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Objetivo:
Conocer y familiarizarse son los carbohidratos y lípidos, saber en qué alimentos se encuentran cada uno, que funciones en el organismo humano tienen, además de aprender sobre la digestión, absorción y metabolización, para poder comprender las diferentes patologías derivadas de ellos.
Desarrollo:
1.1 Carbohidratos
- Definición
Nutricional: los carbohidratos son un tipo de macronutriente, estos se encuentran tanto en los alimentos como en bebidas y principalmente en productos de origen vegetal. Bioquímica: biomoléculas con más abundancia en la naturaleza, compuestos que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno (CH 2 O) n. Durante el metabolismo se queman para producir energía, y liberan dióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O). Los carbohidratos en la dieta humana se encuentran sobre todo en forma de almidones y diversos azúcares.
- Clasificación
1. Monosacáridos
Son las unidades mas sencillas de los carbohidratos. Se clasifican en base a dos criterios: Grupo funcional Numero de átomos de carbono En base al grupo funcional los monosacáridos se clasifican en dos grupos: Aldosas: Contienen en su estructura un grupo formilo (grupo de aldehídos). Cetosas: Contienen en su estructura un grupo oxo (grupo de cetosas).
Por grupo de numero de átomos de carbono los monosacáridos se clasifican en Algunos monosacáridos tienen un papel muy importante en los seres vivos. Glucosa (C 6 H 12 O 6 ) Conocida también con el nombre de dextrosa o “azúcar de la sangre”. Es el azúcar más importante, ya que es el más abundante, además de ser transportada por el torrente sanguíneo a todas las células de nuestro organismo. Se encuentra en frutas dulces, principalmente en frutas, miel, jarabe de maíz y algunas verduras al oxidarse la glucosa, produce dióxido de carbono, agua y energía, la cual es utilizada por el organismo para realizar funciones vitales. La reserva más importante de glucosa en el organismo se encuentra en el hígado y los musculo. Industrialmente, la glucosa se utiliza en la preparación de jaleas, mermeladas, dulces y refrescos, entre otros productos. La concentración normal de glucosa en la sangre es de 70 a 90 mg por 100 ml. El exceso de glucosa se elimina través de la orina. Cuando los niveles de glucosa rebasan los límites establecidos se produce una enfermedad conocida como diabetes. Galactosa A diferencia de la glucosa, la galactosa no se encuentra libre, sino que forma parte de la lactosa de la leche. Precisamente es en las glándulas mamarias donde este compuesto se sintetiza para formar parte de la leche materna. Existe una enfermedad conocida como galactosemia, que es la incapacidad del bebé para metabolizar la galactosa. Este problema se resuelva eliminando la galactosa de la dieta del bebé. Tipo Número de átomos de carbono Ejemplo Triosa 3 Gliceraldehído Tetrosa 4 Eritrosa Pentosas 5 Ribosa Hexosa 6 Fructosa
Es un disacárido formado por glucosa y galactosa. Es el azúcar de la leche; del 5 al 7% de la leche humana es lactosa y la de vaca, contiene del 4 al 6%. Maltosa Es un disacárido formado por dos unidades de glucosa. Su fuente principal es la hidrólisis del almidón, pero también se encuentra en los granos en germinación.
3. Polisacáridos
Son los carbohidratos más complejos formados por muchas unidades de monosacáridos. Los principales polisacáridos son: Almidón Este polisacárido está formado por unidades de glucosa, por tanto, es un polímero de ésta. Se encuentra en los cereales como maíz, arroz y trigo, también se encuentra en las papas. Celulosa La celulosa, al igual que el almidón es un polímero de glucosa. El tipo de enlace que une las moléculas de glucosa en la celulosa, es diferente del enlace que une las del almidón, por esta razón la celulosa no se puede utilizarse por el organismo humano como alimento, ya que carece de las enzimas necesarias para romper ese tipo de enlace, pero tiene un papel importante como fibra en el intestino grueso. La celulosa se utiliza principalmente en la industria textil y en la fabricación del papel. Glucógeno Es la reserva de carbohidratos en el reino animal. Se almacena especialmente en el hígado y en los músculos. Conforme el organismo lo va requiriendo, el glucógeno se convierte a glucosa la cual se oxida para producir energía.
- Estructura química
Los carbohidratos tienen tres elementos básicos: el carbono (C), el hidrógeno (H) y el oxígeno (O). Son dos los grupos químicos que caracterizan a los carbohidratos: el grupo carbonilo (-C=O) y el grupo hidroxilo (-OH). Mataix Verdú J, 2003, Estructura química de hidratos de carbono de interés nutricional, Fig 3.1, pg. 74.
-Funciones
Funciones de los carbohidratos:
1. Almacenamiento: Las plantas guardan sus reservas energéticas en
forma de carbohidratos en las frutas y raíces. Los animales mamíferos almacenan glucosa en forma de glucógeno en el hígado y los músculos.
2. Estructural: La ribosa y la desoxirribosa son carbohidratos que forman
parte estructural de los ácidos nucleicos, macromoléculas biológicas de gran importancia en la transmisión genética y síntesis de proteínas. Los artrópodos tienen un exoesqueleto que está hecho de quitina, la cual es un polisacárido de N-acetil-β-d-glucosamina, un azúcar modificado, además es un componente de las paredes celulares en los hongos.
3. Energética: La glucosa es uno de los carbohidratos más comunes y una
fuente importante de energía. Durante la respiración celular, la energía que se libera de la glucosa se usa para hacer la adenosina trifosfato (ATP), que es la moneda energética para la mayoría de las reacciones celulares.
4. Nutricional: Los carbohidratos son parte esencial de la dieta: los granos,
las frutas y los vegetales son fuentes naturales de carbohidratos. Los carbohidratos también poseen elementos insolubles conocidos como
Esquema de la digestión de los hidratos de carbono: Sinopsis de la digestión de los carbohidratos. La digestión de los carbohidratos ocurre en primer lugar, seguida por la absorción de los monosacáridos. Las reacciones metabólicas subsecuentes tienen lugar luego de que los azucares se absorben. En el tracto digestivo los polisacáridos y disacáridos de la dieta se convierten en monosacáridos a través de las glucosidasas, enzimas que hidrolizan los enlaces glucosídicos entre los azucares. Todas estas enzimas poseen algunas especifidades para el azúcar. Los carbohidratos no digeridos pasan al colon, donde pueden fermentarlos las bacterias. Boca Almidón Sacarosa Lactosa Almidón Dextrinas Maltosa Sacarosa Lactosa Almidón Dextrinas Maltotriosa Maltosa Sacarosa Lactosa Glucosa Galactosa Fructosa Estomago Intestino Delgado Ptialina Glucoamilasas Amilasa pancreática Maltasa Sacarasa-isomaltasa Lactasa Absorción
- Rendimiento calórico Los carbohidratos deben representar entre el 45% al 65%, de las calorías diarias recomendadas,1g son 4 Kcal. Son la principal fuente de energía que nuestro cuerpo, cuando se ingieren en exceso se almacena en forma de grasa.
Conclusión
Los hidratos de carbono, son compuestos que tienen la formula estequiométrica (CH 2 O)n o derivados de los mismos. Son un producto importante de la fotosíntesis en las platas y su oxidación proporciona una fuente de energía principal para animales y plantas. Los carbohidratos se pueden comprender en 3 grandes grupos; monosacáridos, disacáridos y los polisacáridos, en donde podemos encontrar que los llamados monosacáridos o azucares son las unidades mas sencillas de los carbohidratos, a su ves este se divide en 2; aldosas y cetosas. Los disacáridos están formados por dos moléculas de monosacáridos y estos pueden ser iguales o diferentes, no se utilizan como tales en el organismo, sino que éste los convierte a glucosa y para llevar a cabo este proceso participa una enzima específica para cada disacárido. Los polisacáridos son los carbohidratos más complejos formados por muchas unidades de monosacáridos, entre los principales polisacáridos podemos encontrar el almidón y la celulosa, presentes en alimentos variados y plantas respectivamente. Entre las principales funciones de los carbohidratos están: almacenamiento, estructural, energética, nutricional, llubricante. Las cuales ayudan a el correcto funcionamiento del cuerpo humano. Los carbohidratos tienen un rendimiento calórico que equivale a 1g = 4 Kcal., y podemos encontrarlos en diversos tipos de alimentos, por mencionar algunos tenemos, frutas, vegetales, semillas, miel, jarabes, jaleas, arroz, pastas, cebada, entre otros. Su digestión comienza dese que el alimento es introducido a la bosa, donde la saliva comienza en la mayoría de los casos su absorción, pasando a tuvo digestivo en donde se absorberán algunos con ayuda de
Heterolípidos s Esfingofosfolípido s Glucolípidos Gliceroglucolípido s Esfingoglucolípid os
Lípidos
insaponificabl
es
Esteroides Terpenos Prostaglandinas -Lípidos simples u Hololípidos : Son ésteres de ácidos grasos y un alcohol. Lípidos complejos o Heterolípidos: Son moléculas compuestas por componentes lipídicos y otros no lipídicos. Se encuentran formando la bicapa lipídica de las membranas celulares por lo que también se les llama lípidos de membrana.
Nutricionalmente podemos encontrar 2 grandes tipos de
clasificación de las grasas:
1. Grasas Insaturadas
Se caracterizan por durar muy poco tiempo en nuestro organismo, se estima que días, e incluso horas. Estas grasas insaturadas suelen verse en forma líquida a temperatura ambiente, por eso que su presentación más común sea en forma de aceites. Y la razón por la que a veces las denominamos grasas buenas es porque controlan los niveles del colesterol alto y las enfermedades relacionadas con el corazón. Tipos de grasas insaturadas Dentro de las grasas insaturadas, podemos encontrar: Las Grasas Monoinsaturadas: son un tipo de lípidos que al enfriarse espesan un poco más, como es el caso del aceite de oliva. Podemos encontrarlas en las aceitunas, en los aguacates o en los frutos secos, como las almendras, los cacahuetes o las avellanas.
Las Grasas Poliinsaturadas: siguen manteniéndose líquidas al enfriarse, como es el caso de los aceites de pescado, de girasol o de soja, incluso en el marisco, que tiene ácidos grasos polinsaturados Omega 3. Podemos localizarlas en pescados azules como el atún, el salmón, la caballa, la sardina o las anchoas.
2. Grasas Saturadas
Son aquellas que pueden almacenarse por más tiempo sin volverse rancias, de ahí que sean tan utilizadas en la elaboración de alimentos a nivel industrial , puesto que permite que la duración de éstos se prolongue por más tiempo, además de proporcionar más sabor. Estos lípidos están presentes en las carnes rojas, los lácteos y sus derivados. A temperatura ambiente se presentan sólidas y son las responsables, en consumo excesivo, de los niveles altos de colesterol, la obesidad, enfermedades del corazón, las arterias y presión alta.
3. Ácidos Grasos Trans
Son un tipo de ácidos grasos insaturados sometidos a un proceso de Hidrogenación , como ocurre con la producción de margarinas, donde se toman aceites vegetales y se hidrogenan con el fin de solidificarlos. Suelen estar presentes en alimentos relacionados con las comidas rápidas, la bollería industrial, en los alimentos procesados y en los fritos. El consumo excesivo de este tipo de alimentos puede fomentar los problemas de sobrepeso en la población general y propiciar el preocupante aumento de la obesidad. Tipos principales de lípidos que se encuentran en los organismos vivos
1. Fosfolípidos Consisten en dos cadenas de ácidos grasos, un grupo fosfato y un grupo glicerol. Contienen moléculas que atraen y repelen el agua, desempeñando un papel clave en la constitución de las membranas celulares. Existen muchos tipos de fosfolípidos en el cuerpo, especialmente en el cerebro. En el cuerpo se encuentran varias formas que participan en la digestión de la grasa en el intestino delgado. 2. Glicolípidos Los glicolípidos son moléculas grasas que contienen una unidad de azúcar, tal como glucosa o galactosa. Las cadenas cortas de azúcar forman glicolípidos los cuales pueden encontrarse en la superficie exoplasmática de una membrana celular. Juegan un papel importante en el desarrollo del sistema inmune del cuerpo.
Las ceras son lípidos muy comunes y se pueden encontrar en las plumas de los animales, en los oídos humanos e incluso en las hojas de las plantas. Su función principal es la de protección.
- Estructura química Los ácidos grasos son compuestos orgánicos que tienen la fórmula general CH 3 (CH 2 )n COOH, donde n normalmente se encuentra entre 2 y 28 y es siempre un número par. Hay dos tipos de ácidos grasos: saturados e insaturados. - Funciones y alimentos que los contienen Los lípidos son la principal reserva energética del organismo y se encuentran almacenados en el tejido adiposo. Tienen una función estructural a nivel celular, puesto que forman parte de la membrana citoplasmáticas y otros orgánulos, y a nivel orgánico, donde recubre ciertos tejidos dándoles consistencia y protección. También tiene una función dinámica ya que ejercen una labor transportadora de los ácidos biliares y actúan como biocatalizadores, como es el caso de algunas hormonas y vitaminas. El contenido en ácidos grasos de pende del grado de saturación de los principales tipos de grasas y aceites utilizados. Considerados en su conjunto, los ácidos grasos saturados, abundan en los animales terrestres, especialmente mamíferos, así como dos aceites de procedencia vegetal: aceite de coco y palma. Los ácidos grasos monoinsaturados, concretamente el acido oleico, caracterizan de modo especial al aceite de oliva y en menos proporción al aceite de colza. Entre los ácidos grasos poliinsaturados, el más abundante se encuentra sobre todo en los aceites de semillas: girasol, maíz, cártamo, germen de trigo, pepita de uva y cacahuate. Por lo que es posible referir a los ácidos grasos de la serie omega 3, se encuentran principalmente en animales acuáticos. Principales funciones de los lípidos:
1. Fuente de energía: la mayoría de los tejidos utilizan ácidos grasos
derivados de los lípidos, como fuente de energía.
2. Reserva energética: en los animales forman el principal material de
reserva energética, almacenados en tejido adiposo. Las grasas y los aceites son las principales formas de almacenamiento, en muchos organismos se almacenan como triglicéridos.
3. Vitaminas liposolubles: Las vitaminas A, D, K y E son liposolubles, estas
absorben más fácilmente por el cuerpo en la presencia de la grasa alimentaria.
4. Hormonal: Las hormonas de tipo esteroideo, controlan procesos de
larga duración, por ejemplo: embarazo, peso corporal.
5. Aislantes térmicos: se localizan en los tejidos subcutáneos, alrededor
de ciertos órganos, por lo cual tiene suma importación principalmente en animales que viven en climas fríos.
6. Aislantes eléctricos: Actúan como aislante eléctrico que permiten la
propagación rápida de la despolarización a lo largo de los axones mielinizados de las neuronas.
7. Protección mecánica: el tejido adiposo que se encuentra en ciertas
zonas del cuerpo humano, evita daños por agresiones mecánicas como golpes.
8. Sabor y aroma: Los lípidos que están contenidos en carne y vegetales
proporcionan el sabor y aroma en los alimentos.
- Digestión y absorción (metabolismo) La separación mecánica de los lípidos de nutrientes comienza en el estómago por efecto de los movimientos peristálticos. Dicha acción continúa en el duodeno a donde llega una emulsión de grasa que se irá hidrolizando gracias a la acción combinada de las lipasas pancreáticas y de las sales biliares. El tamaño de las partículas de grasa se reduce. La acción detergente de las sales biliares es previa a la acción de la lipasa pues deja las partículas grasas con mayor superficie por unidad de volumen con lo que facilita la acción de las enzimas pancreáticas. La hidrólisis de los triglicéridos aun así no es total, sino que se forman unas micelas de monoglicéridos, ácidos grasos y ácidos biliares que
