ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL CUERPO HUMANO (27)

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H H
H
H OO
δ−
δ+
δ+
2
δ+
δ−2
ENLACE O PUENTE
DE HIDRÓGENO
δ+
Figura 2-3. Enlace o puente de hidrógeno entre dos moléculas
de agua. El átomo de oxígeno tiene carga negativa parcial (2d−) y
los átomos de hidrógeno carga positiva parcial (d+).
cas, así como el transporte de nutrientes. El agua tiene unas
determinadas propiedades físicas que explican su papel pri-
mordial en la vida:
El agua es una molécula polar. La forma espacial de la
molécula de agua es tetraédrica y existe una distribución
asimétrica de las cargas eléctricas. El átomo de oxígeno
(electronegativo) atrae con fuerza los electrones de los dos
átomos de hidrógeno (éstos se quedan con una carga positi-
va neta) (Fig. 2-3). La polaridad del agua explica que sus
moléculas posean entre sí afinidad o cohesión; cada molé-
cula de agua se mantiene unida a unas tres o cuatro molécu-
las vecinas (cuatro en el hielo) mediante puentes de hidró-
geno. Estos enlaces se forman y se deshacen con gran
rapidez, proporcionando al agua las fuerzas de cohesión que
hacen que sea líquida a temperatura ambiente.
El agua es una molécula muy reactiva. Gracias a su
polaridad y a su elevada constante dieléctrica (tendencia a
oponerse a la atracción electrostática que se establece entre
los iones negativos y positivos), el agua debilita las fuerzas
electrostáticas y los puentes de hidrógeno establecidos entre
los iones y entre las moléculas polares, con lo que se esta-
blecen nuevos enlaces entre el agua y estas moléculas hidro-
solubles (Fig. 2-4 a, b). Cuando se disuelven en el agua las
moléculas anfipáticas (contienen regiones apolares o hidró-
fobas y regiones polares o hidrófilas), éstas forman unas
estructuras esféricas denominadas micelas, en las cuales las
partes hidrófobas se agrupan en el interior y las partes
hidrófilas en el exterior y en contacto con las moléculas de
agua (Fig. 2-4 c).
Las moléculas apolares tienden a agruparse dentro del
medio acuoso, debido a la compresión que ejercen las mo-
léculas de agua sobre ellas (Fig. 2-4 d). Por su parte, los
gases (O2, CO2 y N2), con excepción del CO2, que se trans-
forma en ácido carbónico en un medio acuoso, se disuelven
mal en el agua; de ahí que los organismos vivos hayan
desarrollado sistemas para su transporte.
El agua participa directamente en determinadas reaccio-
nes bioquímicas (hidrólisis, condensación), en las que se
produce la adición o eliminación de moléculas de agua,
respectivamente.
El agua tiene un elevado calor específico (número de
calorías necesario para aumentar un grado la temperatura de
1 gramo de agua) y una elevada conductividad térmica,
propiedades que la convierten en un elemento básico para la
termorregulación.
2.4. HIDRATOS DE CARBONO
Los hidratos de carbono, también denominados glúcidos
o carbohidratos, son polialcoholes (cadenas de átomos de
carbono con varios grupos hidroxilo) con un grupo aldehído
(aldosas) o con un grupo cetona (cetosas), que constituyen la
mayor parte de la materia orgánica de la Tierra (Fig. 2-5).
Las principales funciones de los glúcidos son las siguientes:
1. Actúan como fuente y reserva de energía: almidón
(vegetales), glucógeno (animales).
2. Son componentes estructurales de las moléculas de
la herencia, los ácidos nucleicos [ácido ribonucleico
(ARN) y ácido desoxirribonucleico (ADN)]: ribosa y
desoxirribosa.
3. Intervienen en el reconocimiento entre moléculas y
entre células: glúcidos que se unen a proteínas (glu-
coproteínas) y a lípidos (glucolípidos).
4. Son elementos estructurales y de protección (tejido
conjuntivo, lubricantes de articulaciones óseas, cu-
biertas de insectos, paredes celulares de vegetales y
hongos, etc.): celulosa, quitina, glucosaminogluca-
nos, etc.
Los hidratos de carbono se clasifican, según el número de
unidades que los componen, en monosacáridos o azúcares
simples (1 unidad), disacáridos (2 unidades), oligosacári-
dos (3-12 unidades) y polisacáridos (más de 12 unidades)
(Cuadro 2-1).
2.4.1. Monosacáridos
Los monosacáridos se clasifican, según el número de áto-
mos de carbono que contienen, en triosas (3C), tetrosas (4C),
pentosas (5C), hexosas (6C), heptosas (7C), etc. Como mono-
sacáridos importantes desde el punto de vista biológico se
pueden destacar: el gliceraldehído (triosa), la ribosa y desoxi-
rribosa (pentosas), y la glucosa, galactosa y manosa (hexosas).
Los monosacáridos suelen tener uno o más átomos de
carbono asimétricos, siendo las formas D (configuración dere-
cha del C asimétrico) las predominantes en la materia viva.
Los monosacáridos de cinco o más átomos de carbono suelen
adoptar en solución acuosa una forma cíclica o de anillo (en
forma de silla o de bote), al reaccionar el grupo aldehído o
cetona con un grupo hidroxilo de otro extremo de la molécu-
la. Si el anillo resultante está formado por cinco átomos de C
y uno de O se denomina piranosa, y si está formado por 4 C
y 1 O se denomina furanosa (Fig. 2-6). Estas formas cíclicas
conducen a la formación de otro carbono asimétrico (carbo-
no anomérico) y a las correspondientes formas anoméricas
alfa (a) y beta (b).
Es muy frecuente que los monosacáridos unan uno o más
grupos fosfato (PO−4) por enlaces éster. Los monosacáridos
fosforilados participan en reacciones de transferencia de
energía y también en reacciones de biosíntesis. En otras
moléculas derivadas de glúcidos y que forman parte de
8 Estructura y función del cuerpo humano