Los
carbohidratos, son las biomoléculas con más abundancia en la naturaleza, son un
vínculo directo entre la energía
solar y la energía de los enlaces químicos de los seres vivos. (Más de la mitad de todo el carbono “orgánico” se
encuentra en los carbohidratos.) Se
han adaptado a una amplia
diversidad de funciones biológicas, como fuentes de energía (p. ej., la
glucosa), como elementos
estructurales (p. ej., la celulosa y la quitina en los vegetales y en los
insectos, respectivamente) y como
precursores de la producción de otras biomoléculas (p. ej., aminoácidos, lípidos, purinas y
pirimidinas). Los carbohidratos se clasifican en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos,
según el número de unidades de azúcares
sencillos que contengan; también son partes integrales de otras biomoléculas.
Un grupo extenso de glucoconjugados (moléculas proteínicas y
lipídicas con grupos de carbohidratos
ligados de forma covalente) están repartidos entre todas las especies
vivientes, de manera más notoria,
entre los organismos eucariotas. Determinados carbohidratos (los azúcares
ribosa y desoxirribosa) son elementos estructurales de los nucleótidos y de los ácidos
nucleicos.
Fórmula.
Los
carbohidratos son “hidratos de carbono” y tienen la estructura genérica de C
(n) H (2n) O (n).
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Tipos de carbohidratos
Los carbohidratos se dividen en simples y complejos,
según el número de unidades que los componen.
Carbohidratos
simples
Los monosacáridos son
los carbohidratos más simples. Los ejemplos más conocidos son la glucosa, la fructosa, la ribosa y la
galactosa. La dihidroxiacetona y el gliceraldehído son los dos monosacáridos más simples, cada uno
posee tres átomos de carbono en su cadena principal.
Tipos de carbohidratos
Los carbohidratos se dividen en simples y complejos,
según el número de unidades que los componen.
Carbohidratos simples
Los monosacáridos son
los carbohidratos más simples. Los ejemplos más conocidos son la glucosa, la fructosa, la ribosa y la
galactosa. La dihidroxiacetona y el gliceraldehído son los dos monosacáridos más simples, cada uno
posee tres átomos de carbono en su cadena principal.
Carbohidratos
complejos
Los carbohidratos con más de una unidad de monosacáridos
son conocidos como carbohidratos
complejos.
Disacáridos
Los disacáridos están constituidos por dos monosacáridos
(o monómeros) como si estuvieran "agarrados
de las manos".
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Estructura
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La estructura química de la glucosa se puede representar
como una forma de cadena lineal (Figura
3.1) y en forma cíclica (también se muestra en la Figura 3.1). En un sistema biológico, la glucosa existe
principalmente como una forma cíclica y muy raramente en forma recta (en solución acuosa). La glucosa es la forma de
carbohidratos que se encuentran en
la sangre circulante (azúcar en la sangre) y es el principal carbohidrato
utilizado por el cuerpo para la
producción de energía. La fructosa, o “azúcar de fruta”, se encuentra en los frutos maduros y la miel y también se
forma por digestión de sacarosa disacárido. La
galactosa se encuentra junto con la lactosa disacárido en
la leche de mamíferos y se libera durante
la digestión.
La glucosa puede existir como isómeros α y β y tiene
inmensas implicaciones nutricionales animales.
Estos dos isómeros difieren en su orientación de OH sobre C #1 (mostrado en
rojo en la Figura 3.2).
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Por ejemplo, el almidón contiene α-D-glucosa, mientras
que la celulosa tiene polímeros rígidos
con β-D-glucosa. Los azúcares nutricionalmente importantes son de la forma D
(no la forma L). D y L se refieren a
la estereo-orientación en la posición de carbono asimétrica 5 en una hexosa o posición de carbono 4 en
una pentosa.
De la misma manera, La celulosa es el carbohidrato más
abundante en la naturaleza. Proporciona
integridad estructural a las paredes celulares de las plantas. La unidad básica
es el enlace β 1,4, cadena recta, no
ramificado (Figura 3.3). La celulosa es altamente estable.
Ninguna enzima animal puede romperlo; solo la celulasa
microbiana puede degradarlo. Los animales rumiantes
como el ganado, sin embargo,
tienen bacterias en su rumen que contienen la enzima celulasa. Rompe los enlaces beta 1,4 de las glucosas
en la celulosa para liberar el azúcar para obtener energía.
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Funciones
Energética : Los carbohidratos descompuestos en glucosa
principalmente son la fuente de energía preferida
para nuestro cuerpo,
ya que las células en nuestro cerebro,
músculo y todos
los demás tejidos utilizan directamente los monosacáridos para sus
necesidades de energía. Dependiendo
del tipo, un gramo de carbohidratos proporciona diferentes cantidades de energía:
Los almidones y azúcares son los principales carbohidratos que proporcionan energía, y suministran 4 kilocalorías (17
kilojulios) por gramo
Los polioles proporcionan 2,4 kilocalorías (10
kilojulios) (el eritritol no se digiere en absoluto y, por lo tanto,
proporciona 0 calorías)
Fibra
dietética 2 kilocalorías (8 kilojulios)
Los monosacáridos son absorbidos directamente por el
intestino delgado hacia el torrente sanguíneo,
desde donde son transportados a las células necesitadas. Varias hormonas, incluidas la insulina y el glucagón,
también forman parte del sistema digestivo. Mantienen nuestros niveles de azúcar en la sangre al eliminar o agregar
glucosa al torrente sanguíneo según
sea necesario.
Si no se usa directamente, el cuerpo convierte la glucosa
en glucógeno, un polisacárido como el
almidón, que se almacena en el hígado y los músculos como una fuente de energía fácilmente disponible. Cuando es
necesario, por ejemplo, entre comidas, por la noche, durante estímulos de actividad física o durante períodos cortos
de ayuno, nuestro cuerpo convierte el
glucógeno nuevamente en glucosa para mantener un nivel constante de azúcar en la sangre.
El cerebro y los glóbulos
rojos dependen especialmente de la glucosa
como fuente de energía, y pueden usar otras formas de energía de
las grasas en circunstancias extremas, como en
períodos muy prolongados de inanición. Es por esta razón que nuestra
glucosa en la sangre debe mantenerse
constantemente a un nivel óptimo. Se necesitan aproximadamente 130 g de glucosa
por día para cubrir las necesidades de
energía del cerebro adulto solo.
Estructural: Hay
ciertos hidratos de carbono cuya función está relacionada con la estructura de las células o aparatos del organismo,
sobre todo en el caso de los polisacáridos. Estos pueden dar lugar a estructuras
esqueléticas muy resistentes y también pueden formar parte de la
estructura propia de otras
biomoléculas como proteínas, grasas y ácidos nucleicos.
Gracias a su resistencia, es posible sintetizarlos en el
exterior del cuerpo y utilizarlos para fabricar
diversos tejidos, plásticos y otros productos artificiales.
Antibiótica: Derivados
de carbohidratos podrían dar lugar a
fármacos anticancerígenos. Las fuerzas
que utilizan las moléculas para unirse unas a otras
tienen un papel
fundamental en la
efectividad de los fármacos, que utilizan estas mismas
fuerzas para anclarse a moléculas clave
en el desarrollo de enfermedades.
Hormonal: Todos
los carbohidratos se descomponen en azúcares simples, que se absorben en el torrente sanguíneo. A medida que el
nivel de azúcar se eleva, el páncreas libera la hormona insulina, que es necesaria para mover el azúcar de la sangre a
las células, donde puede ser usada como energía.
Los carbohidratos de algunos alimentos (principalmente
los que contienen azúcares simples y cereales
altamente refinados, como la harina blanca y el arroz blanco) se descomponen fácilmente y hacen que los niveles de
azúcar en la sangre se eleven rápidamente.
Los carbohidratos complejos (presentes en los cereales
integrales), por el contrario, se descomponen
más lentamente y permiten que el nivel de azúcar se incremente gradualmente. Una dieta rica en alimentos que elevan
rápidamente el nivel de azúcar en la sangre puede incrementar los riesgos de desarrollar prosalud como la
diabetes.
Inmunológica: Los
carbohidratos intervienen en la correcta asimilación de nutrientes que aportan los alimentos. Por tanto, ayudan a aumentar tus defensas y pueden favorecer
tu salud inmunitaria; esto genera un efecto protector contra
enfermedades.
Alimentos
con carbohidratos
La miel está compuesta principalmente por carbohidratos,
de los cuales el 75% son monosacáridos
y el resto por disacáridos y otros azúcares. Los azúcares presentes en la miel son los responsables por la viscosidad y
el valor energético. La fructosa es el mayor
constituyente (38%) de la miel, seguido de glucosa (31%) y maltosa (7%).Miel:
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Remolacha: La remolacha Beta vulgaris es uno de los alimentos más empleados industrialmente para obtener el azúcar de
consumo cotidiano (sacarosa).
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Leche: Los mamíferos se caracterizan particularmente
porque alimentan a sus crías con leche, un
líquido nutritivo producido en las glándulas mamarias.
La lactosa es el azúcar presente en la leche. Es un
disacárido conformado por la galactosa y la
glucosa. En el aparato digestivo
existe la enzima lactasa, cuya función es romper el disacárido
y liberar la glucosa y la galactosa para que sean absorbidas en el intestino.
La intolerancia a la lactosa se presenta cuando esta enzima deja de funcionar.
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Batata
camote o boniato :La
batata, camote, kumar o boniato (Ipomoea
batatas) es una planta ampliamente
usada en Latinoamérica y África como alimento. Son comestibles las hojas y las raíces. Su contenido en carbohidratos
varía dependiendo de la variedad, pero se encuentra entre 8 y 12 %, la mayoría como fibra en forma de celulosa,
almidón y pectina.
El camote también es muy rico en beta caroteno, el precursor de vitamina A y antocianinas, pigmentos que le dan color a los vegetales y que estan asociados como antioxidantes.
Videos acerca del tema:
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