Hidratos de carbono

La principal función de los hidratos de carbono es proporcionar energía al organismo. Aportan energía de más fácil utilización que otros nutrientes. Cada gramo de los mismos aporta 4 kcal al organismo.

Los hidratos de carbono, carbohidratos, glúcidos o azúcares tienen como función principal aportar energía al organismo, con un rendimiento 2,5 veces menor que el aporte energético de las grasas.

Químicamente, están compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno. La unidad básica son unas moléculas que se llaman monosacáridos o azúcares simples. Dentro de estos, los más importantes son la glucosa, la fructosa y la galactosa. Entre los disacáridos, es decir, los hidratos de carbono formados por dos monosacáridos, destacan la sacarosa, la lactosa y la maltosa.

También existen polisacáridos o hidratos de carbono complejos. Son moléculas largas compuestas por un número variable de unidades de glucosa unidas entre sí. Entre ellos destacan el almidón, el glucógeno y la celulosa.

A lo largo del artículo veremos todos estos hidratos de carbono con más detenimiento. No obstante, antes de entrar en detalle, es importante conocer varios aspectos generales sobre los hidratos de carbono.

Funciones de los hidratos de carbono

Como hemos comentado, la principal función de los hidratos de carbono es proporcionar energía al organismo.  Aportan energía más fácil de utilizar que otros nutrientes. Cada gramo de los mismos aporta 4 kcal al organismo.

Además, la glucosa es la única molécula que le sirve al cerebro para obtener energía. Este órgano consume alrededor de 100 gramos al día.

Los carbohidratos son, a su vez, el almacén y la reserva de energía en forma de glucógeno que se moviliza rápidamente para generar glucosa cuando se necesita. Otras funciones son:

• Tienen un efecto ahorrador de proteínas.
• Evitan la formación de los cuerpos cetónicos, productos de desecho de las grasas que aparecen cuando el cuerpo utiliza las grasas en lugar de los azúcares para generar energía.
• Forman parte de los tejidos del organismo, como, por ejemplo, el tejido conectivo o el tejido nervioso. Además, son moléculas esenciales del ADN y el ATP.

Hidratos de carbono: monosacáridos

Los monosacáridos son los glúcidos o hidratos de carbono más sencillos. Químicamente, están formados por una sola cadena de polialcoholes con un grupo aldehído o cetona. Es por esto por lo que no pueden descomponerse mediante hidrólisis.

Los monosacáridos principales son los que hemos mencionado con anterioridad:

• Glucosa.
• Fructosa.
• Galactosa.

Glucosa

Tiene una gran importancia nutricional. Es uno de los dos azúcares de los disacáridos y es la unidad básica de los polisacáridos. Uno de estos, el almidón, es la principal fuente de energía en la dieta; otro, el glucógeno, es una importante forma de almacenamiento de energía en el organismo. En la industria alimentaria suele denominarse dextrosa.

Fructosa

La fructosa es un azúcar simple que se puede encontrar de manera natural en las frutas y que se ingiere principalmente en forma de sacarosa, de la cual hablaremos más adelante.

La fructosa se debe absorber por las células intestinales y se tienen que metabolizar para poder ser utilizada por el organismo. Hay muchas personas que tienen problemas en estos dos procesos, en la absorción o en la metabolización. Cuando esto ocurre, la persona es intolerante a la fructosa.

Galactosa

Este monosacárido se encuentra principalmente en la leche y en los demás productos lácteos. Funciona como componente estructural de las membranas de las células nerviosas. Además, es indispensable para la lactancia en mamíferos y puede servir como fuente de energía.

Sin embargo, su consumo en la dieta no es necesario. Existen varios problemas metabólicos relacionados con la galactosa que llevan a patologías como la intolerancia a la lactosa y la galactosemia.

Hidratos de carbono: disacáridos

Los disacáridos son glúcidos formados por dos monosacáridos unidos mediante un enlace O-glucosídico.  Estos hidratos de carbono conservan las mismas propiedades físicas que los monosacáridos; es decir, son:

• Dulces.
• Solubles en agua.
• Forman cristales blancos que caramelizan con el calor.

Pueden hidrolizarse, es decir, su molécula se puede romper por la adición de una molécula de agua, dando lugar a los monosacáridos que la forman.

Los principales disacáridos son:

• Sacarosa: es el azúcar común. Se obtiene comercialmente de la remolacha o de la caña de azúcar. Sin embargo, también está presente en muchas frutas, como los dátiles y los higos, y en el néctar de muchas flores. Está formada por la unión de los monosacáridos glucosa y fructosa.
• Maltosa: es el azúcar de malta. Aparece cuando se descomponen los polisacáridos almidón y glucógeno por hidrólisis. La cebada germinada, que es otro nombre que recibe la maltosa, se emplea para la fabricación de la cerveza y whisky; también para obtener malta, sustituta del café. Está formada por dos moléculas de α-D-glucosa, por medio de un enlace O-glucosídico entre los carbonos 1 de la primera y 4 de la segunda.
• Lactosa: es el azúcar de la leche de los mamíferos. Está formada por galactosa y glucosa. Hay personas que tienen intolerancia a este hidrato de carbono porque no pueden digerirla. Como resultado, estos pacientes presentan diarrea, gases e hinchazón después de comer o beber productos lácteos.
• Isomaltosa: este disacárido no existe libre en la naturaleza, sino que aparece cuando se descomponen por hidrólisis los polisacáridos almidón y glucógeno. Está formado por dos moléculas de α-D-glucosa, igual que la maltosa, pero en este caso el enlace O-glucosídico se da entre diferentes carbonos.
• Celobiosa: tampoco existe en la naturaleza, sino que aparece durante la descomposición del polisacárido celulosa. Su composición se basa en la unión de dos moléculas β-D-glucosa.

Hidratos de carbono: polisacáridos

Los polisacáridos son hidratos de carbono formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos con pérdida de una molécula de agua por cada enlace. El número de monosacáridos de cada molécula de polisacárido es variable, llegando a ser de miles monosacáridos.

En cuanto a sus propiedades físicas, no son dulces, no cristalizan, no son solubles en agua ni tienen carácter reductor. Como función principal, son una gran reserva de energía y algunos desempeñan funciones estructurales.

Se distinguen dos tipos de polisacáridos: los homopolisacáridos y los heteropolisácaridos. Como bien indican sus nombres, los primeros son los que están formados por el mismo tipo de monosacáridos y los segundos, por diferentes.

Los más importantes son los siguientes:

Celulosa

Es un polisacárido estructural que constituye el principal componente de la pared de las células vegetales. Está formada por aproximadamente 15000 moléculas de glucosa.

La mayoría de los animales no digieren la celulosa por carecer de enzimas que rompan el enlace que une a las moléculas de la glucosa. No obstante, los animales herbívoros contienen en su tubo digestivo microorganismos que sí tienen celulasa, la enzima capaz de hidrolizar dicho enlace.

Almidón

Constituye la principal reserva alimenticia de las plantas. A pesar de estar clasificado como un homopolisacárido, está formado por amilosa y amilopectina.

Los seres vivos tienden a almacenar glucosa en forma de polisacáridos, ya que de esta manera, al no ser soluble, se evita la enorme presión osmótica que supondría la presencia de millones de moléculas disueltas en el medio.

En la digestión del almidón han de intervenir dos enzimas: la alfa-amilasa y la alfa-dextrinasa. Durante la digestión del almidón, van apareciendo moléculas de dextrina, maltosa, isomaltosa y glucosa, que es la que queda al final del proceso únicamente.

Glucógeno

También se le conoce como almidón animal, ya que constituye el polisacárido de reserva alimenticia de los animales. Se almacena en el hígado, constituyendo el 10 % de la masa hepática. Además, los músculos de los animales vertebrados también acumulan parte del glucógeno.

En el hígado, la conversión de glucosa almacenada en forma de glucógeno a glucosa libre en sangre está regulada por las hormonas glucagón y adrenalina. La hidrólisis del glucógeno es similar a la del almidón, aunque se necesitan enzimas específicas diferentes.

La importancia de los hidratos de carbono en la nutrición

En el ámbito de la nutrición, estos nutrientes se clasifican en dos grandes grupos en función de su estructura y de la rapidez del proceso a través del cual el azúcar se dirige y se absorbe por el organismo. En este sentido, distinguimos entre:

• Hidratos de carbono simples. Son los alimentos que contienen los hidrato de carbono fructosa, que se encuentra en las frutas, y galactosa, azúcar que forma parte de los productos lácteos.
• Hidratos de carbono complejos. Abarcan:
  • Lactosa, que también está presente en los productos lácteos.
  • Maltosa. Aparece en ciertas verduras, así como en la cerveza, en la que se utiliza el cereal de la malta para su elaboración.
  • Sacarosa o azúcar común.

Algunos alimentos que son ricos en carbohidratos simples son las frutas y verduras, la leche y los productos derivados de esta, como el queso o el yogur. También contienen estos tipos de hidratos de carbono los azúcares y productos refinados.

Por último, en cuanto a los carbohidratos complejos, se incluyen en alimentos como las legumbres y las verduras ricas en almidón. También aportan hidratos de carbono complejos los panes y otros productos que incluyen cereales integrales.