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 principal material estructural en algunos esqueletos externos es un complejo carbohidrato llamada quitina.
¿Qué es la quitina?
La quitina es un compuesto orgánico que fue descubierto por Henri Braconnot, un químico, en 1811. Recibe su nombre de la palabra griega chitona, que era la palabra para "correo" (como en "armadura"). Está presente en animales exoesqueletos como insectos y crustáceos, pero también en hongos. paredes celulares. La quitina proporciona una estructura de marco para que estos animales protejan sus órganos y músculos internos.
La quitina es un carbohidrato complejo, el más frecuente polímero de aminopolisacárido en naturaleza. Solo es superado por la celulosa como el polisacárido más abundante en la Tierra. Su estructura es bastante similar a la celulosa, pero tiene diferentes unidades de monómero 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 utilizando enzimas o desacetilación. El quitosano es más soluble en agua que la quitina y se utiliza a menudo 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 degradarse en la naturaleza por bacterias.
Las ventajas de la quitina para animales con exoesqueleto
La quitina proporciona la material estructural principal en algunos esqueletos externos. Este marco es rígido y cubre los tejidos blandos que se encuentran debajo. También proporciona a los músculos un material para tirar.
El caparazón protector de la quitina les da a los animales exoesqueletos 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.
Esta mejor palanca 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 animales exoesqueletos
Con el aumento de tamaño, un exoesqueleto de quitina se volvería impráctico para un animal, haciéndolo demasiado pesado para moverse. Es por eso que los artrópodos tienden a ser pequeños en comparación con los vertebrados grandes.
Otra clara desventaja ocurre cuando los animales exoesqueletos mudan o mudan su caparazón de quitina a medida que crecen. Puede haber hasta seis mudas entre la eclosión de un insecto y cuando se convierta en adulto.
Cuando esto ocurre, se dificulta la respiración porque el revestimiento de la tráquea 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 artificiales. La nanotecnología ha utilizado quitina y quitosano para hacer 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 hacen invaluable para hacer andamios compuestos para la cicatrización 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 de cáncer, oftalmología, adyuvantes de vacunas y lucha contra tumores.
La quitina y el quitosano no son tóxicos, biocompatibles, microbianos y biodegradables. Tienen una gran integridad estructural, son muy porosos y pueden degradarse a un ritmo predecible. Los disolventes pueden extraer quitina de crustáceo conchas para su uso 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 tecnología moderna.
Los avances futuros basados en la estabilidad y flexibilidad de la quitina deberían proporcionar agricultura, biotecnología, nanomedicina y otros campos con un poderoso componente de ayuda a la humanidad.
