar y remolacha azucarera. Algunas de las fuentes dietéticas comunes de azúcares de las frutas son las manzanas, los plátanos, las uvas, las naranjas, los melocotones, las peras, las piñas, las fresas y las ciruelas. En las verduras, las fuentes más comunes incluyen la caña de azúcar, la remolacha azucarera, las zanahorias, el ñame y las batatas. La caña de azúcar y la remolacha azucarera son las dos principales fuentes de azúcar que se venden en el mercado.El azúcar comercializado es principalmente sacarosa. El azúcar moreno es aproximadamente un 97% de carbohidratos. Contiene melaza, y como tal, es de color claro u oscuro y más rico en sabor que el azúcar blanco. El azúcar granulado blanco tiene un 99,9% de carbohidratos. Es el azúcar de mesa común que se usa como edulcorante en el hogar. Los edulcorantes artificiales a menudo se componen de maltodextrina polisacárida sintética y otros edulcorantes.El consumo excesivo de azúcar está relacionado con la diabetes, la obesidad, la caries dental y las enfermedades cardiovasculares.

Importancia biológica de los azúcares

Formación de polímeros
Los azúcares simples, en particular los monosacáridos, pueden crear polímeros naturales. Los oligosacáridos, por ejemplo, son polímeros compuestos de hasta diez azúcares simples. Algunos ejemplos son la rafinosa, la maltotriosa y la maltotetraosa. Los polisacáridos son polímeros más largos. Se componen de varias unidades de sacáridos (de ahí el nombre poli). Algunos ejemplos son el almidón, la celulosa y el glucógeno.Componente estructural Los azúcares son un componente estructural importante de diversos materiales biológicos. Por ejemplo, los ácidos nucleicos, como el ARN y el ADN, tienen un componente de azúcar, es decir, ribosa y desoxirribosa, respectivamente. Muchas otras moléculas biológicas tienen componentes de azúcar, por ejemplo, glicoproteínas, glicolípidos, proteoglicanos, que a su vez desempeñan funciones vitales, por ejemplo, en la respuesta inmune, la desintoxicación, la coagulación de la sangre, la fertilización, el reconocimiento biológico, etc.Fuente de nutrición y energía para el metabolismo Los azúcares son un nutriente importante. Son uno de los principales requisitos dietéticos de muchos organismos vivos porque proporcionan al cuerpo una fuente de energía química. Los azúcares simples, ya que están en una forma fácil y fácilmente digerible, proporcionan a los organismos un compuesto del que se puede derivar combustible energético de manera fácil y rápida. Los carbohidratos complejos, por el contrario, necesitan más tiempo para ser digeridos y metabolizados.El ATP es energía química producida a través de una serie de procesos metabólicos en la respiración celular. En brevedad, la glucosa (un monosacárido) se «agita» para extraer energía, principalmente, en forma de ATP. En primer lugar, una serie de reacciones conduce a la conversión de glucosa en piruvato. Luego, utiliza piruvato, convirtiéndolo en acetil coenzima A para la oxidación a través de una reacción cíclica impulsada por enzimas llamada ciclo de Krebs. Finalmente, una cascada de reacciones (reacciones redox) que involucran la cadena de transporte de electrones conduce a la producción de más ATPs (a través de la quimiosmosis).1 Las moléculas de glucosa utilizadas en la glucólisis se derivan de una dieta que contiene carbohidratos. Los carbohidratos complejos se descomponen en monosacáridos más simples, como la glucosa, por digestión.Almacenamiento de energía Los monosacáridos, cuando aún no se necesitan, se pueden almacenar para su uso posterior. Se pueden convertir en polisacáridos ricos en energía, en particular, almidón en plantas y glucógeno en animales. En las plantas, el almidón es abundante en amiloplastos dentro de las células de varios órganos de las plantas, por ejemplo, frutas, semillas, rizomas y tubérculos. En los animales, el glucógeno se almacena en el hígado y en las células musculares.

Reacciones biológicas comunes

Las plantas y otros fotoautótrofos producen glucosa mediante fotosíntesis. Uso de dióxido de carbono, agua, sales inorgánicas y energía lumínica (de la luz solar) capturada por pigmentos que absorben la luz, como la clorofila y otros pigmentos accesorios para producir carbohidratos (por ejemplo, glucosa), agua y moléculas de oxígeno.

Los monosacáridos forman disacáridos y otros polímeros uniéndose a través de enlaces glucosídicos. El proceso es la deshidratación porque la unión de monosacáridos resulta en la liberación de agua como subproducto.

El proceso en el que los carbohidratos complejos se degradan en formas más simples, como la glucosa, se llama sacarificación. Implica hidrólisis. En humanos y otros animales superiores, esto implica acción enzimática. En la boca, los carbohidratos complejos que contienen glucosa se descomponen en formas más simples a través de la acción de la amilasa salival. En el intestino delgado, la digestión de carbohidratos complejos continúa. Enzimas como la maltasa, la lactasa y la sacarasa descomponen los disacáridos en constituyentes monosacáridos. Glucosidasas, son otro grupo de enzimas que catalizan la eliminación de la glucosa terminal de un polisacárido compuesto principalmente de largas cadenas de glucosa.

Los monosacáridos de los carbohidratos digeridos son absorbidos por las células epiteliales del intestino delgado. Las células los recogen de la luz intestinal a través del sistema de transporte de iones de sodio y glucosa (a través de transportadores de glucosa o exceso de glucosa). Los GluTs son proteínas que facilitan el transporte de monosacáridos, como la glucosa, a la célula. A continuación, se liberan en los capilares mediante una difusión facilitada. Las células de los tejidos los recogen del torrente sanguíneo de nuevo a través de colas. Cuando está dentro de la célula, la glucosa se fosforila para atraparla dentro de la célula. Como efecto, la glucosa-6-fosfato puede utilizarse en cualquiera de las siguientes vías metabólicas: (1) glucólisis, para sintetizar energía química, (2) glucogénesis, donde la glucosa se lleva al hígado a través de la vena porta para ser almacenada como glucógeno celular, o (3) Vía de fosfato de pentosa para formar NADPH para la síntesis de lípidos y pentosas para la síntesis de ácidos nucleicos.

La glucólisis es el proceso inicial de respiración aeróbica que se produce en el citosol. En esta vía metabólica, una serie de reacciones en el citosol resultan en la conversión de un monosacárido, a menudo glucosa, en piruvato, y la producción concomitante de una cantidad relativamente pequeña de biomoléculas de alta energía, como ATPs. También se produce NADH, molécula portadora de electrones. En presencia de oxígeno, el proceso puede proceder al ciclo de Krebs y a la fosforilación oxidativa, produciendo más ATPs. En ausencia de oxígeno, se produce respiración anaeróbica.

La gluconeogénesis parece el reverso de la glucólisis en una forma en que la glucosa se convierte en piruvato, mientras que en la gluconeogénesis, el piruvato se convierte en glucosa. La glucosa se forma a partir de precursores no hidratos de carbono (por ejemplo, piruvato, lactato, glicerol, aminoácidos glucogénicos). La glucosa se forma a partir de la hidrolización de glucosa-6-fosfato por la enzima glucosa-6-fosfatasa. Luego es transportado desde el retículo endoplásmico al citoplasma.

La glucogénesis es el proceso metabólico de producir glucógeno a partir de glucosa para su almacenamiento. Se produce principalmente en las células hepáticas y musculares. Ocurre en respuesta a un alto nivel de glucosa en el torrente sanguíneo. Las moléculas exógenas de glucosa, por ejemplo, se convierten en polímeros largos que se almacenan dentro de las células. Cuando el cuerpo requiere energía metabólica, el glucógeno se descompone en subunidades de glucosa a través del proceso de glucogenólisis. Por lo tanto, la glucogénesis es el proceso opuesto de la glucogenólisis.

La glucogenólisis es el proceso de descomposición del glucógeno almacenado en el hígado. Al hacerlo, se produce glucosa que podría utilizarse en el metabolismo energético. Una sola molécula de glucosa se separa del glucógeno almacenado. A continuación, se convierte en glucosa-1-fosfato. Este último, a su vez, se transforma en glucosa-6-fosfato que puede entrar en la glucólisis.

Es una vía metabólica de glucosa en la que las pentosas y el NADPH se sintetizan en el citosol. La vía de fosfato de pentosa sirve como una ruta metabólica alternativa en la descomposición de la glucosa. En los animales, se produce en el hígado,la corteza suprarrenal, los tejidos adiposos, los testículos, etc. Esta vía es la principal vía metabólica de los neutrófilos. Por lo tanto, la deficiencia congénita en la vía produce sensibilidad a la infección. En las plantas, parte de la vía funciona en la formación de hexosas a partir de dióxido de carbono en la fotosíntesis.

En esta vía metabólica, la fructosa, en lugar de la glucosa, entra en la glucólisis. La fructosa, sin embargo, necesita pasar por ciertos pasos antes de que pueda entrar en la glucólisis. En los animales, el metabolismo de la fructosa ocurre en los músculos, los tejidos adiposos y el riñón.

La galactosa se deriva de la lactosa (azúcar de leche compuesto por una molécula de glucosa y una molécula de galactosa). En esta vía metabólica, la galactosa entra en la glucólisis al ser primero fosforilada a través de la enzima galactocinasa y luego convertida en glucosa-6-fosfato.

Debe haber una asimilación y catabolismo adecuados del azúcar para garantizar un metabolismo adecuado. Los niveles de glucosa, por ejemplo, deben regularse y mantenerse en niveles estables. En los seres humanos, la regulación de los niveles de glucosa en la sangre es a través de la acción de las hormonas, la insulina y el glucagón. Estas hormonas son producidas y liberadas por las células pancreáticas. Cuando el nivel de glucosa en la sangre es bajo, el páncreas tiende a liberar glucagón. Pero cuando el nivel de glucosa en la sangre es alto, el páncreas libera insulina. Esto se debe a que el glucagón actúa estimulando la producción de azúcar. Estimula la conversión de glucógeno almacenado en el hígado en glucosa que se libera en el torrente sanguíneo. La insulina, por otro lado, promueve la absorción de glucosa del torrente sanguíneo por las células del músculo esquelético y los tejidos adiposos para que la glucosa pueda convertirse y almacenarse en glucógeno a través del proceso de glucogenólisis.

Suplementaria

Etimología

  • el árabe y el persa «shaker»

términos Derivados

  • Hayedo de azúcar
  • azúcar de Remolacha
  • el Cerebro de Azúcar
  • Desoxy de azúcar
  • azúcar de Uva
  • azúcar invertido
  • el Azúcar de Malta
  • Aceite azúcar
  • Fácil de Azúcar
  • alcohol de Azúcar
  • de Madera de azúcar

leer Más

Véase también

  • biomolécula
  • nutrition
  • photosynthesis
  • monosaccharide
  • disaccharide
  • carbohydrate

Reference

  1. Gonzaga, M. V. Mitochondrial DNA – hallmark of psychological stress – Biology Blog & Dictionary Online. (2018, September 29). Retrieved from ://www.biologyonline.com/ adn mitocondrial, sello distintivo del estrés psicológico/Enlace

Notas

Puede encontrar más información relacionada con los carbohidratos y su papel en nuestra dieta en el tutorial de biología del desarrollo que investiga una dieta equilibrada. https://www.biologyonline.com/7/8-balanced-diet.htm

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