El término azúcar ha existido desde la antigüedad. De hecho, la palabra azúcar tiene su origen en el sánscrito sharkara, que era utilizado para nombrar al polvo blanco que se obtenía de la caña. El término evolucionó pasando por el griego sakcharoze, el árabe clásico sukkar y el árabe andalusí assúkar. Esta se parece más a la actual, ¿verdad?
Aunque normalmente llamamos azúcar al edulcorante más conocido en nuestras cocinas, el término azúcar es mucho más general. Los carbohidratos son biomoléculas compuestas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) y a los más sencillos se les denomina azúcares. El azúcar de mesa realmente es sacarosa, un carbohidrato compuesto por la unión de una molécula de glucosa y otra de fructosa (estos sí, carbohidratos sencillos). Os invito a que hagáis esta prueba en casa: coged un trozo de pan y dejadlo un rato en vuestra boca, sin tragar ni masticar. En pocos minutos empezaréis a notar un sabor dulce. ¿Qué ha pasado? El pan contiene almidón, polímero de la glucosa y, por tanto, fuente de hidratos de carbono. Con la acción de las enzimas de la saliva las unidades de glucosa que lo componen habrán empezado a separarse pudiendo así notar su sabor dulce característico. ¿No os habéis fijado cómo les gusta a los niños pequeños chuperretear el pan?
Los carbohidratos son biomoléculas compuestas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) y a los más sencillos se les denomina azúcares
Pero volvamos a la sacarosa. ¿Qué os parece si la acompañamos en su viaje por nuestro organismo? Imaginaos que somos capaces de convertirnos en seres microscópicos y podemos acompañar a las moléculas que forman este disacárido en su viaje diario, su Route 66 la cual me he tomado la licencia de bautizarla como Ruta GF, el viaje del azúcar. Adentrémonos pues en la ruta metabólica de la sacarosa:
«Estimados viajeros, abróchense los cinturones, va a comenzar el recorrido turístico por la Ruta GF. Si tienen alguna pregunta no duden en consultarnos y que tengan un dulce periplo».
La música deja de sonar en los altavoces para dar paso al guía que nos indica el comienzo de nuestra aventura. ¡Por fin! ¡El deseado viaje va a hacerse realidad! Los motores se encienden y nos llevan hasta el interior de un cristal de sacarosa. ¡Fascinante! Desde el interior podemos verlo todo. ¡Nos han reducido a la escala de Ångström! Ahora somos tan pequeños como la diezmilmillonésima parte de un metro. Incluso podemos ver cómo se unen los átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno entre sí mientras un guía va explicándonos el proceso.
Acto seguido, más ruido. La nave comienza a moverse violentamente y una mano gigante (de alguien como nosotros, afortunado por poder darse un dulce festín) nos coge y nos lleva hasta una cavidad húmeda y oscura. De una manera instantánea el cristal empieza a deshacerse, los disacáridos se separan unos de otros, la sacarosa se estaba disolviendo con ayuda de la saliva. El guía nos explica que para el caso del almidón es una enzima llamada α-amilasa —presente en la saliva— la que rompe los enlaces entre las moléculas de glucosa que lo forman. Sin embargo, la saliva de los seres humanos carece de las enzimas necesarias para romper los enlaces β-glucosídicos que unen los monómeros de glucosa de la celulosa, presente en el papel, por ejemplo, y una de las moléculas estructurales más importantes en las plantas.
Continuamos nuestro viaje por la Ruta GF hasta el estómago donde entramos en contacto con el ácido jugo gástrico. Durante los siguientes minutos son protagonistas las curvas y los vaivenes a través de unos cuantos metros de intestinos (en total el ser humano tiene de media entre 5 y 7 metros de intestino delgado y 1 y 1,5 metros de intestino grueso) donde podemos ver a otras enzimas, en concreto la sacarasa, rompiendo el enlace que une la glucosa y la fructosa que forman la sacarosa. ¡Glucosa y fructosa! ¡De ahí el nombre de la ruta!
«Estimados viajeros. Si os asomáis a la izquierda podréis ver cómo la glucosa se almacena principalmente en el hígado en forma de glucógeno, aunque también se encuentra en menor cantidad en músculos y otros órganos».
¡Es impresionante! Las unidades de glucosa se habían vuelto a unir formando esa estructura compuesta por carbohidratos.
«Además, este dulce carbohidrato se utiliza como fuente de energía para que nuestro cuerpo sea capaz de funcionar. Para ello necesitamos dos procesos más: la glucólisis y el ciclo de Krebs —sigue explicando el guía—. En el citosol de las células se da lugar la glucólisis, donde mediante reacciones químicas se fragmenta y oxida cada molécula de glucosa obteniendo como producto dos moléculas de piruvato por cada molécula de glucosa. Ese piruvato es el encargado de generar, mediante más reacciones biológicas, la energía necesaria para nuestro organismo».
En ese momento recuerdo el ciclo de Krebs y la respiración celular que se lleva a cabo en la mitocondria, ¡necesitamos carbohidratos para que nuestro cuerpo funcione! ¡Usamos el azúcar como combustible! Y la glucosa que no gastamos la almacenamos como glucógeno para poder tener reservas de dicho combustible.
La glucosa se almacena principalmente en el hígado en forma de glucógeno
Por un momento la nave se para, se apagan todas las luces y en las ventanas podemos ver algo que intuíamos que no iba a gustarnos. Estábamos recorriendo los vasos sanguíneos pero algo raro había en ellos: las moléculas de glucosa son muy numerosas, se acumulan entorpeciéndonos el camino. Desde el exterior nos llegaban señales de alarma desde órganos tan importantes como los riñones.
¡Necesitamos carbohidratos para que nuestro cuerpo funcione! ¡Usamos el azúcar como combustible!
De repente, nos advierten que solo era un simulacro donde nos hacen creer que estábamos ante un caso de diabetes. Las luces se encienden de nuevo y todo vuelve a la normalidad. Por las ventanas podemos ver el páncreas, en cuyas células se sintetiza una hormona esencial para el buen funcionamiento del metabolismo de la glucosa: la insulina. La liberación de insulina al torrente sanguíneo se estimula cuando ingerimos carbohidratos, y una de sus funciones es la de promover la glucólisis, es decir, la «ruptura» de la glucosa. En general, la insulina tiene como objetivo disminuir los niveles de glucosa en sangre. Una persona diabética tiene unos niveles de insulina muy bajos y por eso presentan concentraciones elevadas de glucosa en sangre. De ahí que el tratamiento más conocido para las personas diabéticas sean las inyecciones de esta hormona. El origen de la diabetes es múltiple y variado, entre ellos un consumo excesivo de alimentos y un estilo de vida sedentario, con el consiguiente sobrepeso y obesidad. Por ello es importante la ingesta controlada de azúcares y hábitos de vida saludables.
El páncreas, en cuyas células se sintetiza una hormona esencial para el buen funcionamiento del metabolismo de la glucosa: la insulina
En el trayecto de vuelta podemos ver muchísimos más carbohidratos con otras funciones diferentes a la energética. Lo que más me llamó la atención fueron unas largas cadenas de moléculas que ondeaban de un lado a otro como juncos de un río en un día de fuerte viento. Ese paisaje estaba formado por glicoproteínas y glicolípidos que se encontraban en la pared de algunas células. Las glicoproteínas, por ejemplo, están formadas por la unión de carbohidratos (de ahí su prefijo glico) a cadenas de aminoácidos (por eso también llevan en su nombre la palabra proteína). Entre sus funciones está hacer posible que se comuniquen unas células con otras y se reconozcan entre sí, y de ahí la capacidad de generar una respuesta inmune por parte de nuestras defensas. Algunos de los carbohidratos presentes en las glicoproteínas son reconocidos por antígenos, las moléculas responsables de que el sistema inmune genere anticuerpos para luchar contra agentes invasores como virus, hongos, bacterias, células tumorales y —en ocasiones— nuestro propio organismo.
Necesitamos carbohidratos, necesitamos azúcares, son una parte importante en nuestra dieta. Dependerá de las necesidades y del metabolismo de cada persona la cantidad recomendada de sacarosa que debamos ingerir. Sin embargo, el problema actual es que se consume mucho más azúcar del recomendable, lo que se traduce en problemas dentales o de sobrepeso y obesidad.
Hay muchas fuentes de glucosa, no solo el assúkar cristalino con el que hemos empezado el viaje, también podemos ingerir, por ejemplo, lactosa y almidón
Hay muchas fuentes de glucosa, no solo el assúkar cristalino con el que hemos empezado el viaje, también podemos ingerir, por ejemplo, lactosa y almidón. Pero no hay que olvidarse de que los carbohidratos son la principal fuente de energía de nuestros órganos. Solo el cerebro consume aproximadamente dos tercios de la glucosa del torrente sanguíneo aportada ¡cada día! Lo que equivale a unos 130 gramos (de 200) para un adulto de peso normal.
«Estimados viajeros, el viaje del azúcar ha terminado. Espero que hayan disfrutado, vuelvan siempre que lo deseen y no olviden lo aprendido».
Esta entrada participa en LVI Carnaval de Química alojado en el blog «Ese punto azul pálido» de @DaniEPAP
Referencias
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