Glucosa

La glucosa es un carbohidrato, y es el az�car simple m�s importante en el metabolismo humano. La glucosa se llama un az�car simple o un monosac�rido, porque es una de las unidades m�s peque�as que tiene las caracter�sticas de esta clase de hidratos de carbono. La glucosa tambi�n se llama a veces dextrosa. El jarabe de ma�z es principalmente glucosa. La glucosa es una de las principales mol�culas que sirven como fuentes de energ�a para las plantas y los animales. Se encuentra en la savia de las plantas y en el torrente sangu�neo humano, donde se conoce como "az�car en la sangre". La concentraci�n normal de glucosa en la sangre es de aproximadamente 0,1%, pero se vuelve mucho m�s alta en personas que sufren de diabetes.

Cuando se oxida en el cuerpo en el proceso llamado metabolismo, la glucosa produce di�xido de carbono, agua, y algunos compuestos de nitr�geno, y en el proceso, proporciona energ�a que puede ser utilizada por las c�lulas. El rendimiento energ�tico es de aproximadamente 686 kilocalor�as (2.870 kilojulios) por mol, que se puede usar para hacer trabajo o ayudar a mantener el cuerpo caliente. Esta cifra de energ�a es el cambio en la energ�a libre de Gibbs ΔG en la reacci�n, la medida de la cantidad m�xima de trabajo obtenible a partir de la reacci�n. Como fuente de energ�a primaria en el cuerpo, no requiere digesti�n y, a menudo se proporciona a las personas en hospitales como nutriente, por v�a intravenosa.

La energ�a a partir de la glucosa se obtiene por medio de la reacci�n de oxidaci�n

donde un mol de glucosa (alrededor de 180 gramos) reacciona con seis moles de O₂ con un rendimiento energ�tico ΔG = 2870 kJ. Los seis moles de ox�geno a STP ocupar�an 6 x 22,4L = 134 litros. El rendimiento de energ�a de la glucosa se expresa a menudo, como rendimiento por litro de ox�geno, lo que dar�a 5,1 kcal por litro o 21,4 kJ por litro. Este rendimiento de energ�a puede medirse por un proceso de quemado de la glucosa, y la posterior medici�n de la energ�a liberada en un calor�metro.

Sin embargo, en los organismos vivos, la oxidaci�n de la glucosa contribuye a una serie de reacciones bioqu�micas complejas que proporcionan la energ�a necesaria para las c�lulas. El primer paso en la descomposici�n de la glucosa en todas las c�lulas es la gluc�lisis, la producci�n de piruvato que es el punto de partida de todos los dem�s procesos en la respiraci�n celular. En las c�lulas donde est� presente el ox�geno (respiraci�n aer�bica), estos procesos han sido modelados en el ciclo TCA o Krebs. Una parte importante en la utilizaci�n de la energ�a de oxidaci�n de la glucosa, es la conversi�n de ADP en ATP, con la mol�cula ATP rica en energ�a, utiliz�ndose posteriormente como la moneda de energ�a en la c�lula.

La glucosa es elaborada por las plantas con la ayuda de la energ�a del Sol, en un proceso llamado fotos�ntesis. Esta s�ntesis se lleva a cabo en las peque�as f�bricas de energ�a llamadas cloroplastos en las hojas de las plantas. Los cloroplastos capturan la energ�a de la luz y fabrican mol�culas de glucosa a partir del di�xido de carbono del aire y el agua del suelo.

La glucosa tambi�n se puede encontrar en forma lineal. El extremo derecho de esta mol�cula muestra la forma de un aldeh�do.

Fructosa

La fructosa es un hidrato de carbono, y es un az�car simple que se encuentra en las frutas. A menudo se llama simplemente "az�car de fruta". La fructosa se llama un az�car simple o un monosac�rido, porque es una de las unidades m�s peque�as que tiene las caracter�sticas de esta clase de hidratos de carbono.

La fructosa tambi�n se encuentra en la miel. Se clasifica como el m�s dulce de todos los az�cares.

La fructosa tambi�n se puede encontrar en una forma lineal. El extremo derecho de esta mol�cula muestra la forma de una cetona.

Comparaci�n entre la Glucosa y la Fructosa

La glucosa y la fructosa son los dos az�cares simples m�s importantes para el consumo humano. Tienen la misma f�rmula molecular, C₆H₁₂O₆, pero diferentes estructuras. Cada uno es un hidrato de carbono que puede ser considerado como la combinaci�n de 6 mol�culas de agua y 6 mol�culas de di�xido de carbono con el rendimiento de 6 mol�culas de ox�geno. Se clasifican de manera diferente que los derivados de los hidrocarburos, la glucosa est� clasificada como un aldeh�do y la fructosa como una cetona.

Los az�cares difieren en el entorno del enlace del �tomo de ox�geno del az�car. Las diferencias en grupos funcionales se pueden ver m�s claramente en las formas lineales de abajo.

Celulosa

La celulosa es una forma de hidrato de carbono en donde se encadenan entre s� 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 org�nico m�s abundante en la Tierra.

Las mol�culas de celulosa tienden a estar en cadenas lineales, y las fibras resultantes de colecciones de mol�culas de celulosa tienen la resistencia necesaria para formar las estructuras de soporte de las plantas. A pesar de que la digesti�n humana no puede descomponer la celulosa para su uso como alimento, los animales como el ganado vacuno y las termitas, se basan en el contenido de energ�a de la celulosa. Tienen protozoos y bacterias con las enzimas necesarias en sus sistemas digestivos. Para la fibra muscular, se necesita celulosa en la dieta humana.

Comparaci�n entre el Almid�n y la Celulosa

Ambos, almidones y celulosas, son hidratos de carbono que se clasifican como polisac�ridos, ya que se componen de cadenas de mol�culas de glucosa. Aunque son similares, los almidones pueden ser utilizados como fuentes de energ�a por el cuerpo humano, mientras que la celulosa no. Las enzimas son importantes en el metabolismo de los alimentos, y estas enzimas son muy espec�ficas. Son algo as� como las claves que ajustan la geometr�a de los enlaces de almid�n, pero no los de la celulosa.