Los glúcidos o hidratos de carbono o carbohidratos (térrnino muy antiguo) son biomoléculas orgánicas que se encuentran en gran abundancia en alimentos como las

TEMA 2.- GLÚCIDOS INTRODUCCIÓN Los glúcidos o hidratos de carbono o carbohidratos (térrnino muy antiguo) son biomoléculas orgánicas que se encuentran en gran abundancia en alimentos como las patatas, los cereales (trigo, avena, cebada, centeno, arroz, maiz…), pan y productos de repostería (bizcochos, galletas, magdalenas… casi todo hecho con trigo) y todo tipo de dulces. Es la principal fuente de alimento del ser humano (pan, arroz y patatas son algunos de los alimentos más consumidos en el mundo). Es el nutriente que más requerimos, ya que en nuestra dieta debemos ingerir aproximadamente un 55 o 60% de las calorías que necesitamos en forma de glúcidos. Se necesita tanta cantidad porque la función de los glúcidos es energética, pues es el principal combustible que utilizan nuestras células para producir energía. Un gramo de glúcidos aporta aproximadamente 4 kcal. (3,75 kcal/gramo). Demasiada cantidad de glúcidos no puede ser almacenada en el organismo, por lo que son transformados en grasas, produciendo con el tiempo aumento de peso y obesidad. COMPOSICIÓN Y TIPOS MÁS IMPORTANTES Químicamente, los glúcidos están formados por C, O e H y su fórmula química es CnH2nOn. Químicamente son aldehidos o cetonas polihidroxilados (con muchos grupos hidroxilo). Los glúcidos más importantes son los monosacáridos, los disacáridos y los polisacáridos. Los glúcidos más sencillos están formados de 3 a 7 átomos de C y se llaman monosacáridos. La unión de dos monosacáridos forman los disacáridos y la unión de muchos monosacáridos forman los polisacáridos. Los monosacáridos y los disacáridos presentan sabor dulce, por lo que se conocen con el nombre de azúcares. Monosacáridos: nomenclatura y monosacáridos más importantes Son los glúcidos más sencillos y están formados de 3 a 7 átomos de C. Se nombran poniendo tri-, tetra-, penta-, hexa-… según el número de carbonos que tenga y termina en –osa, añadiendo el prefijo aldo- o ceto-, según contenga un grupo aldehído o cetónico, respectivamente. Por ejemplo la glucosa, la galactosa y la fructosa son hexosas, la fructosa es una cetohexosa y la glucosa y la galactosa son aldohexosas. Ejercicio: dibuja una cetotriosa y una aldotriosa. Los monosacáridos más importantes son la ribosa (aldopentosa), la desoxirribosa (aldopentosa: igual que la ribosa pero con un átomo de oxígeno menos), la glucosa (aldohexosa) y la fructosa (cetohexosa). La ribosa forma parte del ARN (ácido ribonucleico) y la desoxirribosa (un derivado de la glucosa que ha perdido un oxígeno) forma parte del ADN. La fructosa es el azúcar presente en muchas frutas. La glucosa es la principal fuente de energía para nuestras células y forma la mayoría de los glúcidos complejos (polisacáridos más importantes formados por la unión de muchas glucosas). En medio acuoso la mayoría de los monosacáridos (aldopentosas y hexosas) se ciclan, es decir, adoptan formas cíclicas: observa en las imágenes de arriba como la ribosa y la desoxirribosa se cierran adoptando forma cíclica y observa las imágenes de abajo para la ciclación de la glucosa y la fructosa. La ciclación se produce porque el –OH del penúltimo carbono es cedido al carbono que tiene el grupo aldehído o cetona, el doble enlace C=O del grupo aldehído o cetona se rompe al coger el –OH. El O del grupo C=O roto une ambos carbonos (por un enlace hemicetal) produciendo la ciclación. Imágenes: ciclación de la glucosa por pasos (arriba) y resumen (izquierda). Ciclación de la fructosa (abajo) Disacáridos Los disacáridos se forman por la unión de 2 monosacáridos. Al igual que los monosacáridos, tienen sabor dulce (se llaman también azúcares). La unión de los monosacáridos se produce con pérdida de una molécula de agua formando un enlace llamado enlace O-glucosídico u O-glicosídico (como se queda un O uniendo los dos monosacáridos el nombre empieza por O-). Los disacáridos más importantes son la maltosa (formado por la unión de 2 glucosas) que es el azúcar de malta, la sacarosa (formado por la unión de una glucosa y una fructosa) que es el azúcar comercial (el que compras en el supermercado) y la lactosa (formado por la unión de una glucosa y una galactosa) que es el azúcar presente en la leche de los mamíferos. Lectura: la intolerancia a la lactosa. Observa en la primera imagen a la maltosa que se forma por la unión de 2 glucosas, donde se señalan los dos grupos hidroxilo (-OH) de donde se libera H2O para formar el enlace O-glucosídico. La segunda imagen es la sacarosa que se forma por la unión de una glucosa y una fructosa. La reacción inversa a la formación de enlace O-glucosídico se llama hidrólisis (hidro= agua y lisis= rotura) y consiste en que la entrada de agua vuelve a separar los monosacáridos rompiendo el enlace O-glucosídico. Lectura: Intolerancia a la lactosa Polisacáridos Los polisacáridos están formados por muchas unidades de monosacáridos, no tienen sabor dulce, por lo que no se llaman azúcares. Los polisacáridos más importantes son el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina. Todos ellos están formados por la unión (repetición) de muchas moléculas de glucosa, excepto la quitina que está formada por la repetición de un derivado de la glucosa llamado N-acetil-glucosamina (es glucosa con un grupo acetil unido a un nitrógeno). El almidón y el glucógeno son polisacáridos ramificados, ya que aunque la mayoría de las glucosas se unen en línea (observa los enlaces entre los carbonos 1 y 4), algunas se unen formando ramificaciones (enlaces entre los carbonos 1 y 6). Sin embargo la celulosa y la quitina son polisacáridos lineales (no forman ramificaciones). Observa la celulosa (arriba) como todas sus glucosas se unen en lineas formando cadenas de celulosa y a su vez las cadenas vecinas se mantienen unidas por puentes de H entre ellas. En la quitina (derecha) las moléculas de N-acetil-glucosamina también se unen formando cadenas lineales. La celulosa y la quitina tienen función estructural (la celulosa forma las paredes celulares de vegetales y la quitina forma el exoesqueleto de los artrópodos que es como una armadura que protege al artrópodo y en dicho exoesqueleto se insertan los músculos para producir movimiento) y el almidón y el glucógeno tienen función de reserva energética ya que son reservas de glucosa (la glucosa es el principal combustible celular, es decir, la molécula más usada en las células para producir energía) que liberarán rompiendo por hidrólisis sus enlaces O-glucosídicos cuando haga falta. El almidón es el polisacárido de reserva en vegetales y el glucógeno es el polisacárido de reserva en animales. El glucógeno se acumula en el hígado y en las células musculares. IMPORTANCIA DE LA FIBRA La celulosa forma la pared celular de las células vegetales (además de otras sustancias como hemicelulosas, pectinas, lignina…pero la celulosa es la sustancia más abundante en las pared vegetal). La madera está formada por estas paredes celulares engrosadas con gran cantidad de celulosa y otras sustancias en menor proporción. La celulosa junto con otras sustancias en menor proporción forma la fibra de la dieta que es indigerible por nosotros (carecemos del enzima para romper los enlaces O-glucosídico de la celulosa que son diferentes a los enlaces O-glucosídico del almidón y el glucógeno que si los podemos romper). Sólo algunas bacterias y hongos son capaces de digerir la celulosa obteniendo glucosas. Los herbívoros, termitas… se pueden alimentar de celulosa porque contienen estos microorganismos en su tubo digestivo. La fibra tiene efectos beneficiosos en nuestro organismo a pesar de que no la podemos digerir, destacamos los de mayor importancia: - Es usada en dietas de adelgazamiento porque al absorber mucha agua se hincha, llenándose el estómago, lo que da sensación de saciedad y además como no la podemos digerir no nos aporta calorías. Recordatorio operaciones de estómago y balones gástricos para la distensión de las paredes del estómago con menos alimento. - Regula el tránsito intestinal pues previene el estreñimiento aumentando el volumen de las heces (la fibra absorbe mucho agua) y la velocidad del tránsito intestinal. - Dificulta la absorción de colesterol a nivel intestinal, ayudando a controlar los niveles de colesterol en sangre (disminuye probabilidad de enfermedades cardiovasculares). - Ralentiza la absorción de monosacáridos a nivel intestinal, ayudando a controlar los niveles de glucosa en sangre y evitando picos de hiperglucemia (disminuye probabilidad de enfermedades como diabetes, obesidad, cáncer…). - Previene algunos tipos de cáncer como el de colon, ya que al aumentar la velocidad del tránsito intestinal, las heces se eliminan más rápido, con lo que las sustancias tóxicas que pudieran producir cáncer pasan menos tiempo en el intestino. La ingesta de fibra recomendada es de 20-35 gramos al día, la mayoría de las personas en los países desarrollados ingiere aproximadamente la mitad de esta cantidad debido al alto consumo de alimentos de origen animal (la fibra sólo está en alimentos de origen vegetal) y a la industria alimentaria que crea alimentos muy procesados (por ejemplo pan blanco carente de fibra en lugar de pan integral rico en fibra). Estos países desarrollados tienen altas tasas de cáncer, diabetes, problemas cardiovasculares y obesidad y todas estas enfermedades se previenen con la fibra. GLUCOSA EN SANGRE Una persona de 70 Kg tiene aproximadamente unos 400-500 gramos de glucosas, la mayor parte almacenada en el hígado y en las células musculares en forma de glucógeno y en menor proporción se encuentra como glucosa libre en sangre. La concentración normal de glucosa en sangre es de 70-110 mg/dl en ayunas (después de comer no vale porque según lo que hayas comido puede salir mucho más alta), fuera de este rango de glucosa en sangre tendríamos problemas (diabetes y sus consecuencias por exceso de glucosa y con bajas cifras de glucosa en sangre falta de glucosa para el cerebro) para mantener este rango el páncreas regula la cantidad de glucosa en sangre usando dos hormonas la insulina y el glucagón. Cuando disminuye la glucosa en sangre -por ejemplo porque llevamos horas sin comer o porque estamos haciendo ejercicio, por lo que nuestros músculos gastan mucha glucosa- el páncreas segrega glucagón, una hormona que estimula la liberación hacia la sangre de las glucosas almacenadas en forma de glucógeno (sobre todo en el hígado), volviendo a subir los niveles de insulina en sangre. Cuando aumenta la glucosa en sangre -por ejemplo porque acabamos de comer (durante la digestión se absorben las glucosas de los alimentos con glúcidos del intestino hacia la sangre), sobre todo cuando comemos alimentos ricos en azúcares- el páncreas segrega insulina, una hormona que activa la entrada de glucosa dentro de las células, las glucosas se unen dentro de las células del hígado y células musculares formando glucógeno (o se queman en músculo para producir energía si estamos haciendo ejercicio) donde se almacenan para cuando haga falta, pero ¡cuidado! Hemos visto que el glucógeno que podemos almacenar es poco (500gramos o menos en una persona de unos 70 Kg) por lo que el exceso de glucosa se almacena en forma de grasa (la insulina también estimula la formación de grasas), pudiendo producir a la larga obesidad. Cuando llevamos horas sin comer se vuelve a repetir el proceso disminuyendo el nivel de glucosa en sangre, entonces se libera la glucosa almacenada previamente en forma de glucógeno. INSULINA Y OBESIDAD Sólo los monosacáridos pueden absorberse en el intestino y pasar a la sangre, por lo que en nuestro intestino vertemos enzimas digestivos que rompen los enlaces O-glucosídicos de los glúcidos dando monosacáridos. Si ingerimos monosacáridos como la glucosa se absorben muy rápido, pues ya está lista para absorberse (no necesita digestión) y los disacáridos sólo tienen un enlace O-glucosídico que romper por lo que su digestión es muy rápida y también se absorben muy rápidamente (digestiones cortas). Sin embargo, los polisacáridos que están formados por muchísimas glucosas tienen muchos enlaces O-glucosídicos que romper y sus digestiones son más largas, si a esto añadimos que la mayor parte de nuestra alimentación es almidón de origen vegetal y que de manera natural estos alimentos contienen fibra (los alimentos procesados como el pan blanco no contienen fibra o en cantidades muy escasas, pues la industria alimentaria la elimina) el resultado es una lenta absorción de las glucosas hacia la sangre pues la fibra ralentiza la absorción de monosacáridos a nivel intestinal. Cuanto mayor es la cantidad de glúcidos ingerida y más rápida es su absorción hacia la sangre mayor será la subida de glucosa en sangre y mayor será la insulina segregada por el páncreas. Lo mejor es la absorción lenta de estos monosacáridos (glucosa principalmente) ya que evita subidas rápidas de la concentración de glucosa en sangre, disminuyendo de esta manera la necesidad de que el páncreas libere cantidades importantes de insulina. En conclusión los polisacáridos en presencia de fibra no producen en nuestro cuerpo niveles de insulina grandes ingeridos en cantidades razonables, los polisacáridos con escasez de fibra (pan blanco, pasta no integral, patatas) producen cantidades mayores de insulina, dependiendo sobre todo de la cantidad ingerida, mientras que los azúcares (jarabe de glucosa, jarabe de fructosa, jarabe de maíz, azúcar…) producen elevación rápida de los niveles de glucosa en sangre (a menos que sean cantidades ridículas) y por tanto exceso de insulina. Ejercicio: ¿Por qué la fruta que lleva azúcares no induce altas subidas de insulina? El problema actual en los países desarrollados (y cada vez más también en los subdesarrollados que están aumentando su ingesta de comida procesada y comida basura) es la enorme cantidad de azúcares ingeridos. Sólo basta con mirar las galletas que tenemos en casa o los cereales del desayuno o cualquier producto de bollería y fijarnos que el contenido en azúcares es alrededor del 20-50% del peso del producto (una auténtica bomba para el cuerpo). Historia: Hace sólo ciento veinte años, justo antes de la industrialización del agro (en particular de la caña de azúcar), el promedio de ingesta de azúcar era de cuatro (4) kilogramos por año y por persona. Hoy esa cifra es de sesenta y cinco (65) kilogramos, a los cuales debemos sumarles los carbohidratos contenidos en las bebidas gaseosas, el alcohol, las pasta no integral y el pan no integral, y por sobre todas las cosas, los provistos por la comida chatarra en forma de refrescos, papas fritas, saladitos varios, cheesitos o galletitas dulces, que de una forma constante y deliberada, sin cargos de conciencia, promueve la industria de los carbohidratos entre los niños. El exceso de azúcares en la dieta provoca una descarga brusca de insulina que estimula la transformación de la glucosa en grasa y la cifra de glucosa en sangre desciende rápidamente produciendo la sensación de hambre con el objetivo de volver a subir los niveles de insulina en sangre (efecto rebote), es decir, la insulina produce obesidad, primero porque estimula la formación de grasa y segundo porque aumenta el hambre ya que todo se ha almacenado en el cuerpo en forma de glucógeno y grasa y no hay glucosa suficiente disponible en sangre. Lectura: historia del médico que daba insulina y pastillas relajantes a los niños para que engorden (hace medio siglo cuando los padres se preocupaban por los niños delgados). Imagínate que tu cuerpo necesita al día unas 2000 Kcal que es lo que sueles ingerir al día, pero por tomar un día muchos azúcares tu páncreas libera mucha insulina y almacenas el exceso de glucosa (por ejemplo 500 Kcal en forma de glucosas) como grasa (ya no está disponible para tu gasto diario a menos que hagas ejercicio u otras condiciones que activen el uso de la grasa) entonces tu cuerpo te pide (hambre) ingerir 500 Kcal más y ese día has ingerido 2500 Kcal, cada vez que esto sucede te va produciendo obesidad. Imagina este caso en un niño que lleva años comiendo dulces, sería terrible. Interpretación de etiquetas de información nutricional y su contenido en azúcares: siempre debemos ver la información nutricional por 100 g de producto, así sabemos el porcentaje de los nutrientes por ejemplo 36g de azúcares por 100g significa que el 36% de lo que comes es azúcar. La industria alimentaria pone raciones minúsculas que nadie se comería y así parece poco contenido en azúcares. Los ingredientes aparecen en orden de mayor a menor cantidad incluso dentro de los paréntesis, según esto el arroz es lo más abundante. Ejercicio: señala en los ingredientes de los cereales y de las galletas oreo todo lo que sean azúcares. Los chocolates de ambos productos ¿Son chocolates con azúcar o deberíamos decir azúcar con chocolate? ¿Qué te parece la ración de una galleta de oreo (20,5g)? ¿Es lo que todos comeríamos o tomaríamos más de una galleta? Ver video “sobredosis de azúcar”. Ver video refrescos y su contenido en azúcar. EL GRANO DE CEREAL El alimento más consumido por la humanidad son los cereales (arroz, trigo, maiz, cebada, avena…) con su harina se hace el pan, galletas y otros productos de repostería, muchas bolsas de snacks (que no sean patatas fritas sino con harinas de cereales como los gusanitos),… El grano de cereal consta de una cubierta externa o envoltura o cáscara o salvado, un albúmen o endospermo y un germen o embrión. - Salvado: es la cubierta de la semilla que protege al embrión, tiene gran cantidad de fibra, aunque también presenta vitaminas y minerales, se elimina en el refinamiento del cereal (el refinamiento es un conjunto de tratamientos que la industria alimentaria realiza para mejorar el aspecto, conservación y sabor). - Germen: es el que da lugar a una nueva planta cuando las condiciones de humedad y temperatura son adecuadas. Este embrión se alimentará de las sustancias de reserva del endospermo hasta que germina y salen las primeras hojas y ya puede fabricar el alimento por fotosíntesis. El embrión es rico en vitaminas, minerales, ácidos grasos esenciales, proteínas, enzimas,…, es decir, es la parte más nutritiva del cereal y también se elimina en el refinamiento (al eliminar el embrión se conserva más tiempo: mejor para la industria peor para el consumidor). - Endospermo: en la mayoría de los cereales contiene principalmente almidón, aunque también algunas proteínas y es la parte del grano de cereal que queda tras el refinamiento, es de color blanco, se machaca formando la llamada harina (si incluyera el resto del cereal la harina tendría un color marrón que es lo que ocurre con la harina integral, pero la industria alimentaria suele usar harina blanca que es refinada). Tiene muy pocas vitaminas y minerales por lo que su valor nutritivo es muy bajo, y sin embargo, es el alimento más consumido en el mundo. Conclusión: es recomendable tomar alimentos integrales (con salvado y germen) para una correcta alimentación (aporta minerales y vitaminas que no contiene el alimento refinado). En ocasiones la industria alimentaria añade a estos alimentos las vitaminas y minerales que han perdido en el tratamiento industrial por ejemplo los cereales del desayuno. Ejercicio: la revolución del pan de calidad. Lectura: almidón, azúcar y grasas vegetales los 3 ingredientes baratos omnipresentes en los alimentos procesados.

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