CBC 1 -ESTRUCTURA de HC

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HIDRATOS DE CARBONO: ESTRUCTURAS 
 
 DEFINICIÓN Y FUNCIONES 
Los hidratos de carbono, también llamados carbohidratos o glúcidos, están compuestos por 
carbono, hidrógeno y oxígeno, se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas, lo que 
significa que en la molécula existen una función aldehído o cetona y varias funciones alcohólicas. 
Representa la clase más abundante de biomoléculas orgánicas sobre la Tierra desempeñando 
en los seres vivos importantes funciones. Ciertos carbohidratos (como el azúcar y el almidón) son 
fundamentales en la dieta humana en la mayor parte del mundo. La oxidación de éstos es la 
principal ruta de obtención de energía en la mayoría de las células no fotosintéticas; de modo que, 
son las moléculas combustibles por excelencia pudiendo encontrarse en los seres vivos en forma 
de monómeros, dímeros, etc y también almacenarse como reserva de energía en forma de 
polímeros. Los polímeros son enormes moléculas formadas por la unión lineal o ramificada de 
pequeñas moléculas iguales o diferentes entre sí (poli = mucha; meros = parte) 
Otros carbohidratos poliméricos cumplen funciones estructurales y se los encuentra formando 
parte de las paredes celulares y los recubrimientos protectores de muchos organismos. Adosados 
a las membranas celulares participan en procesos de reconocimiento celular para la comunicación 
de célula a célula. Son destacables también algunos derivados de los azúcares presentes en 
numerosas moléculas biológicas, entre ellas antibióticos, coenzimas y los ácidos nucleicos ARN 
ADN. 
 
 Una de las patologías de la cavidad bucal asociada más estrechamente con el 
consumo de hidratos de carbono es la caries dental. Por definición, caries es una 
enfermedad infecciosa multifactorial, es decir son muchos los factores que influyen en su 
aparición y desarrollo, entre los factores pilares se encuentran la placa bacteriana, las 
condiciones del huésped, la dieta y el tiempo. 
 La dieta y la nutrición pueden influir en diferente medida en el balance de 
desmineralización-remineralización de los tejidos duros dentarios. Los alimentos ricos en 
hidratos de carbono por sí mismos no son causantes de la caries dental, pero muchas de 
las bacterias que integran la microbiota de la cavidad bucal, procesan algunos de los 
azúcares (fermentación) y los productos resultantes pueden disminuir significativamente el 
pH de la biopelícula dental, provocando la disolución de los tejidos duros dentarios. Este 
proceso no ocurre de la misma manera en todas las personas, varía según el individuo; la 
concentración de los distintos glúcidos en las comidas y la frecuencia de su consumo 
juegan un papel primordial para el desarrollo de caries dental. 
 
En este capitulo nos referiremos a los azúcares simples, sus polímeros y algunos derivados de 
ellos. 
 
 CLASIFICACIÓN 
Según el número de unidades monoméricas que contiene se clasifican en: 
- Monosacáridos: Responden a la fórmula empírica (CH2O)n donde n = 3 ó mayor. Son las 
unidades monoméricas fundamentales en la estructura de los carbohidratos. Son solubles en agua 
y muchos de ellos tienen sabor dulce. El monosacárido más abundante en la naturaleza es la D-
glucosa de seis átomos de carbono. 
- Oligosacáridos: Están compuestos por la unión de dos a diez monosacáridos que pueden 
ser separados por hidrólisis. Dentro de este grupo representantes de mayor interés son los 
disacáridos. Son solubles en agua y en general poseen sabor dulce. 
- Polisacáridos: Están constituidos por la unión de numerosos monosacáridos enlazados 
formando cadenas lineales o ramificadas. Son insolubles en agua e insípidos. 
 
MONOSACÁRIDOS 
El sufijo característico de los nombres de los glúcidos es “-osa”. Los átomos de carbono de una 
“-osa” se enumeran de un extremo al otro de la cadena, asignando el número más bajo al carbono 
más oxidado. 
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Según la función química que representan se pueden dividir en aldosas (función aldehído) o 
cetosas (función cetona). A su vez, según el número de carbonos presentes en su molécula se los 
designa triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas. En general, se prefiere nombrarlos 
combinando ambos tipos de clasificación, ejemplo aldohexosa (función aldehído y seis carbonos); 
cetopentosas (función cetona y cinco carbonos). 
Los monosacáridos más simples son las triosas existiendo una aldotriosa (gliceraldehído) y una 
cetotriosa (dihidroxicetona). 
Las tetrosas, pentosas, hexosas, etc. se consideran derivadas de cadena lineal de esas triosas 
por sucesiva adición de grupos =CH.OH (alcohol secundario) entre el grupo aldehído o cetona y la 
función alcohólica adyacente. 
 
Nomenclatura de los glúcidos: 
Se acostumbra anteponer al sufijo osa un nombre trivial que responde más a la historia y origen del compuesto 
que a la sistemática química, por ejemplo, lactosa y sacarosa. 
También los polisacáridos no suelen nombrase según la nomenclatura sistemática sino por su nombre triviales, 
por ejemplo, almidón, glucógeno, celulosa. 
Algunas cetosas se denominan por el nombre de la aldosa de algún número de carbonos insertando la partícula 
ul antes del sufijo osa, ejemplo, ribosa y ribulosa. 
 
 Algunos monosacáridos de importancia biológica: 
Glucosa: es la aldohexosa más abundante y de mayor abundancia fisiológica, utilizada como 
combustible por casi todos los tipos celulares. Existe en forma libre, en sangre y líquidos 
intersticiales y como ésteres fosfóricos en el interior de las células. Su concentración en sangre es 
conocida como glucemia. 
Es la unidad monomérica constituyente de polisacáridos como almidón, celulosa, glucógeno y 
disacáridos como sacarosa y lactosa. 
 
Fructosa: es una cetohexosa también conocida como levulosa. Se encuentra libre en frutos 
maduros y en la miel. La fructosa libre tiene mayor edulcorante que la sacarosa y mucho más que la 
glucosa, propiedad aprovechada para la elaboración de bebidas cabonatadas y gaseosas, junto con 
la glucosa forma la sacarosa o azúcar de caña. 
 
Galactosa: esta aldohexosa raramente se encuentra libre en la naturaleza, en general está 
asociada en moléculas más complejas como glucolípidos (asociaciones entre lípidos e hidratos de 
carbono). Unida a la glucosa forma la lactosa o azúcar de la leche. 
 
Manosa: es la aldohexosa integrante de oligosacáridos asociados a glicoproteínas (asociaciones 
entre proteínas e hidratos de carbono) en organismos animales. También se pueden obtener por 
hidrólisis de polisacáridos vegetales. 
 
Ribosa: Es una aldopentosa y su interés biológico radica en que forma parte de los nucleótidos 
que componen las moléculas de ARN. Además, está presente en otros nuceótidos como ATP, ADP, 
NAD y NADP, FMN y FAD, compuestos que, como se verá más adelante, participan de procesos de 
transferencia de energía y reacciones de óxido-reducción. 
 
Desoxirribosa: Es una aldopentosa que se forma por sustracción del oxigeno unido al carbono 2 
de la Ribosa. Es un derivado de importancia integrante de la molécula de ADN. 
 
 ISOMERIA 
En general se dice que dos compuestos son isómeros cuando presentan la misma fórmula 
molecular pero difieren por lo menos en una de sus propiedades físicas o químicas. 
Recordemos que existen dos tipos de isomería: estructural (de cadena, de posición, de función) y 
espacial, o estereoisomeria. 
Todos los monosacáridos excepto la dihidroxiacetona contienen uno o más átomos de carbono 
asimétricos (quirales), es decir, carbonos en los que sus cuatro valencias están saturadas por 
grupos funcionales diferentes; por lo tanto, son moléculas ópticamente activas. 
Podemos observar que en la aldotriosa gliceraldehído, el segundo carbono es asimétrico o quiral, 
mientras que en la cetotriosa dihidroxiacetona es aquiral (Fig.1). 
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Fig. 1: Estructuras del gliceraldehído y de la dihidroxicetona.Las designaciones L y D para el 
gliceraldehído se refieren a la configuración en el carbono quiral (C-2) mientras que la 
dihidroxicetona es aquiral 
 
 Por convención, en las formas desarrolladas, el D- gliceraldehído, se representa con el hidroxilo 
de carbono asimétrico hacia la derecha y el compuesto L, con ese –OH hacia la izquierda. 
Por lo tanto, el gliceraldehído que tiene solo un átomo de carbono asimétrico puede existir en la 
forma de dos estereoisómeros diferentes. 
 
Tal como puede verse en la Fig. 2, todas las otras aldosas pueden considerarse derivados de 
cadenas mas largas del D y L gliceraldehído y como veremos mas adelante también son quirales. 
De esta manera se generan las series D y L. 
 
 Fig. 2: Configuraciones de las aldosas 
 
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Las aldotetrosas pueden sintetizarse a partir del gliceraldehído por adición de un grupo =CH.OH 
entre el aldehído y el alcohol secundario e inmediato. Al agregar este grupo, se origina un nuevo 
centro quiral; la aldotetrosa tendrá, por lo tanto, dos carbonos asimétricos. Si a una aldotetrosa se le 
suma otro =CH.OH, se obtiene una aldopentosa con tres carbonos quirales. Y la aldohexosa 
generada por adición de otra función alcohol secundario a una aldopentosa presenta cuatro 
carbonos asimétricos. 
 
Las cetosas de cadena mas larga están relacionadas con la dihidroxicetona de la misma forma 
en que lo hacen las aldosas con el gliceraldehído, generando dos series D y L, según la 
configuración del carbono secundario más alejado de la función cetona (Fig. 3). 
 
Fig. 3: Configuraciones de las cetosas 
 
La diferenciación de los glúcidos en estas dos series tiene importancia biológica. Los organismos 
superiores prácticamente solo utilizan y sintetizan glúcidos de la serie D. Son muy escasos los 
compuestos de la serie L presentes en estructuras celulares o en humores del ser humano. 
 
Pero ¿Qué consecuencia trae aparejada la presencia de carbonos asimétricos en las 
propiedades de una molécula? 
Para aquellos azúcares que poseen dos o más átomos de carbono asimétricos, los prefijos 
D y L se refieren a la configuración del carbono secundario próximo a la función alcohol 
primario, o dicho de otra forma, al carbono secundario mas alejado de la función aldehído. 
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Sabemos que un haz de luz ordinaria o blanca está compuesto por ondas electromagnéticas que 
vibran según todos los planos perpendiculares al eje de propagación del haz. Cuando ese haz de 
luz atraviesa determinadas sustancias transparentes (como un prisma de Nicol, dispositivo 
construido con cristales de calcita o de un material sintético llamado Polaroid) las innumerables 
ondas desaparecen y la luz resultante vibra en uno solo de los planos posibles. Esta luz recibe el 
nombre de luz polarizada. 
 
 
 
Fig. 4: Rotación de la luz polarizada después de atravesar una solución de una sustancia quiral 
 
 
Cuando esa luz polarizada atraviesa una solución de una sustancia quiral, el plano de vibración 
de la luz polarizada rota sobre su eje (hacia la derecha o hacia la izquierda) y es desviado a otra 
posición (Fig. 4). 
Se dice de estas moléculas quirales que son ópticamente activas. Por el contrario, si la molécula 
no presenta carbonos asimétricos no afecta el plano de polarización de la luz, de modo que la 
transmisión lumínica sigue siendo máxima y se dice que el compuesto es ópticamente inactivo. 
 
Si un compuesto desvía el plano de la luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj, es 
dextrorotatorio o dextrógiro (d) o (+). En cambio, si desvía dicho plano en sentido contrario a las 
agujas del reloj, es levorotatorio o levógiro (l) o (-). 
La actividad óptica se expresa cuantitativamente en grados (poder rotatorio especifico). En el 
caso de un compuesto con varios carbonos asimétricos, la actividad óptica es la resultante de la 
interacción de todos ellos. 
Los esteroisómeros e isómeros ópticos difieren entre si en el índice de rotación especifico. En el 
caso del gliceraldehído, las rotaciones ópticas son dextrógira para el D y levógira para el L, pero la 
rotación de muchos miembros de la serie D es levógira así como para muchos miembros de la serie 
L es dextrógira. Por lo tanto, debemos notar que los prefijos D y L antepuestos al nombre de un 
azúcar de más de tres carbonos, no indican el sentido de la rotación óptica, solo designan 
relaciones espaciales de los compuestos comparándolas con las dos formas del gliceraldehído. Lo 
mismo se aplica a los monosacáridos de la serie L. 
 La actividad óptica del compuesto se debe indicar con un signo (+) o (-) a continuación de D o L. 
Así, la D (+) glucosa indica a una aldohexosa de la serie D con capacidad dextrorrotatoria (+52,7º), 
mientras que la D (-) fructosa indica una cetohexosa de la serie D fuertemente levógira (-92,4º). 
 
 
 
 
 Aldosas y cetosas forman hemiacetales cíclicos 
 Hasta ahora hemos representado los monosacáridos como aldehídos o cetonas de cadena 
lineal de carbonos. Sin embargo, esta estructura no explica algunas de las propiedades observadas 
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en estas sustancias. Por ejemplo, no dan en forma inmediata las reacciones características de las 
funciones aldehído o cetona. 
 Al mismo tiempo, se aislaron dos formas cristalinas de la D (+) glucosa: una de punto de fusión 
146ºC y otra de 150ºC. Estas dos formas cristalinas difieren en su poder rotatorio especifico que fue 
+112º para la primera y +18.7º para la segunda 
 Si se preparan soluciones de cada una de las formas cristalinas por separado exhiben en forma 
inmediata su respectivo poder rotatorio especifico, pero si se las deja estacionadas un tiempo se 
observa en ambas una modificación progresiva de estos valores estabilizándose finalmente en un 
valor de + 52.7º. Esta variación en el valor del poder rotatorio específico se denomina 
mutarotación. 
 
 ¿Cuáles serían las diferencias estructurales entre D (+) glucosa de punto de fusión 150º C 
y la de 146ºC? 
 Décadas atrás, se descubrió que las aldopentosas y las aldohexosas se comportan como si 
tuvieran un átomo de carbono quiral mas de los que son evidentes en las estructuras lineales. 
 Cuando un alcohol reacciona con un aldehído o con una cetona se forma un hemiacetal. 
 El carbono carbonílico de una aldosa de cinco o más átomos de carbono y de una cetosa de 
seis o más átomos de carbono, puede reaccionar, en solución con un hidroxilo intramolecular para 
formar un hemiacetal cíclico. Habitualmente la función aldehído carbono 1 reacciona con el hidroxilo 
del carbono 5, generando un anillo heterocíclico de seis elementos. Debido a que este anillo se 
asemeja al pirano, el hemiacetal heterocíclico de un monosacárido se llama piranosa. (Fig. 5) 
En ciertos casos el hemiacetal se produce entre los carbonos 1 y 4, dando origen a un anillo de 5 
elementos; por su semejanza al furano, este hemiacetal cíclico se conoce como furanosa. (Fig. 5) 
En la estructura cíclica mostrada, el carbono 1 ya no posee la función aldehído, aunque esta 
puede generarse por una ruptura del ciclo. Por este motivo, las reacciones típicas de aldehídos se 
dan con mayor lentitud en estos azúcares. Se dice que esta función aldehído potencial es 
responsable de la capacidad reductora de estos glúcidos. (Será discutido más adelante) 
 Como consecuencia de esta ciclación surgen formas α y β de estos azucares y se explica el 
fenómeno de mutarotación. Así, el carbono 1 de las formas cíclicas resulta ser nuevo centro de 
asimetría y de las formas α y β sus dos configuraciones posibles. 
 
 
Fig.5: Ciclación de la glucosa 
 
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 A este tipo de isómeros se los denomina anómeros y carbono anomérico al carbono que resulta 
el nuevo centro de asimetría. 
 Se acostumbra representarla forma α con el OH del carbono 1 hacia abajo y la forma β, con el 
OH hacia arriba. (Fig. 6) 
 
 
 
Fig. 6: Formas anoméricas de la D-glucosa 
 
Las dos formas cristalinas de diferentes puntos de fusión y de poder rotatorio resultan ser, 
entonces, los anómeros α y β de la D – glucosa 
 
 α de la D – glucosa pf= 146ºC poder rotatorio= +112,2º 
 β de la D – glucosa pf= 150ºC poder rotatorio= +18,7º 
 
 Cuando se disuelve la glucosa α en agua, una parte de las moléculas se convierten en forma β y 
se modifica el poder rotatorio específico (mutarotación). El equilibrio se alcanza cuando 2/3 de las 
moléculas en la solución es en forma β y 1/3 en la forma α, formas que se interconvierten 
continuamente pasando por la estructura abierta. La mezcla muestra un poder rotatorio en el 
equilibrio de +52, º típico de soluciones estacionadas de glucosa. A esta misma situación de 
equilibrio se llega por disolución de la forma β en agua. 
 
Las cetosas también adoptan forma cíclica, por unión hemiacetálica entre el carbono 2 y el 
carbono 5. Se establece un anillo pentagonal similar al del ciclo furano. (Fig. 7). 
 Al igual que en las aldosas, la función cetona del carbono 2 es una función cetona potencial 
responsable de las propiedades reductoras de las cetosas. También se observan dos 
configuraciones posibles (α y β) a nivel del carbono anomérico (carbono 2 en estas estructuras 
cíclicas).
 
 
Fig. 7: Formas anoméricas de la D-fructosa 
 
 
 
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 Representación de los azúcares. (Fig. 8) 
Los glúcidos pueden representarse mediante: 
a) Estructuras planas de Fisher. 
b) Fórmulas de Haworth. 
c) Conformaciones silla o bote y sobre. 
 
 
 
(a) (b)
(c1)
(c2)
(c3)
 
 
Fig. 8: Representación de la glucosa: a) estructura de Fisher. b) Formula de Haworth; 
c) conformaciones (C1: silla, C2: bote y C3: sobre) 
 
Estructuras planas de Fisher: el anómero α tiene el OH del carbono anomérico hacia el mismo 
lado que el del carbono secundario que determina la serie D o L. El anómero β tiene el OH del 
carbono anomérico hacia el lado opuesto del carbono determinante de la serie. Habitualmente se 
omiten –H y – OH de los carbonos asimétricos y sólo se indica con un guión la posición de los –OH. 
 
 Formulas de Haworth: se representan los anillos piranosa y furanosa como un plano y 
considera los elementos o grupos funcionales unidos a los carbonos del anillo ubicado hacia arriba 
o debajo de ese plano. Se omiten los carbonos integrantes del anillo. 
 
Conformaciones silla o bote y sobre: la representación de Harworth no es enteramente 
correcta, ya que, en realidad, los átomos integrantes del anillo no están situados en el mismo plano. 
La molécula tiende a adoptar conformaciones de menor energía como la de silla o bote siendo la 
más estable para el anillo piranosa, la silla. Algo similar ocurre para la forma furanosa, en la que uno 
de los carbonos del ciclo se aparta del plano en el que se encuentran los otros 4 átomos, dando una 
conformación llamada sobre. 
 
 Derivados biológicamente importantes de los monosacáridos. 
 
 Vamos a describir algunos de los derivados de monosacáridos importantes para los seres vivos 
como: desoxiazúcares, fosfatos de azúcar y aminoazúcares, azúcares ácidos, alcoholes azúcares y 
acetales. Estos derivados se obtienen por reacciones en las que el grupo alcohol de los hidratos de 
carbono es atacado por reactivos específicos. 
 
Desoxiazúcares: Son derivados de monosacáridos producidos por pérdida de oxígeno de uno de 
los grupos alcohólicos. La 2- desoxirribosa es la mas abundante en la naturaleza y resulta de la 
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sustracción del oxigeno del grupo hidroxilo unida al carbono 2 de la aldopentosa ribosa. Es un 
derivado de importancia ya que participa en la constitución del ADN. (Fig. 9) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 9: 2-desoxi-D-ribosa 
 
Esteres fosfóricos: en muchas reacciones metabólicas se producen ésteres de monosacáridos 
con ácido fosfórico. La reacción de formación de estos ésteres es conocida como fosforilación. 
Cuando esta reacción ocurre sobre la glucosa se obtiene glucosa 6-fosfato que constituye el primer 
paso en la utilización de monosacáridos en el organismo y es la forma de retener las biomoléculas 
dentro de la célula. En la Fig. 10 se muestran algunos de los intermediarios metabólicos que 
pertenecen a estos derivados de monosacáridos. 
D-gliceraldehido-
3-fosfato
Dihidroxiacetona-
fosfato
α-D-fructosa-1,6-bisfosfatoα-D-glucosa-6-fosfato
α-D-fructosa-6-fosfato
α-D-glucosa-1-fosfato
 
Fig. 10: Ésteres fosfóricos 
 
Aminoazúcares: Diversos grupos hidroxilo de los monosacáridos pueden sustituirse por grupos 
amino dando como productos aminoazúcares. 
Los más comunes en la naturaleza son la D-glucosamina y D-galactosamina que resultan de la 
sustitución del hidroxilo del carbono 2 del respectivo monosacárido. (Fig. 11) 
 
 
Fig. 11- Aminoazúcares 
 
Los aminoazúcares se representan combinados como derivados N-acetilados en varias 
sustancias biológicas importantes. 
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El aminoazúcar conocido como α-D-glucosamina (normalmente N-acetilada) es componente de 
glucosaminoglucanos y glicoproteínas, tales como ácido hialurónico y heparina. También es 
componente principal de la quitina (polisacárido estructural del exoesqueleto de insectos y 
crustáceos). 
Por su parte, la D-galactosamina se encuentra en forma N-acetilada en un grupo de 
glucosaminoglucanos sulfatados presentes en glucoproteínas de cartílago, huesos adultos, córnea, 
piel, tendones y válvulas cardiacas. 
 
 
- Azúcares ácidos: Resultan de la oxidación de monosacáridos por medio de oxidantes fuertes, 
suaves o empleando enzimas específicas. 
Como se ve en la Fig. 12, las aldohexosas pueden oxidarse de tres maneras diferentes dando: 
 
 
Fig. 12: Azúcares ácidos 
 
1. Ácidos aldónicos: bajo la acción de oxidantes suaves la función aldehído se oxida a 
carboxilo y se originan ácidos aldónicos. El ácido aldonico formado por oxidación del carbono 1 de 
la glucosa es designado ácido glucónico. 
 
2. Ácidos aldáricos o sacáridos: se obtienen por oxidación enérgica de ambos carbonos 
terminales (C1 y C6) de la aldosa, originando ácidos dicarboxilicos. Estos diácidos reciben el 
nombre de ácidos sacáridos o ácidos aldáricos. El derivado de la glucosa se denomina ácido 
glucárico o glucosacárico. 
 
3. Ácidos urónicos: En condiciones controladas, con el carbono 1 protegido se obtiene 
oxidación del carbono 6, se originan así ácidos urónicos, derivados de aldosa con C6. El ácido 
urónico derivado de la glucosa se denomina acido glucurónico. Estos derivados forman parte de 
polisacáridos complejos como los glucosaminoglucanos. De todos los derivados por oxidación este 
es el único que puede existir en forma cíclica (ácido urónico) ya que la reacción no afecta la unión 
hemiacetálica 
 
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- Azucares alcoholes: Se obtienen por reducción del grupo carbonilo (aldehído o cetona) 
mediante hidrógeno gaseoso en presencia de catalizadores metálicos. 
En la naturaleza se encuentran algunos de ellos con cierta abundancia, ejemplos: glicerina o 
glicerol, componente de lípidos de reserva energética en animales (triglicéridos); inositol derivado 
del ciclo hexano completamente hidroxilado, componente de fosfolípidos de membrana, xilitol 
derivado de xilosa y de aplicación en odontología. (Fig.13). 
 
Ciclohexitol
(Inositol)
Xilitol
 
Fig. 13- Azucares alcoholes 
 
 
- Acetales: Como ya vimos, los monosacáridos presentan estructuras hemiacetálicas cíclicas. 
Cuando estos hemiacetales reaccionan con los alcoholes dan acetales denominados O- glicósidos. 
La union C-O-C que une las dos partes del acetal se conoce conoenlace glicosídico. En la Fig. 14 
se ejemplifica la reacción del metanol con D-glucosa en medio ácido para formar un derivado O-
glicosídico. 
 
 
 α-D-glucosa Metanol α-D-metilglucósido 
 
Fig. 14: Obtención de un derivado O-glicosídico 
 
 
Cuando un monosacárido actúa como hemiacetal y otro como alcohol, el acetal resultante es un 
disacárido. En este tipo de reacción puede intervenir tanto el carbono hemiacetálico de aldosas 
como el de cetosas. 
Este tipo de uniones glicosídicas pueden unir muchas unidades monosacaridas entre sí, 
formando largas cadenas conocidas como oligo y polisacáridos. 
Este tipo de enlace es estable frente a las bases, pero se hidroliza en medio ácido y a 
ebullición dando los monosacáridos constituyentes. En los seres vivos son hidrolizados por 
enzimas conocidas como glicosidasas. 
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DISACARIDOS 
Los disacáridos son glúcidos formados por condensación de dos monosacáridos con 
eliminación de agua, resultando unidos por un enlace glicosídico. Como ya hemos visto, en 
términos de estructura química, los enlaces glicosídicos son enlaces acetal producto de la 
condensación del carbono anomérico de uno de los monosacáridos con cualquiera de los grupos 
hidroxilo del otro. Por esto ultimo, es importante hacer notar no solo que residuos monosacáridos 
participan, sino también cuales de sus átomos están unidos por el enlace glicosídico. 
La unión glicosídica puede adoptar dos formas diferentes según la configuración del carbono 
anomérico comprometido en la misma: si es α la unión será α-glicosídica mientras que, si es β, la 
unión será de tipo β. 
 
Nomenclatura: los disacáridos pueden nombrarse por sus nombres comunes o triviales o bien, 
especificando los átomos enlazados, la configuración de los enlaces glicosidicos y el nombre de cada 
residuo monosacárido (incluyendo su designación como estructura piranósica o furanósica) 
Al describir los disacáridos de mayor importancia biológica veremos algunos ejemplos de este tipo de 
nomenclatura. 
 
 Algunos disacáridos de importancia biológica: 
Los disacáridos más abundantes en la naturaleza son maltosa, lactosa, celobiosa y sacarosa. 
Pueden desdoblarse en los monosacáridos constituyentes por hidrólisis ácida; en nuestro 
organismo todos estos disacáridos en excepción de la celobiosa pueden hidrolizarse por enzimas 
específicas presentes en el tracto intestinal. 
 
- Maltosa (azúcar de malta): procede de la hidrólisis de amilosa catalizada por la enzima 
amilasa. Esto da como resultado numerosas unidades maltosa que a su vez son hidrolizadas a 
glucosa por la enzima maltasa. En la naturaleza no se encuentra al estado libre sino en forma de 
polímeros. 
 Esta constituida por dos unidades de D-glucopiranosa unidas por un enlace glicosídico α, 
que une el carbono 1 de un residuo (carbono anomérico de configuración α) con el carbono 4 del 
segundo residuo. Como vemos el primer resto de glucosa tiene su carbono anomérico 
Carácter reductor de los monosacáridos: 
 Cuando hablamos de la estructura de la glucosa, mencionamos que se trata de un 
hemiacetal cíclico, y que es posible escribir dos hemiacetales anoméricos que en solución se 
interconvierten pasando por la estructura abierta hasta llegar al equilibrio, en el que están presentes 
las tres formas. 
 La estructura aldehídica libre, o lo que es lo mismo el carbono anomérico libre, es 
responsable de las reacciones de oxidación y reducción característica de este grupo de sustancia. 
Existen ensayos que ponen en evidencia el carácter reductor del grupo aldehído presente en los 
monosacáridos, por lo tanto, en las aldosas dan positivo este tipo de reacciones. Sin embargo, las 
cetosas son también capaces de dar positivo estas reacciones. (Las explicaciones de este 
fenómeno escapan a las posibilidades de este curso). 
 Por lo tanto, se llaman azúcares reductores a todos aquellos que dan positivo las 
reacciones de Tollens, Fehling o Benedict y azúcares no reductores a aquellos que dan negativo 
dichos ensayos. 
 Todos los monosacáridos dan resultado positivo a estos ensayos y por lo tanto son 
azúcares reductores. 
 En ellos el anillo hemiacetálico esta en equilibrio con las respectivas estructuras de cadena 
abierta (estructuras cíclicas con un aldehído potencial) y aun cuando el equilibrio este desplazado 
hacia la estructura cíclica, siempre existe una pequeña proporción de aldehído libre que puede ser 
oxidado y que es capaz de impulsar la formación de mas aldehído libre con el objeto de establecer 
el equilibrio. 
 
 
 
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comprometido en la unión, por lo tanto, no esta en libertad de isomerizarse, sino que se fija en la 
configuración α mientras que el residuo de glucosa a la derecha (extremo reductor) puede adoptar 
las estructuras α o β. (Fig. 15). La posición del enlace glicosídico entre las dos unidades se 
representa como α (1 → 4). 
 
 Fig. 15: Anómero β de la maltosa 
 
- Lactosa: está presente en la leche, pero no existe en ninguna otra fuente natural. Este 
disacárido se origina en los mamíferos y se sintetiza sólo en las glándulas mamarias durante la 
lactancia. 
Por hidrólisis enzimática catalizada por la enzima lactasa, rinde los monosacáridos 
constituyentes D-galactosa y D-glucosa. Como se ve en la Fig. 16 la unión de estos 
monosacáridos se establece entre el carbono 1 de β - D – galactosa (unión β glicosídica) y el 
carbono 4 de D – glucosa. 
 
 
 
Fig. 16: Anómero β de la lactosa 
 
 
- Celobiosa: Es producto de la degradación del polisacárido estructural celulosa y, al igual que 
la maltosa, es un dímero de glucosa. La única diferencia entre la celobiosa y la maltosa es que el 
enlace glicosídico en la celobiosa es β (Fig. 17) mientras que en la maltosa es α. 
 
Carácter reductor: es importante notar que 
el segundo residuo de glucosa tiene como 
carbono anomérico libre por lo tanto puede 
existir en forma α o β, y es capaz de 
oxidarse; por este motivo la maltosa exhibe 
capacidad reductora. 
Carecer reductor: Lo mismo que en la maltosa, el segundo residuo de glucosa tiene el 
carbono anomérico libre y puede isomerizarse entre las formas α y β, resultando un disacárido 
reductor. 
Carácter reductor: la lactosa posee un carbono anomérico libre en el resto de la glucosa, 
responsable del carácter reductor de la misma. 
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Fig. 17: Anómero β de la lactosa 
 
 
- Sacarosa (azúcar de caña o de remolacha): 
Es el azúcar habitualmente utilizado como edulcorante en la alimentación. Es el más 
abundante en la naturaleza. Así como la lactosa es única en los mamíferos, la sacarosa sólo se 
sintetiza en los vegetales. 
Por acción de la enzima sacarasa se produce la hidrólisis de este disacárido dando como 
productos D – glucosa y D – fructosa. 
La sacarosa se distingue de los disacáridos anteriores en que su unión glicosídica enlaza 
átomos de carbono anoméricos de ambos residuos de monosacáridos. (Fig. 18) 
De esto resulta que la sacarosa puede nombrase de dos maneras equivalentes: 
 
O - β - D - fructofuranosil (2 → 1) α – D – glucopiranosa o bien 
O - α - D - glucopiranosil (1 → 2) β – D – fructofuranosa. 
 
 
 
 Fig. 18: Sacarosa 
 
 
POLISACARIDOS 
 La mayor parte de los glúcidos encontrados en la naturaleza se presentan como 
polisacáridos de elevado peso molecular. 
Por hidrólisis completa, en medio ácido o con enzimas específicas, estos polisacáridos 
producen monosacáridos y/o derivados de los mismos. La D-glucosa es la unidad predominante, 
pero también suelen ser productos de dicha hidrólisis los monosacáridos: D- manosa,D- fructosa, 
y D y L- galactosa, D- glucosamina, ácido D glucurónico. 
 
Carácter reductor: La configuración de los 
residuos, glucopiranosa y fructofuranosa, está fija 
en la sacarosa y ninguno de los residuos libres 
tiene libertad de equilibrio entre los anómeros α y 
β. Como consecuencia los grupos aldehído y 
cetona potenciales están bloqueados y por lo 
tanto la sacarosa no presenta capacidad 
reductora. 
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Algunos polisacáridos son polímeros de un solo tipo de monosacáridos y reciben el nombre de 
homopolisacáridos, mientras otros que dan por hidrólisis más de una clase de monosacáridos se 
conocen como heteropolisacáridos. 
Todos ellos son denominados genéricamente glicanos. La mayoría de los glicanos son 
compuestos amorfos, blancos, insípidos, no reductores, algunos son insolubles en agua mientras 
que otros forman soluciones coloidales. 
También se pueden clasificar según sus funciones biológicas como polisacáridos de reserva, 
por ejemplo: almidón y glucógeno, o como polisacáridos estructurales, por ejemplo: celulosa y 
glucosaminoglucanos. 
 
 Homopolisacáridos de importancia biológica: 
Almidón: constituye la reserva energética en vegetales, se deposita en la célula formando 
gránulos conocidos como amiloplastos. 
Esta compuesto por dos glucanos diferentes, amilosa y amilopectina. Ambos son polímeros de 
glucosa, pero difieren en estructura y propiedades. Generalmente el almidón contiene alrededor 
de 20% de amilosa (fracción soluble en agua) y el resto de amilopectina (fracción insoluble en 
agua). Esta proporción varía según el origen del almidón. 
Más de la mitad de los hidratos de carbono ingeridos por el hombre son almidones, de lo que 
se deriva su importancia nutricional. 
Ambos glucanos son hidrolizados por la enzima α- amilasa que ataca las uniones α (1 → 4) y 
es secretada por las glándulas salivales y el páncreas. 
 
- Amilosa: consiste en numerosas unidades de D- glucosa formando largas cadenas 
lineales no ramificadas. Cada cadena de 1000 a 5000 unidades monoméricas unidas por enlaces 
glicosídicos tipo α (1 → 4) entre el carbono 1 de una D- glucosa y el carbono 4 de la siguiente 
(Fig. 19). 
 
 
Fig. 19: Cadena lineal de amilosa con enlaces glicosidicos α (1→ 4) 
 
Este tipo de unión permite que la molécula adopte una disposición helicoidal enrollada 
alrededor de un eje central (Fig. 20). 
 
Fig. 20: Arrollamiento helicoidal de la amilosa 
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- Amilopectina: está constituida por una cadena ramificada de D-glucosa de peso molecular 
muy superior a la amilosa. Puede ser descripta como una versión ramificada de la amilosa en la 
que, además de los enlaces α (1 → 4), están presentes enlaces α (1 → 6) en los puntos de 
ramificación (Fig. 21). En promedio las ramificaciones se producen cada 25 residuos y las 
cadenas laterales contienen de 15 a 25 unidades de glucosa. Algunas cadenas laterales se 
ramifican a su vez dando a la molécula un aspecto arborescente. (Fig. 22). 
 
 
Fig. 21: Cadena ramificada de amilopectina 
 
 
 
Fig. 22: Esquema de un polímero de glucosa en el que se muestra su aspecto arborescente. 
 
Glucógeno: es la forma de almacenamiento de glucosa en las células animales. En los 
mamíferos, dependiendo de su estado nutricional, el glucógeno puede representar hasta un 10% 
de la masa hepática y un 1% de la masa muscular. 
 
Estructuralmente es semejante a la amilopectina ya que es una molécula ramificada de 
unidades α-D-glucosa unidas por enlaces α (1 → 4) en las porciones lineales y uniones α (1 → 
6) en los puntos de ramificación. Pero en el glucógeno las ramificaciones se presentan con mayor 
frecuencia que en la amilopectina y las cadenas laterales contienen menos residuos de glucosa. 
La estructura se muestra en la Fig. 21 y 22 que corresponden a ambos polímeros. 
 
Celulosa: Las paredes de las células vegetales contienen un porcentaje elevado del 
homopolisacáridos estructural conocido como celulosa. Mientras que los polisacáridos de reserva 
son intracelulares, la celulosa, como otros polímeros estructurales, son moléculas extracelulares 
que son liberadas al medio a medida que son sintetizadas. 
Formada por mas de 10.000 unidades de D- glucosa unidas por enlaces glicosídicos β (1 → 4), 
su estructura es lineal. 
 
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Como vemos tanto amilosa como celulosa son polímeros lineales de glucosa, sin embargo, la 
diferencia en la geometría entre los enlaces α (1 → 4) y β (1 → 4) es responsable de la distinta 
conformación de sus moléculas. 
En la celulosa, las uniones β (1 → 4) dan a la cadena una formación rígida, extendida, en la 
cual cada residuo sucesivo de la glucosa esta girado 180º con respecto a la anterior (Fig. 23). 
Esto permite formar largas cadenas rectilíneas, estabilizadas por uniones tipo puente de 
hidrógeno (intracatenarias). Las hebras de celulosa se agrupan paralelamente en haces que 
forman microfibrillas de gran resistencia física, que se mantienen unidas por numerosos puentes 
de hidrógeno que se establecen entre cadenas vecinas. (intercatenarios) 
 
 
Fig. 23: Esquema de un segmento de la molécula de celulosa. Nótese los puentes de 
hidrógeno que estabilizan la hebra del polímero. 
 
 Esta estructura confiere la rigidez y resistencia característica de las paredes celulares de 
los vegétales. Por otra parte, los jugos digestivos humanos no poseen enzimas capaces de 
hidrolizar las uniones glicosídicas β y por esta razón no se puede utilizar celulosa como nutriente. 
 
 
 
 Heteropolisacáridos de importancia biológica: 
 
Glucosaminoglicanos: se conocieron antiguamente como mucopolisacáridos. Son polímeros 
lineales constituidos por la sucesión de unidades estructurales disacáridos, formados 
generalmente por un ácido urónico y una hexosamina, que suelen presentar grupos sulfatos. 
La presencia de numerosos grupos ionizables carboxilos (-COO) de los ácidos glucurónicos y 
sulfatos (-SO3) de las unidades hexosamina determina que, a pH fisiológico, los 
glicosaminoglicanos se comporten como polianiones y están muy hidratados, por el cual son 
capaces de inmovilizar grandes cantidades de agua, de esta forma tienen un importante papel en 
el mantenimiento del equilibrio hidrosalino de los organismos animales. 
Existen diferentes ejemplos de glicosaminoglicanos que se diferencian en el acido urónico o en 
la hexosamina constituyente. Así, entre los más conocidos podemos nombrar: acido hialurónico, 
condroitinsulfato, dermatansulfato, heparina, heparansulfato, queratansulfato. Excepto heparina, 
que es intracelular, los restantes se encuentran en el espacio extracelular, principalmente en la 
sustancia fundamental del tejido conjuntivo. 
En la Fig. 24 se muestra el mas abundante de los compuestos: el ácido hialurónico, polímero 
lineal cuya unidad disacarídica esta constituida por residuo acido D-glucurónico y N- 
acetilglucosamina unidos por enlace glicosídico β (1→3). A su vez, cada unidad disacarídica se 
une a la siguiente por un enlace β (1→4). 
Carácter reductor de los homopolisacáridos: Tanto el almidón (en sus dos formas amilosa y 
amilopectina) como el glucógeno, no presentan capacidad reductora puesto que las uniones 
glicosídicas bloquean las funciones aldehído potencial (excepto una en un extremo de la 
cadena principal). 
Por los mismos motivos, la celulosa tampoco exhibe capacidad reductora. 
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Fig. 24: Unidad estructural de ácido hialurónico 
 
 
 Asociaciones Hidratos de carbono-proteínas y/o lípidos: 
 
 Complejos de carbohidratos-proteínas: Son proteínas conjugadas que contienen 
carbohidratos como grupo prostético en cantidades variables. 
Dentro de este grupo de compuestosencontramos: glicoproteínas y proteoglicanos que se 
diferencian en las cantidades relativas de carbohidrato y proteína presente. Mientras los 
proteoglicanos contienen mas cantidad de carbohidratos que de proteína, las glicoproteínas 
presentan cantidades de carbohidratos variables entre el 1 y 50 % resultando mayor la porción 
proteica. 
Por otra parte, en los proteoglucanos la porción carbohidrato esta representada por 
glicosaminoglicanos y difieren notablemente de las glicoproteínas en las que las cadenas 
glicosídicas son mas cortas, pueden ser ramificadas y por hidrólisis producen mas de dos 
monosacáridos diferentes; los mas comunes son: D- lactosa, D- manosa, L- fucosa, D-xilosa, los 
derivados acetilados N- acetilglucosamina y N-acetilgalactosamina, ácidos glucurónico, idurónico y 
siálico. 
Volveremos sobre este tema al tratar la composición química del tejido conectivo. 
 
Glucolípidos: son moléculas complejas formadas por asociación de lípidos y carbohidratos; no 
presentan fosfato entre sus componentes. Son ejemplo de este tipo de moléculas los 
glicoesfingolípidos, constituyentes importantes de las membranas celulares. 
 
 
Poder cariogénico de los hidratos de carbono. 
 
Muchos de los monosacáridos, como glucosa y fructosa, y algunos disacáridos como 
sacarosa, son azúcares fermentables; es decir, que las bacterias de la placa dental los 
metabolizan produciendo ácidos y provocando la disminución de pH del biofilm, 
consecuentemente se produce una alteración en el equilibrio disolución-remineralización 
de los tejidos duros dentarios. Al mismo tiempo estos azúcares afectan la cantidad y la 
calidad de los microorganismos de la cavidad bucal. 
La glucosa y fructosa resulta menos cariogénica para los tejidos duros dentarios que el 
disacárido sacarosa. Esto se debe a que cuando las bacterias cariogénicas desdoblan a la 
sacarosa en sus 2 componentes, la energía de enlace liberada es utilizada por los 
microorganismos para sintetizar polisacáridos extracelulares (adhesivos) e intracelulares 
que les aseguran su supervivencia. Los polisacáridos también son cariogénicos, es decir 
su consumo involucra el riesgo de producción de la caries dental pero en menor medida. 
 
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