Disacáridos: características, estructura, ejemplos, funciones
Los disacáridos son glúcidos que también reciben el nombre de azúcares dobles. Tienen funciones importantes en la dieta del hombre como fuentes principales de energía. Estos pueden ser de origen vegetal, como la sacarosa de la caña de azúcar y la maltosa presente, y de origen animal como la lactosa presente en la leche de los mamíferos, entre otros.
Los glúcidos o azúcares son los llamados hidratos de carbono o carbohidratos, que son sustancias solubles en agua compuestas por carbono, oxígeno e hidrógeno con la fórmula química general (CH2O)n.
Los carbohidratos son las sustancias orgánicas más abundantes en la naturaleza y están presente en todas las plantas. La celulosa que constituye la estructura de las paredes celulares vegetales es un carbohidrato, al igual que los almidones de los granos y tubérculos.
También se encuentran en todos los tejidos animales, como por ejemplo la sangre y la leche de los mamíferos.
Los carbohidratos se clasifican en: (1) monosacáridos, que no pueden hidrolizarse en carbohidratos más simples; (2) en disacáridos, que al hidrolizarse producen dos monosacáridos; (3) en oligosacáridos, que dan de 3-10 monosacáridos por hidrólisis y (4) en polisacáridos, cuya hidrólisis resulta en más de 10 monosacáridos.
El almidón, la celulosa y el glucógeno son polisacáridos. Los disacáridos de importancia fisiológica en el ser humano y otros animales son la sacarosa, la maltosa y la lactosa.
Índice del artículo
- 1 Características y estructura
- 2 Ejemplos
- 2.1 Sacarosa
- 2.2 Lactosa
- 2.3 Maltosa
- 2.4 Trehalosa
- 2.5 Chitobiosa
- 2.6 Celobiosa (glucosa + glucosa)
- 2.7 Lactulosa (galactosa + fructosa)
- 2.8 Isomaltosa (glucosa + glucosa Isomaltasa)
- 2.9 Isomaltulosa (glucosa + fructosa Isomaltasa)
- 2.10 Trehalulosa
- 2.11 Chitobiosa
- 2.12 Lactitol
- 2.13 Turanosa
- 2.14 Melibiosa
- 2.15 Xilobiosa
- 2.16 Soforosa
- 2.17 Gentiobiosa
- 2.18 Leucrosa
- 2.19 Rutinosa
- 2.20 Caroliniasido A
- 3 Absorción
- 4 Funciones
- 5 Referencias
Al ser carbohidratos, los disacáridos están compuestos por carbono, oxígeno e hidrógeno. En general, el oxígeno y el hidrógeno en la estructura de la mayor parte de los carbohidratos se encuentran en la misma proporción en la que están en el agua, es decir, por cada oxígeno hay dos hidrógenos.
Esa es la razón por la que se denominan “hidratos de carbono o carbohidratos”. Químicamente, los carbohidratos pueden definirse como aldehídos (R-CHO) o cetonas (R-CO-R) polihidroxilados.
Los aldehídos y cetonas tienen un grupo carbonilo (C=O). En los aldehídos, este grupo está unido al menos a un hidrógeno y, en las cetonas, este grupo carbonilo no está unido al hidrógeno.
Los disacáridos son dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico.
Los disacáridos como la maltosa, la sacarosa y la lactosa, al someterse a calentamiento con ácidos diluidos o por acción enzimática, se hidrolizan y dan origen a sus componentes monosacáridos. La sacarosa da origen a una glucosa y una fructosa, la maltosa da origen a dos glucosas y la lactosa a una galactosa y una glucosa.
La sacarosa es el azúcar más abundante en la naturaleza y se compone de los monosacáridos glucosa y fructosa.. Se encuentra en jugos de plantas como la remolacha, la caña de azúcar, el sorgo, la piña, el arce y en menor cantidad en los frutos maduros y el jugo de muchos vegetales. Este disacárido es fermentado fácilmente por la acción de levaduras.
La lactosa, o azúcar de la leche, se compone de galactosa y glucosa. La leche de los mamíferos es alta en lactosa y proporciona nutrientes para los bebés.
La mayoría de los mamíferos solo pueden digerir la lactosa como infantes, y pierden esta capacidad a medida que maduran. De hecho, los seres humanos que son capaces de digerir los productos lácteos en la edad adulta tienen una mutación que les permite hacerlo.
Es por eso que tantas personas son intolerantes a la lactosa; ños humanos, al igual que otros mamíferos, no tenían la capacidad de digerir la lactosa en la infancia hasta que esta mutación se hizo presente en ciertas poblaciones hace unos 10.000 años.
Hoy en día, el número de personas que son intolerantes a la lactosa varía ampliamente entre las poblaciones, que van desde 10% en el norte de Europa hasta el 95% en partes de África y Asia. Las dietas tradicionales de diferentes culturas reflejan esto en la cantidad de productos lácteos consumidos.
La maltosa está compuesta por dos unidades de glucosa y se forma cuando la enzima amilasa hidroliza el almidón presente en las plantas. En el proceso digestivo, la amilasa salival y la amilasa pancreática (amilopepsina) rompen el almidón, dando origen a un producto intermedio que es la maltosa.
Este disacárido está presente en los jarabes de azúcar de maíz, en el azúcar de malta y en la cebada germinada y puede ser fermentado fácilmente por acción de levaduras.
La trehalosa también se compone de dos moléculas de glucosa como la maltosa, pero las moléculas están ligadas de manera diferente. Se encuentra en ciertas plantas, hongos y animales como camarones e insectos.
El azúcar en la sangre de muchos insectos, tales como abejas, saltamontes y mariposas, se compone de trehalosa. Lo utilizan como una molécula de almacenamiento eficiente que proporciona energía rápida para el vuelo cuando se descompone.
Consiste en dos moléculas enlazadas de glucosamina. Estructuralmente es muy similar a la celobiosa, excepto que tiene un grupo N-acetilamino donde la celobiosa tiene un grupo hidroxilo.
Se encuentra en algunas bacterias, y se utiliza en la investigación bioquímica con el fin de estudiar la actividad enzimática.
También se encuentra en la quitina, que forma paredes de hongos, exoesqueletos de insectos, artrópodos y crustáceos, y también se encuentra en peces y cefalópodos como pulpos y calamares.
La celobiosa es un producto de hidrólisis de celulosa o materiales ricos en celulosa, tales como papel o algodón. Se forma uniendo dos moléculas de beta-glucosa por un enlace β (1 → 4)
La lactulosa es un azúcar sintético (artificial) que no es absorbido por el cuerpo, sino que se descompone en el colon en productos que absorben el agua en el colon, lo que suaviza las heces. Su uso primario es tratar el estreñimiento.
También se utiliza para reducir los niveles de amoníaco sanguíneo en personas con enfermedad hepática, ya que la lactulosa absorbe el amoníaco en el colon (eliminándolo del cuerpo).
Producida durante la digestión de almidón (pan, patatas, arroz), o producida artificialmente.
Jarabe de caña de azúcar, miel y también es producida artificialmente.
La trehalulosa es un azúcar artificial, un disacárido compuesto de glucosa y fructosa unidos por un enlace alfa (1-1) glicosídico.
Se produce durante la producción de isomaltulosa a partir de sacarosa. En el revestimiento del intestino delgado, la enzima isomaltasa rompe en trehalulosa a glucosa y fructosa, que luego se absorben en el intestino delgado. La trehalulosa tiene una baja potencia para causar caries dentales.
Es la unidad de repetición de disacárido en quitina, que difiere de la celobiosa solo en presencia de un grupo N-acetilamino sobre el carbono-2 en lugar del grupo hidroxilo. Sin embargo, la forma no acetilada a menudo se denomina también chitobiosa.
Es un alcohol cristalino C12H24O11 obtenido por hidrogenación de lactosa. Es un disacárido análogo de lactulosa, utilizado como edulcorante. También es laxante y se usa para tratar el estreñimiento.
Un compuesto orgánico disacárido reductor que puede ser utilizado como fuente de carbono por bacterias y hongos.
Un azúcar disacárido (C12H22O11) formado por hidrólisis parcial de rafinosa.
Un disacárido que consta de dos residuos de xilosa.
Un disacárido presente en un soforolípido.
La gentiobiosa es un disacárido que consiste en dos unidades de D-glucosa unidas por un enlace glicosídico de tipo β (1 → 6). La gentiobiosa tiene muchos isómeros que difieren por la naturaleza del enlace glicosídico que conecta las dos unidades de glucosa.
Es una glicosilfructosa que consiste en un residuo α-D-glucopiranosilo unido a D-fructopiranosa a través de un enlace (1 → 5). Un isómero de sacarosa.
Es un disacárido presente en glucósidos.
Oligosacáridos que contienen dos unidades de monosacáridos unidos por un enlace glicosídico.
En el ser humano los disacáridos o polisacáridos ingeridos como el almidón y el glucógeno se hidrolizan y se absorben como monosacáridos en el intestino delgado. Los monosacáridos ingeridos se absorben como tales.
La fructosa, por ejemplo, difunde pasivamente dentro de la célula intestinal y la mayoría es convertida a glucosa antes de pasar al torrente circulatorio.
La lactasa, maltasa y sacarasa son las enzimas localizadas en el borde luminal de las células del intestino delgado encargadas de la hidrólisis de la lactosa, maltosa y sacarosa respectivamente.
La lactasa es producida por los niños recién nacidos, pero en algunas poblaciones deja de ser sintetizada por el enterocito durante la vida adulta.
Como consecuencia de la ausencia de lactasa, la lactosa permanece en el intestino y arrastra agua por ósmosis hacia la luz intestinal, al llegar al colón la lactosa es degradada por fermentación por las bacterias del tubo digestivo con la producción de CO2 y diversos ácidos. Al consumir leche esta combinación de agua y CO2 causa diarrea, y es lo que se conoce como intolerancia a la lactosa.
La glucosa y la galactosa se absorben por un mecanismo común dependiente del sodio. Primero existe un transporte activo de sodio que saca sodio de la célula intestinal por la membrana basolateral hacia la sangre. Esto baja la concentración de sodio dentro de la célula intestinal lo que genera un gradiente de sodio entre la luz del intestino y el interior del enterocito.
Al generarse este gradiente se obtiene la fuerza que impulsará al sodio junto con la glucosa o galactosa dentro de la célula. En las paredes del intestino delgado existe un cotransportador Na+/glucosa, Na+/galactosa (un simportador) que depende de las concentraciones de sodio para el ingreso de la glucosa o galactosa.
A mayor concentración de Na+ en la luz del tubo digestivo mayor ingreso de glucosa o galactosa. Si no hay sodio o su concentración en la luz tubular es muy baja, no se absorberán adecuadamente ni la glucosa o ni la galactosa.
En las bacterias como E. Coli, por ejemplo, que normalmente obtienen su energía de la glucosa, en ausencia de este carbohidrato en el medio pueden utilizar lactosa y para ello sintetizan una proteína responsable del transporte activo de la lactosa llamada lactosa permeasa, así ingresa la lactosa sin ser previamente hidrolizada.
Los disacáridos ingeridos ingresan al organismo de los animales que los consumen como monosacáridos. En el cuerpo humano, principalmente en el hígado, aunque también ocurre en otros órganos, estos monosacáridos se integran en las cadenas metabólicas de síntesis o de catabolismo según se necesite.
Por medio del catabolismo (degradación) estos carbohidratos participan en la producción de ATP. En los procesos de síntesis participan en la síntesis de polisacáridos como el glucógeno y así forman las reservas energéticas presentes en el hígado, en los músculos esqueléticos y en muchos otros órganos.
También participan en la síntesis de muchas glucoproteínas y glucolípidos en general.
Si bien los disacáridos, como todos los carbohidratos ingeridos, pueden ser fuentes de energía para el hombre y los animales, estos participan en múltiples funciones orgánicas al formar parte de las estructuras de las membranas celulares y de las glucoproteínas.
La glucosamina, por ejemplo, es un componente fundamental del ácido hialurónico y de la heparina.
La lactosa presente en la leche y sus derivados es la fuente más importante de galactosa. La galactosa tiene gran importancia ya que forma parte de los cerebrósidos, gangliósidos y mucoproteínas, que son constituyentes esenciales de las membranas celulares neuronales.
La lactosa y la presencia de otros azúcares en la dieta favorece el desarrollo de la flora intestinal, que es indispensable para la función digestiva.
La galactosa también participa en el sistema inmunitario al ser uno de los componentes del grupo ABO en la pared de los glóbulos rojos sanguíneos.
La glucosa producto de la digestión de la lactosa, de la sacarosa o de la maltosa, puede ingresar dentro del organismo a la vía de la síntesis de las pentosas, especialmente la síntesis de ribosa que es necesaria para la síntesis de ácidos nucleicos.
En la mayoría de las plantas superiores los disacáridos son sintetizados a partir de triosas fosfato procedentes del ciclo de reducción fotosintética del carbono.
Estas plantas sintetizan principalmente sacarosa y la transportan desde el citosol hacia las raíces, semillas y hojas jóvenes, es decir, hacia zonas de la planta que no utilizan la fotosíntesis de manera sustancial.
Es así como la sacarosa sintetizada por el ciclo de reducción fotosintética de carbono y la que se origina por degradación del almidón sintetizado por la fotosíntesis y acumulado en los cloroplastos, son dos fuentes nocturnas de energía para las plantas.
Otra función conocida de algunos disacáridos, especialmente de la maltosa, es la de participar en el mecanismo de transducción de señales químicas al motor del flagelo de algunas bacterias.
En este caso la maltosa se une primero a una proteína y este complejo luego se une al transductor; como resultado de esta unión se produce una señal intracelular dirigida a la actividad del motor del flagelo.
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