Carbohidratos

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos, hidratos de carbono o glúcidos derivan su nombre del alemán ¨kohlenhydrate¨ o del francés ¨hydrate de carbone¨, representan un grupo de compuestos de suma importancia en la dieta del ser humano por ser la principal fuente de energía para el organismo. Constituyen las ¾ partes de todas las plantas terrestres y marinas, estando presente en todos los granos, verduras y hortalizas, frutas, mientras que los productos de origen animal contienen una proporción menor de ellos. De forma general son los nutrientes más baratos, se obtienen con facilidad y se digieren mejor en comparación con los demás nutrientes.

Son moléculas compuestas por carbono (C), hidrógeno (H2) y Oxígeno (O2), estos dos últimos elementos se encuentran en igual proporción que en el agua, de ahí su nombre clásico de carbohidratos, aunque su composición y propiedades no corresponde con esta definición. Se definen basándose en su estructura como polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas.

Dentro de las funciones que cumplen en el organismo se pueden citar:

• Fuente de Energía: Constituye el combustible fundamental de todas las células ya que se oxidan rápidamente para proveer 4 kcal por cada gramo consumido, por lo que tienen la capacidad de ahorrar proteínas.

• Reserva de energía: Son capaces de almacenarse eventualmente en el organismo humano en forma de glucógeno o de almidón en las plantas para ser utilizados posteriormente cuando se requiera.

• Constituyentes de Estructuras Corporales: Junto con las grasas y proteínas son capaces de construir moléculas complejas que forman parte de nuestros órganos, como por ejemplo forma para de los antígenos de membrana, de los nucleótidos y ácidos nucleicos, de los glucosaminoglucanos integrantes de la matriz gelificada del espacio intersticial y del cartílago del tejido conectivo.

• Confección de Alimentos: Ellos contribuyen al endulzamiento de los alimentos y hacerlos más palatables (con mejor sabor).

• Forman parte de la Fibra Dietética.

CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS

De acuerdo al grado de polimerización se pueden clasificar en tres grupos fundamentales: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Los monosacáridos representan la forma más simple de los carbohidratos y no son hidrolizables, mientras que los oligosacárido contienen entre 2-9 unidades de monosacáridos y los polisacáridos están compuestos por 10 o más unidades de monosacáridos unidos en todo los casos mediante un enlace glicosídico.

Sin embargo, es necesario conocer que el término “azúcares” se emplea para designar a los mono y disacáridos por presentar estos un sabor dulce característico.

MONOSACÁRIDOS

Los monosacáridos representan la forma más simple de los carbohidratos y no son hidrolizables, existiendo libre en la naturaleza sólo en pequeñas cantidades y se obtienen fundamentalmente por hidrólisis de oligo y polisacáridos.

Son sólidos cristalinos, solubles en agua, de sabor dulce y de bajo peso molecular.

Para su clasificación se siguen dos criterios:

1.- Longitud de la cadena: Dependiendo del número de carbono que presenten en su estructura básica, podrán ser: triosas (3 carbonos), tetrosas (4 carbonos), pentosas (5 carbonos), hexosas (6 carbonos) y heptosas (7 carbonos).

2.- Función carbonilo: Los monosacáridos también se clasifican dependiendo de la posición del grupo carbonilo que los caracteriza. Si dicho grupo esta localizado en un carbono terminal se trata de las aldosas y si éste grupo está localizado sobre un carbono secundario se está en presencia de las cetosas.

Usualmente estas clasificaciones se funden en una sola que define simultáneamente el tipo de función carbonilica y el número de carbonos, por lo que podrán ser, por ejemplo, aldohexosas cuando tienen 6 átomos de carbono en su estructura y una función aldehídica o cetohexosas cuando presentan 6 carbono en su estructura, pero una función cetónica.

Dentro de los monosacáridos más importantes se encuentran:

Triosas: Son los monosacáridos más simples que existen, siendo el gliceraldehido y la dihidroxicetona. Existen en los organismos vivos como intermediarios del metabolismo ya que pueden obtenerse por oxidación del glicerol, sirviendo como intermediarios del metabolismo glucídico y lipídico.

Tetrosas: Son poco abundantes, participando fundamentalmente en el metabolismo vegetal. Dentro de ellas se encuentran la eritrosa y la treosa.

Pentosas: Las más importantes son la ribosa, xilosa y arabinosa.

La ribosa se forma a través de los procesos metabólicos; el cuerpo la sintetiza mediante la glucosa. Representa el elemento constituyente de los ácidos nucleico y coenzimás, ácido ribonucleico (RNA): ATP, NAD, NADP (DPN, TPN), flavoproteínas. Forma parte de la vitamina riboflavina (B2).

La xilosa, producida comercialmente de celulosa y hemicelulosa (provenientes de muchos tipos de madera, particularmente del abedul). El xilitol (el azúcar alcohol derivado de xilosa) se utiliza para endulzar y proveer textura a dulces y gomas de mascar sin que contribuya a las caries dentales. En adición, reduce el tiempo del vaciado gástrico y el consumo calórico.

La arabinosa abunda en la estructura de gomas, hemicelulosas, pectinas y polisacáridos bacterianos.

Hexosas: Son los monosacáridos más abundantes, dentro de los que se encuentra la glucosa, fructosa, galactosa, manosa.

La glucosa (dextrosa) es el azúcar de mayor abundancia en la naturaleza. Se encuentra principalmente en frutas (frescas y en jugos) y vegetales, cuya concentración depende del grado de maduración, y en la miel de abeja. Es un azúcar moderadamente dulce y comúnmente se obtiene mediante la hidrólisis de los carbohidratos más complejos, tales como los almidones, sacarosa, maltosa y lactosa. También se deriva de la hidrólisis de algunos aminoácidos. Representa la fuente de energía principal para el sistema nervioso central (cerebro y fibras nerviosas), los músculos, corazón, pulmones, hematíes (glóbulos rojos), entre otros. Representa la única forma en la cual los carbohidratos pueden ser transportados en la sangre hacia los tejidos y células. Además, se utiliza en la práctica clínica como fuente de combustible para la administración de suero intravenoso. Es un tipo de carbohidrato a la que se convierten finalmente todos los demás carbohidratos más complejos (a través de la digestión).

La fructosa (levulosa o azúcar de fruta) es la más difundida de las cetosas y abunda en las frutas y jugos y verduras. También se encuentra en la miel de abeja. Representa una tercera parte de toda la azúcar que contiene la miel. Finalmente, la fructosa puede ser el producto de la hidrólisis de la sacarosa que proviene del azúcar de caña. Se convierte en glucosa en el hígado e intestinos, de manera que sirva de combustible metabólico para las células. En cantidades controladas sirve como un edulcorante nutritivo aceptable para el uso de dietas que modifican los carbohidratos y kilocalorías consumidas. Es menos probable que sea cariogénica (que tienda a producir caries dentales) en comparación con otros edulcorantes. Representa el azúcar más dulce de los azúcares simples, pero presenta el problema de que puede aumentar la necesidad de cobre.

La galactosa proviene de la hidrólisis de lactosa. Puede producirse mediante la glucosa. Durante la lactancia, la glucosa puede ser reconvertida en galactosa (cuando así lo necesiten las glándulas mamarias) para ser utilizada en la producción de leche. La galactosa es convertida a glucosa en el hígado para que sirva de combustible para las células corporales. Es sintetizada en las glándulas mamarias para la producción de lactosa. Además, es constituyente de glucolípidos y glucoproteínas.

La manosa representa el producto que resulta de la hidrólisis de plantas y gomas (resinas) y es parte integral de los polisacáridos de albúminas, globulinas, mucoproteínas y glucoproteínas.

OLIGOSACÁRIDOS

Estos son carbohidratos formados por dos o más unidades de monosacáridos (2-9) unidos mediante enlaces glicosídicos.

El número y naturaleza de los posibles oligosacáridos son elevados, pero sólo unos pocos se encuentran en grandes cantidades en los alimentos y muchos de ellos son el resultado de la hidrólisis de los polisacáridos.

Están compuestos normalmente por glucosa, galactosa y fructosa, siendo los más comunes la sacarosa (o sucrosa), maltosa, lactosa y trehalosa como disacáridos, rafinosa como trisacárido y estaquiosa como tetrasacárido.

Maltosa: La maltosa no existe libre en la naturaleza y se obtiene al degradarse (vía hidrólisis enzimática o ácida) el almidón durante el proceso digestivo. Se encuentra en productos comerciales de malta y en menores cantidades en cerveza y otras bebidas de malta, en los granos cereales geminados y en las harinas de los cereales.

Se compone de dos unidades de glucosa que se unen entre sí mediante enlace  1-4, por lo que se trata de un disacárido que posee poder reductor y mutarrotación.

Es un sólido cristalino que funde a 102-103 C y presenta una rotación óptica de +130 . Es menos dulce que la sacarina y sumamente hidrosoluble.

Es hidrolizada a D-glucosa por ácidos o mediante la enzima maltasa (diastasa). Sirve de combustible y metabolito corporal básico; representa un factor metabólico de valor en la nutrición humana, puesto que es un producto intermediario

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