karbohidrato

1. Biokim.
sin. gluzido, sakarido, karbono-hidrato

Karbonoz, hidrogenoz eta oxigenoz osatutako konposatu organikoa. Azken bi elementu horiek karbohidrato askotan duten proportzioa Cn(H2O)n uretan dutena bezalakoa da; horregatik deritze, hain zuzen, karbohidrato. Zenbait kasutan, hiru elementu horiez gain beste batzuk ere ager daitezke, hala nola nitrogenoa, sufrea edo fosforoa. Biomolekula hauek eguneroko bizitzan ditugu ezagunak; horien artean daude, adibidez, laktosa (gosariko esnearen azukrea) eta almidoia (bazkariko arrozean zein pastan dago).

Gaur egun, sakarido terminoa gutxitan erabiltzen da, baina karbohidrato-moten terminoetan gorde da: monosakarido, oligosakarido, polisakarido...

Egunero dietan jaten ditugun elikagaiek karbohidrato ugari dute
Egunero dietan jaten ditugun elikagaiek karbohidrato ugari dute

1. Biokim.
Karbonoz, hidrogenoz eta oxigenoz osatutako konposatu organikoa. Azken bi elementu horiek karbohidrato askotan duten proportzioa Cn(H2O)n uretan dutena bezalakoa da; horregatik deritze, hain zuzen, karbohidrato. Zenbait kasutan, hiru elementu horiez gain beste batzuk ere ager daitezke, hala nola nitrogenoa, sufrea edo fosforoa. Biomolekula hauek eguneroko bizitzan ditugu ezagunak; horien artean daude, adibidez, laktosa (gosariko esnearen azukrea) eta almidoia (bazkariko arrozean zein pastan dago).

Karbohidratoak Edit

Egilea: Maria Asunción Requero

KARBOHIDRATOAK

Karbohidratoei gluzido (glukos, grekoz ”gozo”) edo azukre ere deitzen zaie, biomolekula-talde honetan ezagunenak molekula txikiak eta gozoak baitira; adibidez, mahatsaren azukrea, glukosa, edo eztiarena, fruktosa. Biosferako molekula ugarienak dira, eta landareetan proportzio handiagoan daude animalietan baino, landareetan gertatzen den fotosintesi-prozesuaren bidez eratzen baitira karbohidratoak.

Egitura kimikoari dagokionez, karbohidrato guztiek karbonilo talde bat (C=O) eta hidroxilo (OH) talde ugari dituzte, hau da, hidroxilo anitzeko zetonak edo aldehidoak dira. Ezaugarri kimiko horiek eragina izango dute karbohidratoen propietateetan; esate baterako, uretan ongi disolbatzen dira. Talde polarrak izanik, zenbat eta hidroxilo talde gehiago izan karbohidrato-molekulan, orduan eta hobeto disolbatuko da uretan, ur-molekulekin hidrogeno-lotura gehiago eraikitzeko gai izango baita.

grafikoak1

Egunero dietan jaten ditugun elikagaiek karbohidrato ugari dute

Karbohidratoen sailkapena

Karbono-kopuruaren arabera, karbohidratoak hiru taldetan sailkatu daitezke: monosakaridoak —molekula bakarrekoak—, oligosakaridoak —bi eta hamar monomero artean dituztenak— eta polisakaridoak —hamar monosakarido baino gehiago dituztenak—. Egitura ezberdin horiek ezaugarri kimiko eta fisiko desberdinak eragingo dituzte karbohidrato-molekuletan; esaterako, tamainaren arabera, uretan desberdin disolbatuko dira, hau da, zenbat eta handiagoa izan molekula, orduan eta disolbagaitzagoa izango da uretan.

Monosakaridoak

Karbohidrato bakunak dira, guztietan txikienak. Naturan ugariena lehen aipaturiko D-glukosa da. Eskuarki, hiru karbonotik zazpi karbonora bitarteko kateak dira. Zapore gozoa dute, uretan disolbagarriak dira —hidroxilo aske ugari dituztelako—, argi polarizatua desbideratzen dute eta haien karbonilo taldeak oxidatu egin daitezke elektroiak kobreari edo burdinari emanez, hau da, ahalmen erreduzitzailea dute.

Karbohidratoen artean, monosakaridoak dira molekula ezagunenak; haien artean daude, glukosaz gainera, haren eratorria den N-azetil-glukosamina edo sarreran aipatu dugun fruktosa, besteak beste. Haien funtzio nagusia organismoen energia-iturri azkarra izatea da, bereziki glukosaren oxidazioaren bidez. Dena den, glukosaren eratorriek —adibidez, N-azetil-glukosaminak— bakterioen paretan dagoen peptidoglikanoaren egitura-funtzioa betetzen dute.

Molekulen egiturari dagokionez, bost karbonotik gorakoak direnean, uretan eraztun-moduan agertzen dira, ur-disoluzioetan eraztuna baitute egiturarik egonkorrena. Eraztuna eratzean, hau da, ziklazio-prozesuan, karbohidratoaren hidroxilo talde batek eta aldehido edo zetonak elkartzen dira lotura hemiazetalen bidez. Horrela, lehen asimetrikoa ez zen karbonoa, hala nola aldehido edo zetonaduna, lau ordezkatzaileak lotuak dituen karbono asimetriko bihurtzen da. Karbono horri karbono anomeriko deritzo.

Karbohidrato sinple hauek -osa atzizkiaz izendatzen dira. Karbonilo taldea muturreko karbonoan dutenean, hau da, aldehidoak direnean, aldosak dira; bestelako karbonoren bati lotuta dutenean, ordea, zetosak.

Monosakaridoak irudikatzeko moduak

Monosakaridoak irudikatzeko bi sistema erabiltzen dira: Fisherren proiekzioa edo proiekzio lineala eta Haworthen proiekzioa edo ziklatua. Lehenengo kasuan, karbohidrato sinpleena, hau da, hiru karbonoko glizeraldehido molekula erabili zen eredu gisa. Molekula hori linealki irudikatzeko, goiko aldean lehenengo karbonoa kokatzen da, karbonilo taldea duena (C=O) hain zuzen; erdian, karbono asimetriko bakarra; eta behean, karbono erreduzituena (CH2OH). Bigarren karbonoko hidroxilo taldea eskuineko aldean irudikatzen denean D-glizeraldehidoa izango da; ezkerrean duenean, ordea, L-glizeraldehidoa. Molekula txiki horri jarraiki karbohidrato guztietan azken-aurreko karbonoaren hidroxiloa eskuinerantz dutenak D-isomeroak izango dira, eta ezkerrerantz dutenak, ordea, L-isomeroak. Naturan dauden azukre-molekula gehienak D-isomeroak dira.

grafikoak2

L eta D-glizeraldehido molekulak Fisherren proiekzioan

grafikoak3

D-glukosa (Fisherren proiekzioa) / α-D-glukosa (Haworthen proiekzioa)

grafikoak4

D-fruktosa (Fisherren proiekzioa) / α-D-fruktosa (Haworthen proiekzioa)

Irudiko bi monosakarido horiek —D-glukosa eta D-fruktosa— azukre arrunt moduan ezaguna den sakarosa molekula osatzen dute.

Oligosakaridoak

Bi monosakarido edo gehiago elkartu ondoren eraturiko kateak dira oligosakaridoak. Monomeroak elkarri lotzen zaizkio lotura O-glikosidikoaren bidez. Lotura horretan, monosakarido bateko karbonilo taldea (aldehidoa zein zetona) beste monosakaridoen hidroxilo batekin kondensatzen da, eta ur molekula bat galtzen da. Monosakaridoek hidroxilo talde ugari dituztenez, elkartzeko aukera ugari daude; horrek ematen die garrantzi biologikoa karbohidratoen elkarketa horiei.

Disakaridoak

Bi monosakaridoz osatutako disakaridoak dira naturan oligosakarido ugarienak. Disakarido batzuek karbono anomeriko bat aske izaten dute, eta, horren ondorioz, monosakaridoek zuten ahalmen erreduzitzaileari eusten diote. Beste hainbat propietate ere gordetzen dituzte, hala nola mutarrotazioa eta disolbagarritasuna. Mota honetako disakarido ezagunenak maltosa, isomaltosa, zelobiosa eta laktosa dira. Beste kasu batzuetan, ordea, bi karbono anomerikoak elkarri lotzen zaizkio, eta disakaridoak mutarrotazio-ahalmena eta ahalmen erreduzitzailea galtzen ditu. Horren adibide dira lehen aipaturiko sakarosa, trehalosa eta errafinosa molekulak.

Polisakaridoak

Karbohidrato handienak eta konplexuenak dira, hogei unitate baino gehiagoko azukre-polimeroak. Bi multzotan sailkatu daitezke: homopolisakaridoak, monosakarido bera errepikatzen den kateak, adibidez, D-glukosaz osaturiko almidoia edo glukogenoa; eta heteropolisakaridoak, azukre-kateetan monomero bat baino gehiago errepikatzen direnean; adibidez, N-azetil glukosaminaz gain, D-glukosaren bestelako eratorriak dituzten peptidoglikanoa, agarosa edo azido hialuronikoa molekulak.

Taula honek polisakaridoen funtzioak, katean errepikatzen diren unitateak eta agertzen diren organismoak laburbiltzen ditu:

Homopolisakarido eta heteropolisakarido nagusiak

grafikoak5

Glukokonjugatuak

Karbohidratoak lipidoekin edo proteinekin kobalenteki lotuz eratzen diren molekulei glukokonjugatuak deritze. Molekula horiek garrantzi handia dute zelulek elkar ezagut dezaten. Glukokonjugatuak bi motatakoak izan daitezke: proteoglikanoak eta glikoproteinak. Lehenengo kasuan, molekularen pisu handiena karbohidrato atalak du; bigarrenean, ordea, proteinak. Azken kasu horretan, proteinak hainbat funtziotakoak izan daitezke, hala nola entzimak, immunoglobulinak, hormonak edo karbohidratoak lotzen dituzten proteinak (lektinak). Glikoproteinek duten karbohidratoen ehunekoa ere oso desberdina izan daiteke; esaterako, A immunoglobulinak (IgA-k) % 7 du, eta glikoforinak, % 60. Proteoglikanoez eta glikoproteinez gain, kontuan hartzekoak dira glikolipidoak ere. Nagusiki lipidoak diren molekula hauek oligosakaridoak dituzte buru polarrei lotuak. Aurreko molekulak bezala, glikolipido hauek mintzen kanpoaldean kokatzen dira batez ere, eta parte hartzen dute zelulen arteko zein zelulen eta haien estekatzaileen arteko ezagutze-prozesuan. Odol-mota desberdineko talde antigenikoak odol-zeluletako glikolipidoen azukre-molekuletan desberdintzen dira (A motak, zero motak dituen azukreez gain, N-azetilgalaktosamina bat gehiago du; eta B motak, A motako N-azetilgalaktosamina izan beharrean, galaktosa bat du).

Glukokonjugatu hauen oligosakaridoei lotzen zaizkien proteinek, lektinek, garrantzi handia dute fenomeno biologiko askotan, hala nola zelula-zelula elkarrekintzetan —esaterako, odol-hodietako zelulen azaleran gertatzen den leukozito-mugimenduan, patogenoek eragindako zelula-infekzioetan (adibidez, bakterioek zein birusek eragindakoetan edo zenbait toxinaren elkartze-prozesuetan) eta koleraren toxina lotzeko prozesuan—.

Funtzio biologikoak

Energia-iturri azkarra edo energia-metaketa

Organismo gehienek karbohidratoak erretzetik —bereziki, glukosa erretzetik— lortzen dute energia. Fotosintesia egin ezin duten izaki bizidunetan, gainera, horixe da energia lortzeko metabolismoak duen bide nagusia; hala gertatzen da, adibidez, gizakien kasuan. Gure kasuan, zenbait zelulak —bihotzarenak edo burmuinekoak kasu— erregai nagusi dute glukosa. Energia-iturri hori beti eskuragarri edukitzeko, landareek almidoi polisakaridoa metatzen dute, eta animaliek, glukogenoa.

Egitura-funtzioa

Zelula prokariotoen zein eukariotoen egituratze-ataletan, hau da, bakterioen, landareen zein onddoen paretan edo artropodoen exoeskeletoan, karbohidratoak dira osagai nagusiak. Polisakarido horien ezaugarri fisikoek —zurruntasunak eta haustura-indar handiak, besteak beste— babesa ematen diote zelulen egiturari.

Zelulen arteko ezagutza-prozesua

Zelulen mintzen kanpoaldean kokatzen diren glikoproteina eta glikolipidoak zelulen nortasunean, zelulen arteko ezagutzan edo bakterioek zein birusek eragindako infekzioetan parte hartzen dute.

Azido nukleikoen osagaiak

RNA zein DNA-molekulak osatzen dituzten monomeroen (nukleotidoen) atalak dira erribosa —bost karbonoko monosakaridoa (pentosa)— eta haren eratorria den 2-desoxirribosa.

grafikoak6

RNAn agertzen den D-erribosa eta DNAren 2-desoxirribosa

Karbohidratoak eta osasuna

Egungo gizakiok karbohidratoetatik lortzen dugu behar dugun energia gehiena, (gutxi gorabehera % 70). Glukosak odolean duen kontzentrazioa, gluzemia, oso tarte txikian mantendu behar da, lehen ikusi bezala, gorputzeko ehun gehienen erregaia baita glukosa. Kontzentrazio altuetan proteinekin erreakziona dezake, eta haien egitura eraldatu; hala, funtzioa ondo betetzea eragotziko lieke. Glukosa odolean 0,8-1,0 g/l baino altuagoa denean, odolean azukrea dugula esaten da; sintoma hau duen pertsonak diabetesa du, hots, mendebaldeko gizarteetan zabaltzen ari den gaixotasuna.