Página protegida con cambios pendientes

Carbohidrato

De Wikipedia, la enciclopedia libre
  (Redirigido de Carbohidratos )
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

La lactosa es un disacárido que se encuentra en la leche animal. Consiste en una molécula de D-galactosa y una molécula de D-glucosa unidas por enlace glucosídico beta-1-4 .

Un hidrato de carbono ( / k ɑr b h d r t / ) es una biomolécula que consiste en carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) átomos, por lo general con un hidrógeno-oxígeno átomo de relación de 2: 1 (como en el agua) y por lo tanto con la fórmula empírica C m (H 2 O) n (donde m puede o no ser diferente de n). Sin embargo, no todos los carbohidratos se ajustan a esta definición estequiométrica precisa (por ejemplo, ácidos urónicos , desoxi-azúcares como la fucosa ), ni todas las sustancias químicas que se ajustan a esta definición se clasifican automáticamente como carbohidratos (por ejemplo, formaldehído ).

El término es más común en bioquímica , donde es sinónimo de sacárido , un grupo que incluye azúcares , almidón y celulosa . Los sacáridos se dividen en cuatro grupos químicos: monosacáridos , disacáridos , oligosacáridos y polisacáridos . Los monosacáridos y disacáridos, los carbohidratos más pequeños (de menor peso molecular ), se denominan comúnmente azúcares. [1] La palabra sacárido proviene de la palabra griega σάκχαρον ( sákkharon), que significa "azúcar". [2] Mientras que la nomenclatura científica de hidratos de carbono es compleja, los nombres de los monosacáridos y disacáridos muy a menudo terminan en el sufijo -ose , que fue tomada originalmente de glucosa ( gluekos ), y se usa para casi todos los azúcares por ejemplo, fructosa (azúcar de la fruta ), sacarosa ( azúcar de caña o remolacha ), ribosa, amilosa, lactosa (azúcar de leche), etc.

Los carbohidratos desempeñan numerosas funciones en los organismos vivos. Los polisacáridos sirven para el almacenamiento de energía (por ejemplo, almidón y glucógeno ) y como componentes estructurales (por ejemplo, celulosa en plantas y quitina en artrópodos). La ribosa de monosacárido de 5 carbonos es un componente importante de las coenzimas (por ejemplo , ATP , FAD y NAD ) y la columna vertebral de la molécula genética conocida como ARN . La desoxirribosa relacionada es un componente del ADN. Los sacáridos y sus derivados incluyen muchas otras biomoléculas importantes.que juegan un papel clave en el sistema inmunológico , la fertilización , la prevención de la patogénesis , la coagulación sanguínea y el desarrollo . [3]

Los carbohidratos son fundamentales para la nutrición y se encuentran en una amplia variedad de alimentos naturales y procesados. El almidón es un polisacárido. Es abundante en cereales (trigo, maíz, arroz), patatas y alimentos procesados ​​a base de harina de cereales , como pan, pizza o pasta. Los azúcares aparecen en la dieta humana principalmente como azúcar de mesa (sacarosa, extraída de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera ), lactosa (abundante en la leche), glucosa y fructosa, los cuales se encuentran naturalmente en la miel , muchas frutas y algunas verduras. El azúcar de mesa, la leche o la miel a menudo se agregan a las bebidas y a muchos alimentos preparados, como mermeladas, galletas y pasteles.

La celulosa, un polisacárido que se encuentra en las paredes celulares de todas las plantas, es uno de los principales componentes de la fibra dietética insoluble . Aunque no es digerible, la fibra dietética insoluble ayuda a mantener un sistema digestivo saludable [4] al facilitar la defecación . Otros polisacáridos contenidos en la fibra dietética incluyen el almidón resistente y la inulina , que alimentan algunas bacterias en la microbiota del intestino grueso y son metabolizados por estas bacterias para producir ácidos grasos de cadena corta . [5] [6]

Terminología [ editar ]

En la literatura científica, el término "carbohidrato" tiene muchos sinónimos, como "azúcar" (en el sentido amplio), "sacárido", "osa", [2] "glucide", [7] "hidrato de carbono" o " polihidroxi compuestos con aldehído o cetona ". Algunos de estos términos, especialmente "carbohidrato" y "azúcar", también se utilizan con otros significados.

En la ciencia de los alimentos y en muchos contextos informales, el término "carbohidrato" a menudo significa cualquier alimento que sea particularmente rico en almidón de carbohidratos complejos (como cereales, pan y pasta) o carbohidratos simples, como el azúcar (que se encuentra en dulces, mermeladas , y postres).

A menudo, en las listas de información nutricional , como la base de datos nacional de nutrientes del USDA , el término "carbohidratos" (o "carbohidratos por diferencia") se usa para todo lo que no sea agua, proteínas, grasas, cenizas y etanol. [8] Esto incluye compuestos químicos como el ácido acético o láctico , que normalmente no se consideran carbohidratos. También incluye fibra dietética que es un carbohidrato pero que no aporta mucho en forma de energía alimentaria ( kilocalorías ), aunque a menudo se incluye en el cálculo de la energía alimentaria total como si fuera un azúcar.

En sentido estricto, el " azúcar " se aplica a los carbohidratos dulces solubles, muchos de los cuales se utilizan en los alimentos.

Estructura [ editar ]

Anteriormente, el nombre "carbohidrato" se usaba en química para cualquier compuesto con la fórmula C m (H 2 O) n . Siguiendo esta definición, algunos químicos consideraron que el formaldehído (CH 2 O) es el carbohidrato más simple, [9] mientras que otros reclamaron ese título para el glicolaldehído . [10]Hoy en día, el término se entiende generalmente en el sentido bioquímico, que excluye compuestos con solo uno o dos carbonos e incluye muchos carbohidratos biológicos que se desvían de esta fórmula. Por ejemplo, mientras que las fórmulas representativas anteriores parecerían capturar los carbohidratos comúnmente conocidos, los carbohidratos abundantes y ubicuos a menudo se desvían de esto. Por ejemplo, los carbohidratos a menudo presentan grupos químicos tales como: N- acetilo (por ejemplo, quitina), sulfato (por ejemplo, glicosaminoglicanos), ácido carboxílico (por ejemplo, ácido siálico) y modificaciones desoxi (por ejemplo, fucosa y ácido siálico).

Los sacáridos naturales generalmente se componen de carbohidratos simples llamados monosacáridos con fórmula general (CH 2 O) n donde n es tres o más. Un monosacárido típico tiene la estructura H– (CHOH) x (C = O) - (CHOH) y –H, es decir, un aldehído o cetona con muchos grupos hidroxilo agregados, generalmente uno en cada átomo de carbono que no es parte del grupo funcional aldehído o cetona . Ejemplos de monosacáridos son glucosa , fructosa y gliceraldehídos.. Sin embargo, algunas sustancias biológicas comúnmente llamadas "monosacáridos" no se ajustan a esta fórmula (p. Ej., Ácidos urónicos y desoxi-azúcares como la fucosa ) y hay muchas sustancias químicas que se ajustan a esta fórmula, pero no se consideran monosacáridos (p. Ej., Formaldehído CH 2 O e inositol (CH 2 O) 6 ). [11]

La forma de cadena abierta de un monosacárido a menudo coexiste con una forma de anillo cerrado donde el carbono del grupo carbonilo aldehído / cetona (C = O) y el grupo hidroxilo (–OH) reaccionan formando un hemiacetal con un nuevo puente C – O – C.

Los monosacáridos pueden unirse en lo que se denominan polisacáridos (u oligosacáridos ) en una gran variedad de formas. Muchos carbohidratos contienen una o más unidades de monosacáridos modificados a las que se les ha reemplazado o eliminado uno o más grupos. Por ejemplo, la desoxirribosa , un componente del ADN , es una versión modificada de la ribosa ; La quitina se compone de unidades repetidas de N-acetilglucosamina , una forma de glucosa que contiene nitrógeno .

División [ editar ]

Los carbohidratos son polihidroxialdehídos, cetonas, alcoholes, ácidos, sus derivados simples y sus polímeros que tienen enlaces del tipo acetal. Pueden clasificarse según su grado de polimerización y pueden dividirse inicialmente en tres grupos principales, a saber, azúcares, oligosacáridos y polisacáridos [12]

Los principales carbohidratos de la dieta
Clase
(grado de polimerización)
SubgrupoComponentes
Azúcares (1-2)MonosacáridosGlucosa , galactosa , fructosa , xilosa
DisacáridosSacarosa , lactosa , maltosa , isomaltulosa , trehalosa
PoliolesSorbitol , manitol
Oligosacáridos (3 a 9)MaltooligosacáridosMaltodextrinas
Otros oligosacáridosRafinosa , estaquiosa , fructooligosacáridos
Polisacáridos (> 9)AlmidónAmilosa , amilopectina , almidones modificados
Polisacáridos sin almidónGlucógeno , celulosa , hemicelulosa , pectinas , hidrocoloides

Monosacáridos [ editar ]

La D-glucosa es una aldohexosa con la fórmula (C · H 2 O) 6 . Los átomos rojos resaltan el grupo aldehído y los átomos azules resaltan el centro asimétrico más alejado del aldehído; debido a que este -OH está a la derecha de la proyección de Fischer , es un azúcar D.

Los monosacáridos son los carbohidratos más simples en el sentido de que no se pueden hidrolizar a carbohidratos más pequeños. Son aldehídos o cetonas con dos o más grupos hidroxilo. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (C • H 2 O) n , literalmente un "hidrato de carbono". Los monosacáridos son moléculas de combustible importantes, así como componentes básicos de los ácidos nucleicos. Los monosacáridos más pequeños, para los cuales n = 3, son dihidroxiacetona y D- y L-gliceraldehídos.

Clasificación de los monosacáridos [ editar ]

Los anómeros α y β de la glucosa. Tenga en cuenta la posición del grupo hidroxilo (rojo o verde) en el carbono anomérico en relación con el grupo CH 2 OH unido al carbono 5: tienen configuraciones absolutas idénticas (R, R o S, S) (α), o absolutas opuestas configuraciones (R, S o S, R) (β). [13]

Los monosacáridos se clasifican de acuerdo con tres características diferentes: la ubicación de su grupo carbonilo , la cantidad de átomos de carbono que contiene y su destreza quiral . Si el grupo carbonilo es un aldehído , el monosacárido es una aldosa ; si el grupo carbonilo es una cetona , el monosacárido es una cetosa . Los monosacáridos con tres átomos de carbono se denominan triosas , los que tienen cuatro se denominan tetrosas , cinco se denominan pentosas , seis son hexosas , y así sucesivamente. [14]Estos dos sistemas de clasificación a menudo se combinan. Por ejemplo, la glucosa es una aldohexosa (un aldehído de seis carbonos), la ribosa es una aldopentosa (un aldehído de cinco carbonos) y la fructosa es una cetohexosa (una cetona de seis carbonos).

Cada átomo de carbono que lleva un grupo hidroxilo (-OH), con la excepción del primer y último carbonos, es asimétrico , lo que los convierte en estereocentros con dos configuraciones posibles cada uno (R o S). Debido a esta asimetría, pueden existir varios isómeros para cualquier fórmula de monosacárido dada. Usando la regla de Le Bel-van't Hoff , la aldohexosa D-glucosa, por ejemplo, tiene la fórmula (C · H 2 O) 6 , de la cual cuatro de sus seis átomos de carbono son estereogénicos, por lo que la D-glucosa es uno de 2 4 = 16 estereoisómeros posibles . En el caso de gliceraldehídos, una aldotriosa, hay un par de posibles estereoisómeros, que son enantiómeros y epímeros . La 1,3-dihidroxiacetona , la cetosa correspondiente a los gliceraldehídos de aldosa, es una molécula simétrica sin estereocentros. La asignación de D o L se realiza de acuerdo con la orientación del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo: en una proyección de Fischer estándar, si el grupo hidroxilo está a la derecha, la molécula es un azúcar D, de lo contrario es un azúcar L. Los prefijos "D-" y "L-" no deben confundirse con "d-" o "l-", que indican la dirección en la que el azúcar rota la luz polarizada plana . Este uso de "d-" y "l-"ya no se sigue en la química de los carbohidratos. [15]

Isomería de cadena lineal-anillo [ editar ]

La glucosa puede existir tanto en forma de cadena lineal como de anillo.

El grupo aldehído o cetona de un monosacárido de cadena lineal reaccionará reversiblemente con un grupo hidroxilo en un átomo de carbono diferente para formar un hemiacetal o hemicetal , formando un anillo heterocíclico con un puente de oxígeno entre dos átomos de carbono. Los anillos con cinco y seis átomos se denominan formas furanosa y piranosa , respectivamente, y existen en equilibrio con la forma de cadena lineal. [dieciséis]

Durante la conversión de la forma de cadena lineal a la forma cíclica, el átomo de carbono que contiene el oxígeno del carbonilo, llamado carbono anomérico , se convierte en un centro estereogénico con dos configuraciones posibles: El átomo de oxígeno puede tomar una posición por encima o por debajo del plano del anillo. El posible par de estereoisómeros resultante se denomina anómeros . En el anómero α , el sustituyente -OH del carbono anomérico descansa en el lado opuesto ( trans ) del anillo de la rama lateral del CH 2 OH. La forma alternativa, en la que el sustituyente CH 2 OH y el hidroxilo anomérico están en el mismo lado (cis) del plano del anillo, se denomina anómero β .

Uso en organismos vivos [ editar ]

Los monosacáridos son la principal fuente de combustible para el metabolismo , y se utilizan tanto como fuente de energía (la glucosa es la más importante en la naturaleza) y en la biosíntesis . Cuando muchas células no necesitan inmediatamente los monosacáridos, a menudo se convierten en formas más eficientes en el espacio, a menudo polisacáridos . En muchos animales, incluidos los humanos, esta forma de almacenamiento es el glucógeno , especialmente en las células hepáticas y musculares. En las plantas, el almidón se usa con el mismo propósito. El carbohidrato más abundante, la celulosa , es un componente estructural de la pared celular de las plantas y muchas formas de algas. La ribosa es un componente deARN . La desoxirribosa es un componente del ADN . Lyxose es un componente de lyxoflavin que se encuentra en el corazón humano. [17] La ribulosa y la xilulosa se encuentran en la vía de las pentosas fosfato . La galactosa , un componente de la lactosa del azúcar de la leche , se encuentra en los galactolípidos de las membranas celulares de las plantas y en las glicoproteínas de muchos tejidos . La manosa ocurre en el metabolismo humano, especialmente en la glicosilación de ciertas proteínas. Fructosa, o azúcar de frutas, se encuentra en muchas plantas y seres humanos, se metaboliza en el hígado, se absorbe directamente en los intestinos durante la digestión y se encuentra en el semen . La trehalosa , un azúcar importante de los insectos, se hidroliza rápidamente en dos moléculas de glucosa para mantener un vuelo continuo.

Disacáridos [ editar ]

La sacarosa , también conocida como azúcar de mesa, es un disacárido común. Está compuesto por dos monosacáridos: D-glucosa (izquierda) y D-fructosa (derecha).

Dos monosacáridos unidos se denominan disacáridos y estos son los polisacáridos más simples. Los ejemplos incluyen sacarosa y lactosa . Se componen de dos unidades de monosacárido unidas entre sí por un enlace covalente conocido como enlace glicosídico formado mediante una reacción de deshidratación , lo que resulta en la pérdida de un átomo de hidrógeno de un monosacárido y de un grupo hidroxilo del otro. La fórmula de los disacáridos no modificados es C 12 H 22 O 11. Aunque existen numerosos tipos de disacáridos, un puñado de disacáridos son particularmente notables.

La sacarosa , que se muestra a la derecha, es el disacárido más abundante y la forma principal en la que los carbohidratos se transportan en las plantas. Está compuesto por una molécula de D-glucosa y una molécula de D-fructosa . El nombre sistemático de la sacarosa, O -α-D-glucopiranosil- (1 → 2) -D-fructofuranósido, indica cuatro cosas:

  • Sus monosacáridos: glucosa y fructosa
  • Sus tipos de anillos: la glucosa es una piranosa y la fructosa es una furanosa.
  • Cómo están vinculados: el oxígeno del carbono número 1 (C1) de la α-D-glucosa está vinculado al C2 de la D-fructosa.
  • El sufijo -osido indica que el carbono anomérico de ambos monosacáridos participa en el enlace glicosídico.

La lactosa , un disacárido compuesto por una molécula de D-galactosa y una molécula de D-glucosa , se encuentra naturalmente en la leche de mamíferos. El nombre sistemático de la lactosa es O -β-D-galactopiranosil- (1 → 4) -D-glucopiranosa. Otros disacáridos notables incluyen maltosa (dos D-glucosas unidas a α-1,4) y celobiosa (dos D-glucosas unidas a β-1,4). Los disacáridos se pueden clasificar en dos tipos: disacáridos reductores y no reductores. Si el grupo funcional está presente en la unión con otra unidad de azúcar, se denomina disacárido o biosa reductor.

Nutrición [ editar ]

Productos de cereales : fuentes ricas en carbohidratos

Los carbohidratos consumidos en los alimentos producen 3,87 kilocalorías de energía por gramo de azúcares simples, [18] y de 3,57 a 4,12 kilocalorías por gramo de carbohidratos complejos en la mayoría de los demás alimentos. [19] Niveles relativamente altos de carbohidratos están asociados con alimentos procesados ​​o refinados hechos de plantas, incluidos dulces, galletas y dulces, azúcar de mesa, miel, refrescos, panes y galletas saladas, mermeladas y productos de frutas, pastas y cereales para el desayuno. Las cantidades más bajas de carbohidratos generalmente se asocian con alimentos sin refinar, incluidos frijoles, tubérculos, arroz y frutas sin refinar. [20] Los alimentos de origen animal generalmente tienen los niveles más bajos de carbohidratos, aunque la leche contiene una alta proporción de lactosa .

Por lo general, los organismos no pueden metabolizar todos los tipos de carbohidratos para producir energía. La glucosa es una fuente de energía casi universal y accesible. Muchos organismos también tienen la capacidad de metabolizar otros monosacáridos y disacáridos, pero la glucosa a menudo se metaboliza primero. En Escherichia coli , por ejemplo, el operón lac expresará enzimas para la digestión de lactosa cuando está presente, pero si están presentes tanto lactosa como glucosa, el operón lac se reprime, lo que hace que la glucosa se use primero (ver: Diauxie ). Polisacáridostambién son fuentes comunes de energía. Muchos organismos pueden descomponer fácilmente los almidones en glucosa; la mayoría de los organismos, sin embargo, no pueden metabolizar la celulosa u otros polisacáridos como la quitina y los arabinoxilanos . Estos tipos de carbohidratos pueden ser metabolizados por algunas bacterias y protistas. Los rumiantes y las termitas , por ejemplo, utilizan microorganismos para procesar la celulosa. Aunque estos carbohidratos complejos no son muy digeribles, representan un elemento dietético importante para los humanos, llamado fibra dietética . La fibra mejora la digestión, entre otros beneficios. [21]

El Instituto de Medicina recomienda que los adultos estadounidenses y canadienses obtengan entre el 45 y el 65% de la energía dietética de los carbohidratos integrales. [22] La Organización para la Agricultura y la Alimentación y la Organización Mundial de la Salud recomiendan conjuntamente que las directrices dietéticas nacionales establecen un objetivo de 55-75% de la energía total de los carbohidratos, pero sólo el 10% de forma directa a partir de azúcares (su período de hidratos de carbono simples). [23] Una revisión sistemática Cochrane de 2017 concluyó que no había pruebas suficientes para respaldar la afirmación de que las dietas integrales pueden afectar las enfermedades cardiovasculares. [24]

Clasificación [ editar ]

Los nutricionistas a menudo se refieren a los carbohidratos como simples o complejos. Sin embargo, la distinción exacta entre estos grupos puede ser ambigua. El término carbohidrato complejo se utilizó por primera vez en la publicación Dietary Goals for the United States (1977) del Comité Selecto de Nutrición y Necesidades Humanas del Senado de los Estados Unidos (1977), donde se pretendía distinguir los azúcares de otros carbohidratos (que se percibían como nutricionalmente superiores). [25]Sin embargo, el informe colocó "frutas, verduras y cereales integrales" en la columna de carbohidratos complejos, a pesar de que estos pueden contener azúcares y polisacáridos. Esta confusión persiste ya que hoy en día algunos nutricionistas utilizan el término carbohidrato complejo para referirse a cualquier tipo de sacárido digerible presente en un alimento integral, donde también se encuentran fibra, vitaminas y minerales (a diferencia de los carbohidratos procesados, que aportan energía pero pocos otros nutrientes). . Sin embargo, el uso estándar es clasificar los carbohidratos químicamente: simples si son azúcares ( monosacáridos y disacáridos ) y complejos si son polisacáridos (u oligosacáridos ). [26]

En cualquier caso, la distinción química simple versus compleja tiene poco valor para determinar la calidad nutricional de los carbohidratos. [26] Algunos carbohidratos simples (por ejemplo, fructosa ) elevan rápidamente la glucosa en sangre, mientras que algunos carbohidratos complejos (almidones) elevan el azúcar en sangre lentamente. La velocidad de la digestión está determinada por una variedad de factores que incluyen qué otros nutrientes se consumen con los carbohidratos, cómo se preparan los alimentos, las diferencias individuales en el metabolismo y la química de los carbohidratos. [27] Los carbohidratos a veces se dividen en "carbohidratos disponibles", que se absorben en el intestino delgado y "carbohidratos no disponibles", que pasan al intestino grueso., donde son sometidos a fermentación por la microbiota gastrointestinal . [28]

Las Pautas Dietéticas para Estadounidenses 2010 del USDA exigen un consumo moderado a alto de carbohidratos a partir de una dieta equilibrada que incluya seis porciones de una onza de alimentos con granos cada día, al menos la mitad de fuentes de granos integrales y el resto de alimentos enriquecidos . [29]

Los conceptos de índice glucémico (IG) y carga glucémica se han desarrollado para caracterizar el comportamiento de los alimentos durante la digestión humana. Clasifican los alimentos ricos en carbohidratos según la rapidez y la magnitud de su efecto sobre los niveles de glucosa en sangre. El índice glucémico es una medida de la rapidez con la que se absorbe la glucosa de los alimentos , mientras que la carga glucémica es una medida de la glucosa absorbible total en los alimentos. El índice de insulina es un método de clasificación similar y más reciente que clasifica los alimentos según sus efectos sobre los niveles de insulina en sangre, que son causados ​​por la glucosa (o almidón) y algunos aminoácidos en los alimentos.

Efectos sobre la salud de la restricción de carbohidratos en la dieta [ editar ]

Las dietas bajas en carbohidratos pueden perder las ventajas para la salud, como una mayor ingesta de fibra dietética , que ofrecen los carbohidratos de alta calidad que se encuentran en las legumbres y legumbres , los cereales integrales , las frutas y las verduras. [30] [31] Las desventajas de la dieta podrían incluir halitosis , dolor de cabeza y estreñimiento y , en general, los posibles efectos adversos de las dietas restringidas en carbohidratos no se han investigado suficientemente, en particular por los posibles riesgos de osteoporosis e incidencia de cáncer . [32]

Las dietas restringidas en carbohidratos pueden ser tan efectivas como las dietas bajas en grasas para ayudar a lograr la pérdida de peso a corto plazo cuando se reduce la ingesta total de calorías. [33] Una declaración científica de la Endocrine Society dijo que "cuando la ingesta de calorías se mantiene [...] constante, la acumulación de grasa corporal no parece verse afectada ni siquiera por cambios muy pronunciados en la cantidad de grasa frente a carbohidratos en la dieta". [33] A largo plazo, la pérdida o el mantenimiento de peso eficaz depende de la restricción de calorías , [33] no de la proporción de macronutrientes en una dieta. [34] El razonamiento de la dieta defiende que los carbohidratos causan una acumulación indebida de grasa al aumentar la insulina en sangre.niveles, y que las dietas bajas en carbohidratos tienen una "ventaja metabólica", no está respaldado por evidencia clínica . [33] [35] Además, no está claro cómo la dieta baja en carbohidratos afecta la salud cardiovascular , aunque dos revisiones mostraron que la restricción de carbohidratos puede mejorar los marcadores de lípidos de riesgo de enfermedad cardiovascular . [36] [37]

Las dietas restringidas en carbohidratos no son más efectivas que una dieta saludable convencional para prevenir la aparición de diabetes tipo 2 , pero para las personas con diabetes tipo 2, son una opción viable para perder peso o ayudar con el control glucémico . [38] [39] [40] Hay pruebas limitadas que respaldan el uso rutinario de dietas bajas en carbohidratos para controlar la diabetes tipo 1 . [41] La Asociación Estadounidense de Diabetes recomienda que las personas con diabetes adopten una dieta generalmente saludable, en lugar de una dieta centrada en carbohidratos u otros macronutrientes. [40]

Una forma extrema de dieta baja en carbohidratos, la dieta cetogénica , se establece como dieta médica para el tratamiento de la epilepsia . [42] Gracias al respaldo de celebridades a principios del siglo XXI, se convirtió en una dieta de moda como medio para perder peso, pero con riesgos de efectos secundarios indeseables , como niveles bajos de energía y aumento del hambre, insomnio , náuseas y malestar gastrointestinal . [42] La Asociación Dietética Británica la nombró una de las "5 peores dietas de celebridades que se deben evitar en 2018". [42]

Metabolismo [ editar ]

El metabolismo de los carbohidratos es la serie de procesos bioquímicos responsables de la formación , descomposición e interconversión de los carbohidratos en los organismos vivos .

El carbohidrato más importante es la glucosa , un azúcar simple ( monosacárido ) que es metabolizado por casi todos los organismos conocidos. La glucosa y otros carbohidratos son parte de una amplia variedad de vías metabólicas entre especies: las plantas sintetizan carbohidratos a partir de dióxido de carbono y agua mediante la fotosíntesis, almacenando la energía absorbida internamente, a menudo en forma de almidón o lípidos . Los componentes vegetales son consumidos por animales y hongos y se utilizan como combustible para la respiración celular . La oxidación de un gramo de carbohidratos produce aproximadamente 16 kJ (4 kcal) de energía., mientras que la oxidación de un gramo de lípidos produce alrededor de 38 kJ (9 kcal). El cuerpo humano almacena entre 300 y 500 g de carbohidratos dependiendo del peso corporal, y el músculo esquelético contribuye a una gran parte del almacenamiento. [43] La energía obtenida del metabolismo (p. Ej., Oxidación de la glucosa) generalmente se almacena temporalmente dentro de las células en forma de ATP . [44] Los organismos capaces de la respiración anaeróbica y aeróbica metabolizan la glucosa y el oxígeno (aeróbico) para liberar energía, con dióxido de carbono y agua como subproductos.

Catabolismo [ editar ]

El catabolismo es la reacción metabólica que experimentan las células para descomponer moléculas más grandes y extraer energía. Hay dos vías metabólicas principales del catabolismo de los monosacáridos : la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico .

En la glucólisis, los oligo y polisacáridos se escinden primero en monosacáridos más pequeños mediante enzimas llamadas glucósido hidrolasas . Las unidades de monosacárido pueden entonces entrar en catabolismo de monosacárido. Se requiere una inversión de 2 ATP en los primeros pasos de la glucólisis para fosforilar la glucosa en glucosa 6-fosfato ( G6P ) y la fructosa 6-fosfato ( F6P ) en fructosa 1,6-bifosfato ( FBP ), impulsando así la reacción de manera irreversible. [43] En algunos casos, como en el caso de los humanos, no todos los tipos de carbohidratos son utilizables ya que las enzimas digestivas y metabólicas necesarias no están presentes.

Química de carbohidratos [ editar ]

La química de los carbohidratos es una rama grande y económicamente importante de la química orgánica. Algunas de las principales reacciones orgánicas que involucran a los carbohidratos son:

  • Acetalización de carbohidratos
  • Reacción de cianhidrina
  • Transformación de Lobry de Bruyn-Van Ekenstein
  • Reordenamiento de Amadori
  • Reacción nef
  • Degradación de Wohl
  • Reacción de Koenigs-Knorr
  • Digestión de carbohidratos

Ver también [ editar ]

  • Bioplástico
  • Fermentación
  • Glicobiología
  • Glycoinformatics
  • Glicolípido
  • Glycome
  • Glicomicos
  • Glicosilo
  • Macromolécula
  • Dieta baja en carbohidratos
  • Vía pentosa fosfato
  • Fotosíntesis
  • Almidón resistente
  • Ácido sacárico
  • RMN de carbohidratos

Referencias [ editar ]

  1. ^ Flitsch SL, Ulijn RV (enero de 2003). "Azúcares atados a la mancha". Naturaleza . 421 (6920): 219–20. Código Bibliográfico : 2003Natur.421..219F . doi : 10.1038 / 421219a . PMID  12529622 . S2CID  4421938 .
  2. a b Avenas P (2012). "Etimología de los principales nombres de polisacáridos" (PDF) . En Navard P (ed.). La Red europea de excelencia de polisacáridos (EPNOE) . Viena: Springer-Verlag.
  3. ^ Maton A, Hopkins J, McLaughlin CW, Johnson S, Warner MQ, LaHart D, Wright JD (1993). Biología humana y salud . Englewood Cliffs, Nueva Jersey: Prentice Hall. págs.  52–59 . ISBN 978-0-13-981176-0.
  4. ^ Base de datos nacional de nutrientes del USDA, 2015, p. 14
  5. ^ Cummings, John H. (2001). El efecto de la fibra dietética sobre el peso y la composición fecal (3ª ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. pag. 184. ISBN 978-0-8493-2387-4.
  6. ^ Byrne CS, Chambers ES, Morrison DJ, Frost G (septiembre de 2015). "El papel de los ácidos grasos de cadena corta en la regulación del apetito y la homeostasis energética" . Revista Internacional de Obesidad . 39 (9): 1331–8. doi : 10.1038 / ijo.2015.84 . PMC 4564526 . PMID 25971927 .  
  7. ^ Fearon WF (1949). Introducción a la Bioquímica (2ª ed.). Londres: Heinemann. ISBN 9781483225395.
  8. ^ Base de datos nacional de nutrientes del USDA, 2015, p. 13
  9. ^ Coulter JM, Barnes CR, Cowles HC (1930). Un libro de texto de botánica para colegios y universidades . ISBN 9781113909954.
  10. ^ Burtis CA, Ashwood ER, Tietz NW (2000). Tietz fundamentos de la química clínica . ISBN 9780721686349.
  11. ^ Matthews CE, Van Holde KE, Ahern KG (1999). Bioquímica (3ª ed.). Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-3066-3.[ página necesaria ]
  12. ^ "Capítulo 1 - El papel de los carbohidratos en la nutrición" . Hidratos de carbono en la nutrición humana . Documento de la FAO sobre alimentación y nutrición - 66. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.
  13. ^ Bertozzi CR, Rabuka D (2017). "Base estructural de la diversidad de glicanos" . Fundamentos de la glicobiología (3ª ed.). Cold Spring Harbor (Nueva York): Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-1-621821-32-8.
  14. ^ Campbell NA, Williamson B, Heyden RJ (2006). Biología: Explorando la vida . Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-250882-7.
  15. ^ Pigman W, Horton D (1972). "Capítulo 1: Estereoquímica de los monosacáridos". En Pigman y Horton (ed.). Los carbohidratos: química y bioquímica Vol 1A (2ª ed.). San Diego: Prensa académica. págs. 1-67. ISBN 9780323138338.
  16. ^ Pigman W, Anet E (1972). "Capítulo 4: Mutarrotaciones y acciones de ácidos y bases". En Pigman y Horton (ed.). Los carbohidratos: química y bioquímica Vol 1A (2ª ed.). San Diego: Prensa académica. págs. 165–94. ISBN 9780323138338.
  17. ^ "lyxoflavina" . Merriam-Webster .
  18. ^ "Mostrar alimentos" . usda.gov .
  19. ^ "Cálculo del contenido energético de los alimentos - factores de conversión de energía" . fao.org .
  20. ^ "Lista de referencia de carbohidratos" (PDF) . www.diabetes.org.uk . Consultado el 30 de octubre de 2016 .
  21. ^ Pichon L, Huneau JF, Fromentin G, Tomé D (mayo de 2006). "Una dieta alta en proteínas, alta en grasas y sin carbohidratos reduce la ingesta de energía, la lipogénesis hepática y la adiposidad en ratas" . La Revista de Nutrición . 136 (5): 1256–60. doi : 10.1093 / jn / 136.5.1256 . PMID 16614413 . 
  22. ^ Junta de alimentación y nutrición (2002/2005). Ingestas dietéticas de referencia para energía, carbohidratos, fibra, grasas, ácidos grasos, colesterol, proteínas y aminoácidos. Archivado el 10 de febrero de 2007, en Archive.today . Washington, DC: The National Academies Press . Página 769 Archivado el 12 de septiembre de 2006 en Wayback Machine . ISBN 0-309-08537-3 . 
  23. ^ Consulta de expertos conjunta OMS / FAO (2003). [1] ( PDF ). Ginebra: Organización Mundial de la Salud . págs. 55–56. ISBN 92-4-120916-X . 
  24. ^ Kelly SA, Hartley L, Loveman E, Colquitt JL, Jones HM, Al-Khudairy L, Clar C, Germanò R, Lunn HR, Frost G, Rees K (2017). "Cereales integrales para la prevención primaria o secundaria de enfermedades cardiovasculares" (PDF) . La base de datos Cochrane de revisiones sistemáticas . 8 : CD005051. doi : 10.1002 / 14651858.CD005051.pub3 . PMC 6484378 . PMID 28836672 .   
  25. ^ Consulta de expertos conjunta OMS / FAO (1998), Carbohidratos en la nutrición humana , capítulo 1 . ISBN 92-5-104114-8 . 
  26. ^ a b "Carbohidratos" . La fuente de nutrición . Escuela de Salud Pública de Harvard. 18 de septiembre de 2012 . Consultado el 3 de abril de 2013 .
  27. ^ Jenkins DJ, Jenkins AL, Wolever TM, Thompson LH, Rao AV (febrero de 1986). "Carbohidratos simples y complejos". Reseñas de nutrición . 44 (2): 44–9. doi : 10.1111 / j.1753-4887.1986.tb07585.x . PMID 3703387 . 
  28. ^ Hedley, CL (2001). Hidratos de carbono en semillas de leguminosas de cereales: mejora de la calidad nutricional y las características agronómicas . CABI. pag. 79. ISBN 978-0-85199-944-9.
  29. ^ DHHS y USDA , Dietary Guidelines for Americans 2010 Archivado el 20 de agosto de 2014 en Wayback Machine .
  30. ^ Seidelmann, Sara B; Claggett, Brian; Cheng, Susan; Henglin, Mir; Shah, Amil; Steffen, Lyn M; Folsom, Aaron R; Rimm, Eric B; Willett, Walter C; Salomón, Scott D (2018). "Mortalidad y la ingesta de carbohidratos en la dieta: un estudio de cohorte prospectivo y un metanálisis" . La lanceta. Salud pública (metaanálisis). 3 (9): e419 – e428. doi : 10.1016 / s2468-2667 (18) 30135-x . ISSN 2468-2667 . PMC 6339822 . PMID 30122560 .   
  31. ^ Reynolds A, Mann J , Cummings J, Winter N, Mete E, Te Morenga L (10 de enero de 2019). "Calidad de carbohidratos y salud humana: una serie de revisiones sistemáticas y metanálisis" (PDF) . Lancet (revisión). 393 (10170): 434–445. doi : 10.1016 / S0140-6736 (18) 31809-9 . PMID 30638909 . S2CID 58632705 .   
  32. ^ Churuangsuk C, Kherouf M, Combet E, Lean M (2018). "Dietas bajas en carbohidratos para el sobrepeso y la obesidad: una revisión sistemática de las revisiones sistemáticas" (PDF) . Revisiones de obesidad (revisión sistemática). 19 (12): 1700-1718. doi : 10.1111 / obr.12744 . PMID 30194696 . S2CID 52174104 .   
  33. ^ a b c d Schwartz MW, Seeley RJ, Zeltser LM, Drewnowski A, Ravussin E, Redman LM, et al. (2017). "Patogenia de la obesidad: una declaración científica de la sociedad endocrina" . Revisiones endocrinas . 38 (4): 267-296. doi : 10.1210 / er.2017-00111 . PMC 5546881 . PMID 28898979 .  
  34. ^ Butryn ML, Clark VL, Coletta MC (2012). Akabas SR, et al. (eds.). Enfoques conductuales para el tratamiento de la obesidad . Libro de texto de obesidad . John Wiley e hijos. pag. 259. ISBN 978-0-470-65588-7. En conjunto, estos hallazgos indican que la ingesta de calorías, no la composición de macronutrientes, determina el mantenimiento de la pérdida de peso a largo plazo.
  35. ^ Pasillo KD (2017). "Una revisión del modelo carbohidrato-insulina de la obesidad". Revista europea de nutrición clínica (revisión). 71 (3): 323–326. doi : 10.1038 / ejcn.2016.260 . PMID 28074888 . S2CID 54484172 .  
  36. ^ Mansoor N, Vinknes KJ, Veierød MB, Retterstøl K (febrero de 2016). "Efectos de las dietas bajas en carbohidratos v. Dietas bajas en grasas sobre el peso corporal y los factores de riesgo cardiovascular: un metanálisis de ensayos controlados aleatorios". La Revista Británica de Nutrición . 115 (3): 466–79. doi : 10.1017 / S0007114515004699 . PMID 26768850 . S2CID 21670516 .  
  37. ^ Gjuladin-Hellon T, Davies IG, Penson P, Amiri Baghbadorani R (2019). "Efectos de las dietas restringidas en carbohidratos sobre los niveles de colesterol unido a lipoproteínas de baja densidad en adultos con sobrepeso y obesidad: una revisión sistemática y un metanálisis" (PDF) . Revisiones de nutrición (revisión sistemática). 77 (3): 161–180. doi : 10.1093 / nutrit / nuy049 . PMID 30544168 . S2CID 56488132 .   
  38. ^ Brouns F (2018). "Prevención del sobrepeso y la diabetes: ¿es recomendable una dieta baja en carbohidratos y alta en grasas?" . Eur J Nutr (revisión). 57 (4): 1301-1312. doi : 10.1007 / s00394-018-1636-y . PMC 5959976 . PMID 29541907 .  
  39. Meng Y, Bai H, Wang S, Li Z, Wang Q, Chen L (2017). "Eficacia de la dieta baja en carbohidratos para el manejo de la diabetes mellitus tipo 2: una revisión sistemática y un metanálisis de ensayos controlados aleatorios". Investigación y práctica clínica en diabetes . 131 : 124-131. doi : 10.1016 / j.diabres.2017.07.006 . PMID 28750216 . 
  40. ^ a b Comité de práctica profesional de la Asociación Estadounidense de Diabetes (2019). "Comité de práctica profesional: estándares de atención médica en diabetes — 2019" . Cuidado de la diabetes . 42 (Suplemento 1): s46 – s60. doi : 10.2337 / dc19-S005 . PMID 30559231 . 
  41. ^ Seckold R, Fisher E, de Bock M, King BR, Smart CE (2019). "Los altibajos de las dietas bajas en carbohidratos en el manejo de la diabetes tipo 1: una revisión de los resultados clínicos". Diabet. Medicina. (Revisar). 36 (3): 326–334. doi : 10.1111 / dme.13845 . PMID 30362180 . S2CID 53102654 .  
  42. ^ a b c "Las 5 peores dietas de celebridades para evitar en 2018" . Asociación Británica de Dietética. 7 de diciembre de 2017 . Consultado el 1 de diciembre de 2020 . La Asociación Dietética Británica (BDA) reveló hoy su muy esperada lista anual de dietas de celebridades que deben evitarse en 2018. La alineación de este año incluye dietas Raw Vegan, Alkaline, Pioppi y Ketogenic, así como los Suplementos Nutricionales de Katie Price.
  43. a b Maughan, Ron (junio de 2013). "Cirugía Oxford" . www.onesearch.cuny.edu .
  44. ^ Mehta S (9 de octubre de 2013). "Energética de la respiración celular (metabolismo de la glucosa)" . Notas de bioquímica, notas .

Lectura adicional [ editar ]

  • "Compolición de alimentos crudos, procesados, preparados" (PDF) . Departamento de Agricultura de los Estados Unidos . Septiembre de 2015 . Consultado el 30 de octubre de 2016 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Carbohidratos, incluidos modelos interactivos y animaciones (requiere MDL Chime )
  • Comisión Conjunta IUPAC-IUBMB sobre Nomenclatura Bioquímica (JCBN): Nomenclatura de carbohidratos
  • Carbohidratos detallados
  • Carbohidratos y glicosilación: la biblioteca virtual de bioquímica, biología molecular y biología celular
  • Functional Glycomics Gateway , una colaboración entre el Consortium for Functional Glycomics y Nature Publishing Group