Los Hidratos de Carbono de la Dieta - PDF

LOS HIDRATOS DE CARBONO DE LA DIETA Área de Nutrición y Bromatología LHICA-USC  INDICE 1.- Clasificación 2.- Funciones 3.- Fuentes 4. Requerimientos 5.-Digestión, absorción y metabolismo 6.- Enfermedades asociadas BIBLIOGRAFÍA: MATAIX, J. Nutrición y alimentación humana 1...

LOS HIDRATOS DE CARBONO DE LA DIETA Área de Nutrición y Bromatología LHICA-USC  INDICE 1.- Clasificación 2.- Funciones 3.- Fuentes 4. Requerimientos 5.-Digestión, absorción y metabolismo 6.- Enfermedades asociadas BIBLIOGRAFÍA: MATAIX, J. Nutrición y alimentación humana 1. Clasificación Son compuestos químicos que contienen C, H y O en la proporción CH20. SE CLASIFICAN EN: Monosacáridos (C6H12O6) Disacáridos (C12H22O11) Polisacáridos Cn (H2O)n-1 1. CLASIFICACIÓN MONOSACÁRIDOS: Son aquellos que no pueden ser desdoblados por hidrólisis. Su cadena puede constar de 3, 4, 5, 6 … átomos de carbono y se denominan triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etc. PENTOSAS: No fuente de energía. Pequeña cantidad en todas las células animales y vegetales: D-xilosa: estructuras de los vegetales L-arabinosa: frutas y raíces D-ribosa: ácidos nucleicos y nucleótidos del citoplasma Desoxirribosa: ácidos nucleicos 1. CLASIFICACIÓN HEXOSAS: GLUCOSA: Aldohexosa. Es el principal producto resultante de la hidrólisis de otros hidratos e carbono complejos. Tiene un sabor ligeramente azucarado y es soluble en agua. Es un elemento energético privilegiado, puesto que todas las células del organismo pueden utilizarla. FRUCTOSA: Es una cetohexosa que se encuentra en las frutas y en la miel. La principal fuente de fructosa es la sacarosa o azúcar común (glucosa+ fructosa). Tiene un sabor azucarado (el mayor) y su velocidad de absorción es mucho más lenta que la de la glucosa (40%). GALACTOSA: Es una aldohexosa y, junto con la glucosa, un constituyente de la lactosa. La fuente principal es la leche. Se transporta por la sangre y se encuentra en los cerebrósidos y en vísceras. Es soluble en agua y posee un sabor azucarado bastante agradable.  ALDOSAS CETOSAS 1. CLASIFICACIÓN OLIGOSACÁRIDOS: Son el resultado de la unión de 2 a 9 moléculas de monosacáridos, mediante enlace glucosídico con pérdida de una molécula de agua. - a glucanos: digeribles -No a glucanos: FRUCTOLIGOSACÁRIDOS 1. CLASIFICACIÓN Disacáridos: Los más interesantes desde el punto de vista nutricional SACAROSA: (a1-4)Glucosa+Fructosa. Es el disacárido más abundante en la naturaleza. Es el azúcar común obtenido de la remolacha y de la caña de azúcar, aunque se encuentra en muchos vegetales. (Azúcar invertido: mezcla al 50% de glucosa más fructosa). PE100 LACTOSA: (b1-4) Glucosa+galactosa. Es el azúcar de la leche. Tiene un sabor dulce moderado y es moderadamente soluble en agua. Su poder edulcorante es 6 veces menor que el de la sacarosa.PE16 MALTOSA: Glucosa+glucosa. Es muy soluble en el agua. Se encuentra en los vegetales, como consecuencia de la acción enzimática sobre el almidón. Carece de importancia desde el punto de vista de la nutrición. (NOTA: LACTULOSA: disacárido sintético (galactosa + fructosa) 1. CLASIFICACIÓN Disacáridos: Los más interesantes desde el punto de vista nutricional SACAROSA: (a1-4)Glucosa+Fructosa. Es el disacárido más abundante en la naturaleza. Es el azúcar común obtenido de la remolacha y de la caña de azúcar, aunque se encuentra en muchos vegetales. (Azúcar invertido: mezcla al 50% de glucosa más fructosa). PE100 LACTOSA: (b1-4) Glucosa+galactosa. Es el azúcar de la leche. Tiene un sabor dulce moderado y es moderadamente soluble en agua. MALTOSA: Glucosa+glucosa. Es muy soluble en el agua. Se encuentra en los vegetales, como consecuencia de la acción enzimática sobre el almidón. Carece de importancia desde el punto de vista de la nutrición. (NOTA: LACTULOSA: disacárido sintético (galactosa + fructosa) 1. CLASIFICACIÓN Oligosacáridos: Maltotriosa (3G) Rafinosa (3G) Estaquiosa(4G) Verbascosas (5G) También fructooligosacáridos (F b1-2) y galactooligosacáridos 1. CLASIFICACIÓN POLISACÁRIDOS Sus moléculas contienen de diez a varios miles de monosacáridos. Son amorfos, no cristalinos. Carecen de poder edulcorante y son insolubles en agua. ALMIDÓN: Es la gran reserva glucídica de vegetales. Es un polvo blanco, insoluble en agua fría. En agua caliente forma un engrudo. En presencia de iodo da color azul. Está compuesto por dos tipos de cadenas: amilosa (a 1-4, más compactas, gelifican menos, legumbres 30%, cereales menos) y amilopectina ( a 1-6, el arroz glutinoso casi no tiene amilosa ). 1. CLASIFICACIÓN Al cocinar el almidón absorbe agua y a unos 60º-70ºC se produce la gelificación, que es cuando el grano se reblandece. El agua separa las moléculas de almidón unas de otras. Las moléculas de amilosa, más compactas, son más resistentes a la gelificación, y por eso hay que cocinarlas a temperaturas más altas y durante mayor tiempo que las de amilopectina. Por eso el arroz largo necesita más agua que el corto para reblandecerse. Cuando se termina de cocinar el almidón y se retira del fuego, las moléculas de almidón se empiezan a enfriar, y a agruparse de nuevo. Esto se llama retrogradación. Las moléculas de amilosa se empiezan a unir unas a otras casi inmediatamente, mientras que las de amilopectina tardan más tiempo y se reasocian peor. Los cereales de desayuno mantienen su forma porque durante su fabricación se ha producido la retrogradación. Los almidones retrogradados resisten más a las enzimas digestivas, se absorben lentamente y son prebióticos. 1. CLASIFICACIÓN POLISACÁRIDOS GLUCÓGENO: Es la gran reserva glucídica del animal. Se almacena sobre todo en el hígado y en el músculo. Está compuesto por moléculas de glucosa (estructura de amilopectina) y tiene un mayor número de ramificaciones que el almidón. Es una de las sustancias bioquímicas más importantes del organismo, necesaria para mantener la normoglucemia. * FIBRAS HemiCelulosa ßglucano Pectina Celulosa Polímero de ßglucano galacturónico 1. CLASIFICACIÓN MONOSACÁRIDOS DISACÁRIDOS POLISACÁRIDOS Polialcoholes edulcorantes: Sintetizados industrialmente por hidrogenación de los azúcares: Sorbitol, presente en frutas y algas (alcohol derivado de la glucosa). No requiere tanta insulina para su metabolización. Manitol Dulcitol (sacarosa) Lactitol Xilitol Inositol: polialcohol cíclico. En forma fosforilada en cereales como componente del ácido fítico. 2. FUNCIONES Fuente de energía: (4 Kcal/g) (50-60% CAL/día): inmediata, glucógeno, grasa) Función moduladora de proteína (ahorro) (Gluconeogénesis) Función moduladora de grasas (ahorro) (Cetoacidosis) Función estructural: Síntesis de nuevos compuestos (heparina, mucopolisacáridos, RNA, DNA, etc.) (celulosa en vegetales) Función a nivel del tracto gastrointestinal: Fibra en la dieta (aumento volumen heces, tránsito, resina intercambio) Función excretora: Ácido glucurónico del hígado. 3. FUENTES Son poco abundantes en los alimentos de origen animal, excepto en el caso de la leche, que contiene de 35 a 40 gramos de lactosa por litro. Glucosa: Aparece de forma libre en la miel y las frutas. Galactosa: no aparece de forma libre en los alimentos de manera apreciable. Sólo las vísceras poseen ciertas cantidades (galactosemia). Fructosa: Al igual que la glucosa aparece en la fruta y la miel. Sacarosa: Azúcar de mesa. Procede de la caña de azúcar y la remolacha azucarera. Lactosa: Ingerida con la leche. Maltosa: No aparece como tal en la dieta. Proviene de la hidrólisis de polisacáridos. Glucógeno: Presente en hígado y músculo. Poca cantidad. Almidón: Procedente de cereales, legumbres y patatas. Fibra: Presente en alimentos de origen vegetal. Legumbres (11-25%), frutos secos (8%), pan y galletas integrales (8%), verduras (3%), frutas (2%) 4. RECOMENDACIONES REQUERIMIENTOS No se han establecido límites mínimos de ingestión. Para que no se produzca cetosis, mínimo 50 g/día. Son función del Metabolismo basal + Actividad física Existen variaciones de edad, sexo, situación fisiopatológica RECOMENDACIONES al menos 100-125 g/día. 50-65% de la ingesta calórica. Preferiblemente 40 - 50 % polisacáridos y sólo 10% azúcares refinados. 25% máximo de azúcares añadidos (a mayor % ingesta insuficiente de vitaminas y minerales) Alcoholes edulcorantes (2,5 Kcal/g): no más de 50 (Sorbito) - 20 (Manitol) g/día. 5. Digestión, absorción y metabolismo La utilización metabólica de los glúcidos requiere: procesos digestivos de transformación de azúcares complejos (almidones) en disacáridos y monosacáridos en la boca por medio de una amilasa salival (ptialina) y por diferentes amilasas intestinales y pancreáticas y su paso a la sangre por absorción a través de las células mucosales del intestino por transporte activo y difusión pasiva. Posteriormente, en los tejidos tienen lugar diferentes reacciones *oxidativas para obtener energía por medio del ciclo de Krebs o * de interconversión en otros nutrientes. Además de la dieta, el control del metabolismo de los glúcidos se realiza fundamentalmente por medio de la insulina, aunque otras hormonas como los glucocorticoides, la tiroxina, el glucagón, las catecolaminas y la somatotropina, también participan en su regulación, a través de cambios en los procesos de glucolisis, glucogénesis y gluconeogénesis. Boca: Amilasa Estómago:Inactivación de la amilasa Intestino delgado: Amilasa pancreática Maltasa, sacarasa, lactasa Transporte activo para glucosa y galactosa Difusión facilitada para fructosa Colon: Fermentación bacteriana del almidón remanente, oligosacraidos y fibras solubles  ABSORCIÓN difusión simple (glu) dif facilitada (fruct) transporte activo (glu, galac) Total capacidad: 10 Kg/día (nunca se cumple) GLUT5 Y GLUT2: DIFUSIÓN FACILITADA SGLT1 (Sodium-Glucose Linked Transporter) (Na/K TRANSPORTE ACTIVO) SGLT1 (Na/k transporte activo 5. Digestión, absorción y metabolismo: POSTPRANDIAL BOCA Ptialina Sacarosa, lactosa, almidón El polipéptido inhibidor gástrico GIP INGESTIÓN es una incretina que estimula la secreción de insulina en una forma DIGESTIÓN que depende de las concentraciones de ESTÓMAGO glucosa en la luz intestinal y, por este Sacarosa, lactosa,maltosa, almidón, motivo, se ha propuesto cambiar su dextrinas nombre por el de Glucose-dependent Insulinotropic Peptide. La cantidad de INTESTINO DELGADO insulina secretada es mayor cuando la (amilasas pancreáticas, disacaridasas intestinales) glucosa es administrada oralmente glucosa que por vía intravenosa. fructosa galactosa ABSORCIÓN:transporte activo (glu y galac) difusión simple(glu) y facilitada (fruct) VENA PORTA 5. Digestión, absorción y metabolismo: POSTPRANDIAL METABOLISMO INTERMEDIO HÍGADO DIGESTIÓN glucoquinasa GLUCOSA ->GLUCOSA6P 1)glucogenogénesis ABSORCIÓN insulina GLUCÓGENO:Mantenimiento de la normoglucemia 2)glucólisis AcilCoA + Glicerol-->TG-->VLDL---> Cuando se producen muchos: ESTEATOSIS HEPÁTICA 3)Vía pentosas a)Obtención de NADPH+H+ fosfato b)Pentosas fosfato para síntesis de nucleótidos c)Degradación de pentosas y ácidos nucleicos de la dieta 4) )Síntesis de ác. Glucurónico 5)Síntesis de aa no esenciales, glucoproteínas de mb, etc 1) Glucogenogénesis Niveles de insulina altos, niveles de glucagón y hormonas del estrés bajos: Se activa GLUCÓGENO SINTETASA y se inhibe la GLUCÓGENO FOSFORILASA Si se necesita energía con rapidez: aumento de glucagón y de hormonas del estrés. Se inhibe GLUCÓGENO SINTETASA y se activa la GLUCÓGENO FOSFORILASA  1) Glucogenogénesis GLUCÓGENOLISIS: Se inhibe GLUCÓGENO SINTETASA y se activa la GLUCÓGENO FOSFORILASA La glucosa-6-fosfatasa, que solo existe en el hígado, cataliza la reacción: glucosa-6-fosfato a glucosa + Pi Es clave para la función reguladora de la homeostasis de la glucosa que ejerce el hígado. Los demás tejidos carecen de ella. 5. Digestión, absorción y metabolismo: POSTPRANDIAL METABOLISMO INTERMEDIO HÍGADO DIGESTIÓN glucoquinasa GLUCOSA ->GLUCOSA6P 1)glucogenogénesis ABSORCIÓN insulina GLUCÓGENO:Mantenimiento de la normoglucemia 2)glucólisis AcilCoA + Glicerol-->TG-->VLDL---> Cuando se producen muchos: ESTEATOSIS HEPÁTICA 3)Vía pentosas a)Obtención de NADPH+H+ fosfato b)Pentosas fosfato para síntesis de nucleótidos c)Degradación de pentosas y ácidos nucleicos de la dieta 4) )Síntesis de ác. Glucurónico 5)Síntesis de aa no esenciales, glucoproteínas de mb, etc  AcilCoA + Glicerol-->TG-->VLDL---> 2)GLUCÓLISIS Cuando se producen muchos: ESTEATOSIS HEPÁTICA GLICERALDEHÍDO 5. Digestión, absorción y metabolismo: POSTPRANDIAL METABOLISMO INTERMEDIO HÍGADO DIGESTIÓN glucoquinasa GLUCOSA ->GLUCOSA6P 1)glucogenogénesis ABSORCIÓN insulina GLUCÓGENO:Mantenimiento de la normoglucemia 2)glucólisis AcilCoA + Glicerol-->TG-->VLDL---> Cuando se producen muchos: ESTEATOSIS HEPÁTICA 3)Vía pentosas a)Obtención de NADPH+H+ fosfato b)Pentosas fosfato para síntesis de nucleótidos c)Degradación de pentosas y ácidos nucleicos de la dieta 4) )Síntesis de ác. Glucurónico 5)Síntesis de aa no esenciales, glucoproteínas de mb, etc 3)VÍA PENTOSAS FOSFATO a)Obtención de NADPH+H+ b)Pentosas fosfato para síntesis de nucleótidos c)Degradación de pentosas y ácidos nucleicos de la dieta GLICERALDEHÍDO 5. Digestión, absorción y metabolismo: POSTPRANDIAL METABOLISMO INTERMEDIO HÍGADO DIGESTIÓN glucoquinasa GLUCOSA ->GLUCOSA6P 1)glucogenogénesis ABSORCIÓN insulina GLUCÓGENO:Mantenimiento de la normoglucemia 2)glucólisis AcilCoA + Glicerol-->TG-->VLDL---> Cuando se producen muchos: ESTEATOSIS HEPÁTICA 3)Vía pentosas a)Obtención de NADPH+H+ fosfato b)Pentosas fosfato para síntesis de nucleótidos c)Degradación de pentosas y ácidos nucleicos de la dieta 4) )Síntesis de ác. Glucurónico 5)Síntesis de aa no esenciales, glucoproteínas de mb, etc 5. Digestión, absorción y metabolismo: POSTPRANDIAL TRANSPORTE OTROS TEJIDOS GLUCOSA-6P glucoquinasa insulina Oxidación DIGESTIÓN H20+CO2+energía TEJIDO ADIPOSO GLUCOSA-6P GRASA insulina glucoquinasa MÚSCULOS GLUCOSA-6P glucoquinasa ABSORCIÓN insulina O2 GLUCÓGENO H20+CO2 Utilización “in + situ” energía (no G6P- fosfatasa) HÍGADO glucoquinasa GLUCOSA ->GLUCOSA6P GRASA METABOLISMO INTERMEDIO insulina G6Pfosfatasa Mantenimiento de la GLUCÓGENO--->glucosa6P--->glucosa normoglucemia RESUMEN: Glucosa en hígado se usa para síntesis de materiales de reserva (glucógeno y grasa) y para conjugaciones metabólicas. Cuando la [glucosa] en sangre es > a 5mM el GIP estimula a las células ß del páncreas para producir insulina. La GLU es transportada por el GLUT4 a adipocitos y a músculos. Su destino energético (ciclo de krebs y cadena respiratoria) es poco imp en hígado.(El ppal sustrato energético del hígado son los ácidos grasos). Galactosa--->glucosa 1P-->glucogenogénesis y glucólisis Fructosa--->fructosa 1P---->vía glucolítica de las triosas fosfato Sorbitol sorbitoldeshidrogenasa >>>>>>>fructosa El consumo de glucosa total al cabo del día es de 8 gramos /horas (192 g/día). El cerebro consume 120 g y el resto es para glóbulos rojos, testículos etc). La glucosa puede obtenerse a partir de: Galactosa**, fructosa**, piruvato, lactato, glicerol y aminoácidos **Galactosa--->glucosa 1P-->glucogenogénesis y glucólisis **Fructosa--->fructosa 1P---->vía glucolítica de las triosas fosfato 5. Digestión, absorción y metabolismo: AYUNO TRANSPORTE OTROS TEJIDOS GLUCOSA insulina O2 H20+CO2+energía TEJIDO ADIPOSO GRASA glucagón GLICEROL METABOLISMO insulina MÚSCULOS HÍGADO Glucagón GLUCÓGENO GLUCÓGENO glucagón adrenalina Utilización “in situ” Glicerol, lactato, GLUCOSA 6P proteínas, a.a. G6P---->GLUCOSA O2 (alanina) G6Pfosfatasa Fermentación Ciclo H20+CO2 Gluconeogénesis anaerobia + Mantenimiento de la Cori normoglucemia energía Ácido láctico +energía 5. Digestión, absorción y metabolismo Factores y situaciones hiperglucemiantes - Alimentación Diabetes - Sedentarismo Hormona de crecimiento - Glucocorticoides Adrenalina - Glucagón Fármacos (muchos: corticoides, diuréticos …) Factores y situaciones hipoglucemiantes - Insulina Ayuno - Antidiabéticos orales Actividad física (* Historia de Louvatière , los heridos de guerra y Sulfamidas) - Deficiencias hormonales OTROS FÁRMACOS (Metformina, glibenclamida) 6. ENFERMEDADES RELACIONADAS - Caries - Diabetes -Obesidad -Intolerancia a la lactosa -Galactosemia (deficit de UDP-galactosa transferasa): cataratas, trastornos neurológicos diversos. Otros problemas: ingestión por encima de 50 g de fructosa (provoca Molestias intestinales por limitación de la difusión facilitada)  6. ENFERMEDADES RELACIONADAS En una persona con el metabolismo normal, se libera insulina después de comer ("postprandial") y los tejidos sensibles a la insulina en el cuerpo (por ejemplo, muscular, adiposo) absorben glucosa (GLUT 4). Esto disminuye los niveles de glucosa en sangre. Las células beta reducen su producción de insulina con la caída de los niveles de glucosa sangre, con el resultado que se mantenga la glucosa en sangre en aproximadamente 5 mmol/L (mM) (90 mg/dL).  6. ENFERMEDADES RELACIONADAS Ø Resistencia a la insulina y diabetes tipo 2 (obesidad central) AGL MUSCULO TEJIDO ADIPOSO Captación y consumo de glucosa HIPERGLUCEMIA La liberación excesiva de ácidos grasos libres en el torrente sanguíneo (debido a un aumento lipolisis) hace que el musculo use como fuente energética AGL y un aumento en la producción de glucosa hepática, lo que aumenta los niveles de glucemia.  6. ENFERMEDADES RELACIONADAS Niveles altos de insulina pueden llevar a la resistencia a la insulina: cada vez que una célula se expone a la insulina, la producción de GLUT4 en la membrana de la célula se reduce. Esto conduce a una mayor necesidad de insulina, lo que lleva nuevamente a menos receptores de glucosa. El ejercicio invierte este proceso en tejido muscular. En una persona ’’resistente a la insulina'’, no se capta glucosa de la sangre y por tanto los niveles de glucosa son superiores a lo normal. Para compensar esto, el páncreas en un individuo resistentes a la insulina es estimulado para liberar más insulina. Alimentos simples ricos en H-C  INDICE GLUCÉMICO Es una clasificación de los alimentos basada en la respuesta postprandial de la glucosa sanguínea comparada con un alimentos de referencia. Lo que se mide es el incremento de glucosa en sangre después de ingerir un alimento o comida. IG: Respuesta insulinémica a los H de C de la dieta, comparada con la de un alimento de referencia (pan blanco o glucosa). CG: Carga glucémica es el producto del IG por la cantidad consumida. Estima el efecto glucémico total de la dieta.  INDICE GLUCÉMICO Es una clasificación de los alimentos basada en la respuesta postpandrial de la glucosa sanguínea comparada con un alimentos de referencia. Lo que se mide es el incremento de glucosa en sangre después de ingerir un alimento o comida. IG: Respuesta insulinémica a los Hde C de la dieta, comparada con la de un alimento de referencia (pan blanco o glucosa). CG: Carga glucémicaes lel producto del IG por la cantidad consumida. Estima el efecto glucémico total de la dieta.  Factores que condicionan el IG.- FACTORES DEL ALIMENTO.- TAMAÑO DE PARTÍCULA.- GRADO DE GELATINIZACIÓN.- RELACIÓN AMILOSA / AMILOPECTINA.- PROCESAMIENTO TÉRMICO O MECÁNICO (diferente es la harina que el grano)..- PRESENCIA DE OTROS NUTRIENTES (grasas y proteínas que retardan el vaciamiento gástrico)..- FACTORES DEL CONSUMIDOR Trituración en boca, velocidad del vaciado gástrico, tiempo en intestino delgado  50...... Espaguetis de harina refinada INDICE ALIMENTO 45...... Uvas --------- ---------------- 42...... Pan de centeno integral 42...... Espaguetis de trigo integral 110..... Maltosa 40...... Naranjas 100..... GLUCOSA 39...... Manzanas 92...... Zanahorias cocidas 87...... Miel 38...... Tomates 80...... Puré de patatas instantáneo 36...... Helados 80...... Maíz en copos 36...... Garbanzos 72...... Arroz blanco 36...... Yogur 70...... Patatas cocidas 34...... Leche entera 69...... Pan blanco 32...... Leche desnatada 68...... Barritas Mars 29...... Judías 67...... Sémola de trigo 29...... Lentejas 66...... Muesli suizo 34...... Peras 66...... Arroz integral 28...... Salchichas 64...... Pasas 26...... Melocotones 64...... Remolachas 26...... Pomelo 62...... Plátanos 25...... Ciruelas 59...... Azúcar blanco (SACAROSA) 23...... Cerezas 59...... Maíz dulce 20...... FRUCTOSA 59...... Pasteles 51...... Guisantes verdes 15...... Soja 51...... Patatas fritas 13...... Cacahuetes 51...... Patatas dulces (boniatos)