VISIÓN EPISTEMOLÓGICA DEL CONCEPTO DE CARBOHIDRATOS

El desarrollo conceptual del término carbohidrato estuvo ligado al desarrollo de la química orgánica y de la fisiología. En el siglo XII los carbohidratos se conocían con el nombre de azúcares, Es así como en el periodo alquimista árabe se usaba el azúcar de la uva y Alejandro Magno introdujo a Europa azúcares obtenidos de la caña de azúcar. También se ha establecido que la miel y las frutas hacían parte de la dieta desde los homínidos, entonces se puede afirmar que los azúcares se conocen desde la antigüedad. 

 Andreas Marggraf en el año de 1747 logró cristalizar el azúcar obtenido de la remolacha por medio de extracción en solución etanólica caliente en presencia de cal, técnica que actualmente se utiliza para el tratamiento de extracción de la sacarosa. Marggraf realmente logró aislar la glucosa cuyo nombre fue asignado por el francés Jean Baptiste Andre Dumas en 1838 del griego “Glycos” que significa dulce (Alencastro & Bracht, 2011 en Rodríguez- Rueda, 2014).

A mediados del siglo XIX, se conocían los azúcares pero no se había establecido ningún estudio estructural. Dalton, estableció una estructura preliminar alrededor del año 1808, con la brillante idea de reconstruir el azúcar (estructura) a partir de las estructuras del alcohol y del dióxido de carbono productos de su fermentación (Farber, 1969 en Rodríguez- Rueda, 2014).

Figura 1. Primera estructura del azúcar establecida por Dalton a partir de las estructuras del alcohol y del dióxido de carbono. (Farber, 1969  en Rodríguez- Rueda, 2014).

En 1830, Berzelius establece el concepto de “Isómero” que tendrá años después gran importancia en el estudio estructural de los carbohidratos, entonces nace el término “isomería” (del griego, “compuestos por partes iguales”). Posteriormente en el año de 1848 Louis Pasteur estudió las sales isómeras del ácido tartárico y encontró que los cristales podían hacer girar el plano de la luz polarizada en sentidos opuestos, es decir había establecido las formas levógira y dextrógira y descubrió que los cristales de las sales ópticamente isómeras eran entre sí como un objeto y su imagen en un espejo plano (Leicester, 1967 en Rodríguez- Rueda, 2014).

En 1839, Carl Schmidt propuso que para las sustancias como celulosa, almidón y azúcar que eran similares gracias a los análisis que se habían realizado en ese entonces, la relación del carbono con relación al hidrógeno era igual que para el agua, es decir dos hidrógenos por cada carbono, entonces propuso el nombre de Kohlehydrateo carbohidratos ya que serían como el carbono hidratado (Farber, 1969 en Rodríguez- Rueda, 2014).

Friedrich August Kekulé von Stradonitz, demostró que el carbono era “tetratómico” poseía cuatro “unidades de afinidad” es decir estableció su valencia. Para él los carbonos podían unirse entre sí formando cadenas que en su momento llamo “esqueletos” y por esa misma época se aceptó la idea de la formación de enlaces entre átomos de naturaleza eléctrica similar (electronegatividad) o entre átomos iguales (carbono-oxígeno, carbono-cloro, carbono-bromo).Tres años más tarde Kekulé definió la química orgánica como la química de los compuestos del carbono y así se dio comienzo a una de las épocas más importantes en el desarrollo de la orgánica(Leicester, 1967 en Rodríguez- Rueda, 2014).

La estereoquímica permitió a Emil Fischer, discípulo de Kekulé, establecer la explicación estructural de los azúcares isómeros que representó la base de la química de los carbohidratos. Fischer “aplicó los postulados de Jacob Von’tHoff al estudio de la estructura de los azúcares de diverso número de átomos de carbono”. Como resultado presentó para la formula C6H12O6 con cuatro átomos de carbono quirales y dieciséis isómeros ópticos representados con la proyección de Fischer en un solo plano. En la Figura 3-2se observa la glucosa dextrógira  (por convención con el –OH del quinto carbono a la derecha (Farber, 1969 en Rodríguez- Rueda, 2014).

Figura 2. (Representación de la estructura de D-Glucosa, propuesta por Emil Fischer en 1891 en Rodríguez- Rueda, 2014).

 Es en el año de 1816 el fisiólogo Francois Magendie busca establecer la dieta ideal, siguiendo estos trabajos en el año de 1827 William Prout (citado por Leicester, 1967) “comprendió que en la dieta debían incluirse tres grupos de sustancias alimenticias: sacáridos, aceites y albuminoides”. Como en esta época no se habían realizado los trabajos de Emil Fischer no se logró un adelanto significativo en el entendimiento del metabolismo de los carbohidratos aunque ya hacían parte de la nutrición del hombre y se consideraban compuestos necesarios para la función respiratoria, dada su capacidad para oxidarse.

A finales del siglo (1883) Max Rubner determinó el valor proteico de los tres tipos de alimentos: carbohidratos, grasas y proteínas, quedando establecidas las exigencias energéticas del organismo humano. Aportaron los estudios de fermentación desarrollados por Pasteur (1860) y Eduard Buchnner (1897), el trabajo sobre las enzimas de Arthur Harden, el del sistema endocrino de William Young (1905) y el aislamiento de la insulina por Charles Herbert Best (1920) (Rodríguez- Rueda, 2014).