Quitina para niños
La quitina es un tipo de carbohidrato muy especial que se encuentra en la naturaleza. Es como un material de construcción que usan muchos seres vivos. Por ejemplo, forma las paredes celulares de los hongos, que son como las paredes de sus células. También es el material principal del exoesqueleto de los artrópodos, como los insectos y los cangrejos, que es su esqueleto externo y duro. Además, se encuentra en algunas partes de otros animales, como las pequeñas cerdas de los anélidos (gusanos) o en ciertas estructuras de los cnidarios (como las medusas).
La quitina es un polisacárido, lo que significa que está hecha de muchas unidades más pequeñas unidas entre sí. Estas unidades se llaman N-acetilglucosamina. Imagina que son como pequeños ladrillos que se unen para formar una cadena muy larga y resistente. La forma en que se unen es similar a cómo se unen las unidades de glucosa para formar la celulosa, que es el material principal de las plantas. La quitina es el segundo polímero natural más abundante en la Tierra, ¡solo superada por la celulosa!
Gracias a su estructura, la quitina es muy fuerte. Es insoluble en agua y en la mayoría de los líquidos comunes. Sin embargo, si se le quita una parte de su estructura (un grupo llamado acetilo), se convierte en otra sustancia llamada quitosano, que sí es soluble en algunos ácidos.
La quitina se usa en muchas cosas, como para limpiar agua, ayudar a curar heridas, o como un ingrediente para espesar y estabilizar alimentos y medicamentos. Es un material muy versátil.
Es importante saber que la quitina no forma parte de las conchas de los moluscos como los caracoles. Esas conchas están hechas de otros materiales como el nácar y el carbonato de calcio.
Contenido
- ¿De dónde viene la palabra "quitina"?
- ¿Cómo es la quitina y para qué sirve?
- ¿Cuándo se descubrió la quitina?
- ¿Cómo se fabrica la quitina en la naturaleza?
- ¿Dónde se encuentra la quitina?
- ¿Cómo se obtiene la quitina para uso industrial?
- ¿Qué se investiga sobre la quitina?
- Galería de imágenes
- Véase también
¿De dónde viene la palabra "quitina"?
La palabra "quitina" viene del griego "χίτων" (khitōn), que significa "túnica" o "cubierta". Este nombre tiene mucho sentido, ya que la quitina actúa como una cubierta protectora para muchos seres vivos.
¿Cómo es la quitina y para qué sirve?
La estructura de la quitina fue descubierta por un científico llamado Albert Hofmann en 1929. Él logró descomponer la quitina usando una enzima de un caracol.
La quitina es un polisacárido que contiene nitrógeno. Sus unidades de N-acetil-D-glucosamina se unen de una manera especial que le da mucha resistencia. Piensa en ella como una versión mejorada de la celulosa, donde un pequeño cambio en su estructura hace que sea mucho más fuerte. Esto se debe a que permite que se formen más "enlaces de hidrógeno" entre las cadenas de quitina, lo que las mantiene muy unidas.
Cuando la quitina está pura, es transparente, flexible y bastante resistente. Pero en la mayoría de los artrópodos, se combina con otras sustancias para formar materiales aún más duros. Por ejemplo, en los insectos, se mezcla con una proteína llamada esclerotina para formar su exoesqueleto. Si se combina con carbonato de calcio, como en los caparazones de los crustáceos, se vuelve mucho más dura y rígida. Puedes ver la diferencia al comparar la piel flexible de una oruga (que tiene mucha quitina) con el caparazón duro y ligero de un escarabajo (que tiene quitina y esclerotina).
En las alas de las mariposas, la quitina se organiza de una forma muy especial, creando estructuras que reflejan la luz y producen los colores brillantes e iridiscentes que vemos. Estas estructuras ayudan a las mariposas a comunicarse y a encontrar alimento. Algunos escarabajos también usan la quitina en sus escamas para reflejar la luz blanca de una manera única. Incluso algunas avispas usan quitina para reforzar sus nidos de papel.
El quitosano se obtiene de la quitina mediante un proceso llamado desacetilación. A diferencia de la quitina, el quitosano sí se disuelve en agua.
¿Cómo interactúa la quitina con los seres vivos?
Quitina en humanos y otros mamíferos
Los humanos y otros mamíferos tenemos enzimas llamadas quitinasas y proteínas similares que pueden descomponer la quitina. También tenemos "receptores" en nuestro sistema de defensa que pueden reconocer la quitina y sus fragmentos, lo que activa una respuesta de protección en nuestro cuerpo.
La quitina se detecta principalmente en los pulmónes o en el sistema digestivo, donde puede activar nuestras defensas. También las células de la piel pueden reaccionar a la quitina.
Quitina en plantas
Las plantas también tienen receptores que reaccionan a la quitina. Cuando estos receptores detectan quitina, las plantas activan sus genes de defensa y producen hormonas que las ayudan a protegerse. Algunos hongos que causan enfermedades en las plantas producen proteínas que "esconden" su quitina para que la planta no la detecte y así puedan atacarla.
¿Cuándo se descubrió la quitina?
La quitina fue aislada por primera vez en 1811 por un científico llamado Braconnot, quien la encontró en algunos hongos. Él la llamó "fungina". Más tarde, en 1823, Auguste Odier la aisló del caparazón de un escarabajo y le dio el nombre de quitina, por la palabra griega "chiton" que significa "cubierta". Odier se dio cuenta de que este material era la base del exoesqueleto de todos los insectos y posiblemente de los arácnidos.
La estructura química exacta de la quitina fue descrita correctamente por Albert Hofmann en 1929.
¿Cómo se fabrica la quitina en la naturaleza?
La quitina se fabrica dentro de los organismos a partir de la glucosa, con la ayuda de unas sustancias especiales llamadas enzimas, como la quitina sintetasa. Para descomponer la quitina, se usan otras enzimas llamadas quitinasas y quitobiasas. Las quitinasas son muy comunes y las producen bacterias, hongos y los sistemas digestivos de animales que comen quitina.
¿Dónde se encuentra la quitina?
La forma más común y estudiada de quitina se llama alfa-quitina. Se encuentra en la cutícula de los artrópodos (su capa externa) y en ciertos hongos. También existe la beta-quitina, que se encuentra en el calamar y es un poco menos estable. La quitina también se encuentra en los capullos de los escarabajos.
¿Cómo se obtiene la quitina para uso industrial?
Proceso químico
La alfa-quitina se obtiene a gran escala de los exoesqueletos de cangrejos y camarones. Estos exoesqueletos tienen quitina, carbonato de calcio y proteínas. Para obtener la quitina, primero se limpian los exoesqueletos y se tratan con un ácido (como el ácido clorhídrico) para quitar el carbonato de calcio. Luego, el material restante se corta en pedazos pequeños y se trata con una sustancia alcalina (como hidróxido de sodio) para eliminar las proteínas. Al final, se obtiene la quitina como un polvo blanquecino.
Proceso biotecnológico
Existe otro método para obtener quitina que usa microorganismos y enzimas. Este proceso es más amigable con el ambiente porque usa menos agua y menos productos químicos fuertes. Además, permite obtener otros productos útiles como proteínas y calcio que no se obtienen tan fácilmente con el método químico.
¿Qué se investiga sobre la quitina?
Se investiga mucho sobre cómo la quitina interactúa con el sistema inmunitario de las plantas y los animales. También se estudia si el tamaño de las partículas de quitina afecta la respuesta de las defensas del cuerpo. La quitina y el quitosano se están explorando como posibles "ayudantes" para las vacunas, ya que pueden estimular una respuesta de protección.
La quitina y el quitosano también se están desarrollando para la ingeniería de tejidos, para entender cómo crecen los tejidos y cómo se curan las heridas. Se usan para intentar crear mejores vendajes y materiales para trasplantes. Aunque se ha investigado mucho sobre suturas hechas de quitina, todavía no hay muchas en el mercado debido a su falta de elasticidad.
En 2014, se encontró una forma de usar el quitosano para crear un tipo de plástico que se puede descomponer de forma natural. Las nanofibras de quitina (fibras muy, muy pequeñas) se extraen de los desechos de crustáceos y hongos para posibles usos en la medicina y la industria.
En 2020, se propuso usar quitina para construir estructuras y herramientas en otros planetas, como Marte. La idea es combinar la quitina con el suelo de Marte para crear un material parecido al hormigón. Los científicos creen que los desechos de la producción de alimentos (como cáscaras de mariscos o insectos) podrían usarse como materia prima para esto.
Galería de imágenes
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Quitobiosa, un disacárido de la N-acetilglucosamina (monómero de la quitina)
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Molécula de celulosa
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Molécula de quitina
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Molécula de quitosano
Véase también
En inglés: Chitin Facts for Kids
