La glucosa es el compuesto que sirve de fuente de energía para los seres vivos. Normalmente la conocemos como azúcar o monosacárido. El término "sacárido" se deriva del griego sakcharon que significa "azúcar".
La glucosa es una molécula orgánica compuesta por carbono, hidrógeno y oxígeno cuya fórmula es C6H12O6. Como tal, forma parte de un grupo mucho mayor de azúcares o carbohidratos.
Estructura química de la glucosa
La glucosa es un monómero o monosacárido con seis carbonos unidos en línea. El primer carbono es un grupo carbonilo H-C=O; los demás carbonos tienen grupos hidroxilos OH.
La glucosa disuelta en agua forma un anillo o estructura cíclica, entre el primer carbono y el oxígeno del quinto carbono.
Características de la glucosa
- Es una hexosa, es decir, tiene seis átomos de carbono.
- Es una aldosa: posee un grupo aldehido o carbonilo CHO en el primer carbono.
- Tiene grupos hidroxilo OH, que también se encuentra en los alcoholes.
- Forma cristales sólidos.
- Es soluble en agua.
- Tiene sabor dulce.
¿Dónde encontramos la glucosa?
La glucosa es el carbohidrato más abundante en la tierra. El azúcar que usamos para endulzar la comida o preparar postres se llama sacarosa, compuesta por una molécula de glucosa y otra de fructosa. Normalmente se obtiene de la caña de azúcar y de la remolacha.
La lactosa, que es el azúcar que se encuentra en la leche, está formado por una glucosa y una galactosa, que es otro monosacárido. La maltosa es un disacárido (dos moléculas de glucosa unidas) que se encuentra en las semillas germinadas.
Muchas unidades de glucosa juntas forman polímeros llamados polisacáridos. Los dos polisacáridos más conocidos son el almidón y el glucógeno. Esta es la forma de almacenar glucosa, almidón en los vegetales, glucógeno en los animales.
Las paredes vegetales están formadas por celulosa, que es otro polisacárido formado por cadenas de glucosa.
Función de la glucosa
La glucosa es una molécula importante en el metabolismo de los seres vivos.
- Obtención de energía: el procesamiento de la glucosa dentro de las células se traduce en moléculas de ATP, que es la molécula energética por excelencia.
- Reserva: las plantas, que usan como fuente de energía la luz solar, sintetizan azúcares, principalmente glucosa y almidones, y la almacenan en frutos, tubérculos y raíces. En los animales, la glucosa es almacenada en forma de glucógeno en los músculos e hígado.
- Estructura: la glucosa también es componente de la celulosa, que es el armazón principal de las paredes celulares de los vegetales y algas.
Digestión y absorción de glucosa
En el aparato digestivo se produce la digestión de los carbohidratos donde se encuentra la glucosa. Diversas enzimas están encargadas de este trabajo. En la saliva está la amilasa, la enzima que degrada los polisacáridos y libera la glucosa. La lactasa rompe la lactosa, liberando galactosa y glucosa en el intestino.
Los almidones que se encuentran en gran cantidad en las patatas, el maíz, el trigo, arroz y leguminosas son degradados por la amilasa de la saliva y del jugo pancreático. En el intestino existe una enzima que rompe la unión de la fructosa y la glucosa en la sacarosa.
Una vez en el intestino delgado la glucosa es absorbida. Esta entra en la célula intestinal por transportes especiales, que son pasadizos en la membrana plasmática. Una vez dentro, la glucosa sale por el extremo opuesto y cae en los vasos sanguíneos del intestino.
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¿Cómo llega la glucosa a las células?
La insulina favorece el paso de glucosa de la sangre a las células.
La glucosa llega a las células del organismo a través de la sangre. La primera estación es el hígado, donde la glucosa llega para ser almacenada en forma de glucógeno. Cuando pasamos un período largo sin ingerir alimentos, el hígado es el encargado de suplir glucosa constantemente, a través de la degradación del glucógeno.
La glucosa entra en las células a través de pasadizos o transportadores en las membranas plasmáticas. Algunos de esas compuertas son abiertas por acción de la insulina, una hormona producida en el páncreas.
La glucosa en las células musculares también es almacenada como glucógeno, que es una forma rápida y segura de obtener energía cuando estamos haciendo ejercicio.
Metabolismo celular de la glucosa
Una vez dentro de las células, la glucosa en los seres vivos forma parte de varias reacciones bioquímicas.
Síntesis de glucosa en plantas
La glucosa se sintetiza en las plantas a partir del dióxido de carbono y agua. Esto lo hacen a través del proceso químico conocido como fotosíntesis. En dicho proceso, la luz es un ingrediente importante. La ecuación que representa la formación de glucosa por la fotosíntesis es la siguiente:
Vea también Fotosíntesis.
Catabolismo de la glucosa
La glucosa en las células es la fuente principal de obtención de energía, que en los seres vivos se presenta en forma de ATP o adenosin-trifosfato. Existen dos vias principales de transformación de la glucosa:
- Glicólisis: desde que la glucosa entra en la célula, sufre una serie de reacciones químicas en el citoplasma hasta transformarla en ácido pirúvico. En las células musculares bajo esfuerzo físico y niveles de oxígeno reducido, el ácido pirúvico se transforma en ácido láctico.
- Ciclo del ácido cítrico o de Krebs: el ácido pirúvico producido en la glicólisis entra en la mitocondria y en un ciclo de reacciones conocido como ciclo de Krebs, por Hans Adolf Krebs (1900-1981) quien los descubrió.
La glicólisis en algunas bacterias y levaduras prosigue a fermentación láctica, donde el ácido pirúvico se transforma en ácido láctico. Este es el proceso por el que se hace el yogurt, la kombucha y el pozol.
Por otro lado, por fermentación alcohólica, la glucosa se transforma en etanol y dióxido de carbono, proceso que se utiliza para producir pan, cerveza, vino y pulque.
Glucosa y salud
La glicemia se refiere a la presencia de glucosa en la sangre. Mucha gente la conoce como el azúcar de la sangre, a pesar de que la glucosa no es el único tipo de azúcar que conocemos. También se conoce como glucosa sérica o plasmática, ya que la glucosa está disuelta en la parte líquida de la sangre.
En los humanos, los niveles de glucosa en sangre son regulados por dos hormonas: la insulina y el glucagón. Ambas hormonas son producidas en el páncreas.
Gracias a los almacenes en hígado y músculos, no necesitamos estar comiendo constantemente para que nuestras células tengan glucosa a su disposición. Los niveles de glucosa en sangre se mantienen en un rango de valores estable. En la tabla se muestran esos valores cuando estamos en ayunas:
|
Intervalo de Referencia Unidades convencionales mg/dL |
Intervalo de Referencia Unidades sistema internacional mmol/L |
|---|---|
| 54-99 | 3,0-5,5 |
Luego de una comida, los niveles de azúcar aumentan ligeramente, regresando a los valores previos a las dos horas de comer. Cuando hay un aumento de glucosa en la sangre hablamos de hiperglucemia. Cuando los niveles están disminuidos, se denomina hipoglucemia.
¿Cómo se mide la glucosa en sangre?
En los laboratorios de análisis clínicos, un profesional capacitado toma una muestra de sangre y la procesa para poder medir los niveles de glucosa. Las condiciones usuales en que esto se hace es ir al laboratorio en ayunas a primeras horas de la mañana, esto es, sin haber comido desde la cena del día anterior.
Existen desde hace varios años unos aparatos llamados glucómetros, los cuales están diseñados para medir la cantidad de glucosa en una gota de sangre. Estos aparatos pueden comprarse en farmacias u otros establecimientos, y cualquiera puede usarlos.
Diabetes
La diabetes es una enfermedad que resulta del aumento de la cantidad de glucosa en la sangre. Esto puede ocurrir por dos causas principalmente:
- No hay producción de insulina: cuando hay un problema a nivel pancreático y no se produce la insulina, los niveles de glucosa son anormalmente altos en la sangre, porque no pueden entrar en las células.
- Las células no responden a la insulina: cuando la insulina llega a la célula pero esta no deja pasar la glucosa al interior, también se produce un aumento de la glucosa en la sangre.
En el primer caso nos encontramos con la diabetes tipo 1 o dependiente de insulina, y en el segundo estamos hablando de diabetes tipo 2 o independiente de la insulina. Ambas diabetes tienen características diferentes.
Para diagnosticar si alguien tiene diabetes, el médico debe estudiar los síntomas y signos que presenta la persona, y pedir los niveles de glucemia. Si la glucosa en ayunas es mayor a 126 mg/dL (7,0 mmol/L) o es mayor de 200 mg/dL (11,1 mmol/L) es indicativo de diabetes.
Hipoglicemia
Existe hipoglicemia cuando los valores de glucosa son menores de 54 mg/dL o 3 mmol/L. Por debajo de 45 mg/dL (2,5 mmol/L) la persona empieza a experimentar fatiga, mareos, dolor de cabeza y visión borrosa, pérdida de conciencia y hasta la muerte.
Contrariamente a lo que se espera, las personas con diabetes tienen más probabilidad de sufrir hipoglicemia, ya sea por un mal control de la enfermedad o por saltarse las comidas.
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