¿Qué carbohidratos componen el exoesqueleto de un insecto?

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Actualizado el 22 de noviembre de 2019

Por J. Dianne Dotson

Los artrópodos (insectos y crustáceos) son conocidos por su cubierta exterior dura, o exoesqueleto. El exoesqueleto permite el movimiento de las articulaciones mientras cubre los tejidos blandos dentro del cuerpo de un artrópodo.

El material estructural principal en algunos esqueletos externos es un carbohidrato complejo llamado quitina.

¿Qué es la quitina?

La quitina es un compuesto orgánico que fue descubierto por el químico Henri Braconnot en 1811. Recibe su nombre de la palabra griega chitona, que era la palabra para «correo» (como en «armadura»). Está presente en animales con exoesqueleto como insectos y crustáceos, pero también en las paredes celulares de los hongos. La quitina proporciona una estructura de marco para que estos animales protejan sus órganos internos y músculos.

La quitina es un carbohidrato complejo, el más frecuente polímero de aminopolisacárido en naturaleza. Sólo es superada por la celulosa como polisacárido más abundante en la Tierra. Su estructura es bastante similar a la celulosa, pero tiene diferentes unidades monoméricas de glucosa.

El nombre químico de la quitina es poli (β-(1-4)-N-acetil-D-glucosamina. La quitina se puede convertir en el derivado llamado quitosano mediante enzimas o desacetilación. El quitosano es más soluble en agua que la quitina y, a menudo, se usa en vendajes, recubrimientos de semillas y en la elaboración de vino.

La quitina es un material transparente y flexible, y en algunos organismos, como los crustáceos, se puede combinar con carbonato de calcio para hacerlo aún más fuerte. La quitina puede ser degradada en la naturaleza por bacterias.

Las ventajas de la quitina para los animales con exoesqueleto

La quitina proporciona la material estructural principal en algunos esqueletos externos. Este marco es rígido y cubre los tejidos blandos debajo. También proporciona a los músculos un material para tirar.

El caparazón protector de quitina les da a los animales exoesqueléticos una ventaja porque funciona como una especie de armadura. Los exoesqueletos están hechos de articulaciones que permiten un mejor apalancamiento para que los animales muevan sus extremidades.

Este mejor apalancamiento hace que los animales sean más fuertes en relación con su tamaño que los animales sin una arquitectura de marco exterior de quitina. La quitina también se puede encontrar en las mandíbulas de algunos organismos, como los caracoles.

Las desventajas de la quitina para los animales con exoesqueleto

Con el aumento de tamaño, un exoesqueleto de quitina se volvería poco práctico para un animal, haciéndolo demasiado pesado para moverse. Esta es la razón por la cual los artrópodos tienden a ser pequeños en comparación con los grandes vertebrados.

Otra clara desventaja ocurre cuando los animales con exoesqueleto arrojan o mudan su capa de quitina a medida que crecen. Puede haber hasta seis mudas entre la eclosión de un insecto y cuando se convierte en adulto.

Cuando esto ocurre, la respiración se ve impedida porque el revestimiento de la traqueola del animal sale junto con su exoesqueleto. Esto pone en riesgo a los insectos y la situación empeora con el aumento de las temperaturas.

Nuevos usos de la quitina

Además de ser el material estructural principal en algunos esqueletos externos, la quitina ha demostrado ser útil en numerosos materiales hechos por el hombre. La nanotecnología ha utilizado quitina y quitosano para fabricar andamios de polímero.

La quitina y los compuestos a base de quitina también se han utilizado para aplicaciones biomédicas. La estructura del marco que proporcionan la quitina y el quitosano lo hace invaluable para fabricar andamios compuestos para la curación de heridas y la coagulación de la sangre. Esto se debe a la microfibrillas cristalinas dentro de la quitina que la hacen tan estable para los exoesqueletos y las paredes celulares de los hongos.

Los compuestos a base de quitina también se utilizan para la administración de fármacos, ligandos de reconocimiento biológico para el diagnóstico del cáncer, oftalmología, adyuvantes de vacunas y tumores de lucha.

La quitina y el quitosano no son tóxicos, son biocompatibles, microbianos y biodegradables. Tienen una gran integridad estructural, son muy porosos y pueden degradarse a un ritmo predecible. Los solventes pueden extraer quitina de las conchas de crustáceos para usarla en otros materiales.

Tecnología emergente

El segundo carbohidrato más abundante en la Tierra proporciona estructura y función a los organismos en el mundo natural, así como a la tecnología moderna.

Los avances futuros basados ​​en la estabilidad y flexibilidad de la quitina deberían proporcionar a la agricultura, la biotecnología, la nanomedicina y otros campos un poderoso componente para ayudar a la humanidad.

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