Carbohidratos Los carbohidratos, conocidos también como hidratos de carbono, glúcidos o azúcares, son compuestos orgánicos formados en su mayoría por carbono,

Presentación del tema: "Carbohidratos Los carbohidratos, conocidos también como hidratos de carbono, glúcidos o azúcares, son compuestos orgánicos formados en su mayoría por carbono,"— Transcripción de la presentación:

1 Carbohidratos Los carbohidratos, conocidos también como hidratos de carbono, glúcidos o azúcares, son compuestos orgánicos formados en su mayoría por carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque en algunos, se encuentran también el azufre, el nitrógeno y el fósforo.

2 Carbohidratos Tienen un esqueleto de carbono al que se unen grupos -OH y un grupo aldehído (-CHO) o cetona (C=O); por lo que, desde el punto de vista químico, los glúcidos son polialcoholes (tienen varios grupos alcohólicos o hidroxilos -OH) y un grupo carbonilo que puede ser aldehído o cetóna. Por ello podemos decir que son polihidroxialdehídos o polihidroxiacetonas, con fórmula general CnH2nOn, en donde n es el número de carbonos, por ejemplo en la glucosa n=6, por tanto su fórmula molecular es: C6H12O6. Se pueden encontrar en forma lineal o bien cíclica. A ésta última corresponde también la fórmula molecular CnH2nOn.

3 Carbohidratos El termino glúcidos con que se conocen estos compuestos deriva del griego "glykos" que significa dulce, esto puede conducir a confusión puesto que no todos tienen sabor dulce. Los carbohidratos o azúcares, son sintetizados a partir de CO2 (bióxido de Carbono) y de H2O (agua) por los organismos fotosintéticos (plantas) mediante el aprovechamiento de la energía de la luz solar (fotosíntesis).

4 Carbohidratos Los carbohidratos (azúcares o glúcidos) pueden encontrarse en unidades sencillas que se llaman monosacáridos, como la glucosa (C6H12O6); también pueden encontrarse dos monosacáridos unidos formando un disacárido como por ejemplo, la sacarosa que es el azúcar que usamos comúnmente; o bien, ser incorporadas varias de éstas unidades en un proceso denominado polimerización, formando largas cadenas conocidas como polisacáridos, como el almidón, que constituye un excelente alimento, y la celulosa, que se encuentra en las paredes de las células vegetales.

5 Carbohidratos Los carbohidratos, de acuerdo al número de unidades que tenga la molécula que los forman, y además, del grupo funcional que los constituye (alcohol, aldehído o cetona), se dividen en tres grandes grupos: Monosacáridos Oligosacáridos Polisacáridos

6 Carbohidratos Monosacáridos: También se les denomina osas. Son los glúcidos más sencillos que existen, no se pueden romper en otros más simples. Son sólidos, de color blanco, solubles en agua, de sabor dulce y cristalizables. Responden estrictamente a la definición química de polialcoholes con un grupo aldehído o cetona, es decir son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. En todos los carbonos, menos en uno, llevan un grupo alcohólico (hidroxilo OH) y en el que no lo tiene llevan un grupo carbonilo: aldehído o cetona.

7 Carbohidratos Los monosacáridos se dividen en dos grupos según cual sea la función carbonila: si es aldehído se llaman aldosas, si es cetona se denominan cetosas. Dentro de cada uno de estos grupos atendiendo al número de carbonos, a su vez se diferencian varios subgrupos. Se nombran anteponiendo a la terminación osa un prefijo que nos indica la función carbonila, aldo si es aldehídica y ceto si es cetónica y a continuación otro que nos indica el número de carbonos (tri, tetra, penta, etc.); por ejemplo, aldo-tri-osa.

8 Carbohidratos Principales grupos de monosacáridos: Aldosas:
Aldotriosas: gliceraldehido Aldotetrosas: eritrosa, treosa Aldopentosas: ribosa,arabinosa Aldohexosas: glucosa, galactosa. Cetosas: Cetotriosas: dihidroxiacetona Cetotetrosas: eritrulosa Cetopentosas: ribulosa Cetohexosas: fructosa

9 Carbohidratos Entre los principales monosacáridos podemos encontrar a la: a) Glucosa: es una aldohexosa (azúcar que contiene 6 átomos de carbono, uno de ellos es un grupo aldehído); se encuentra en las frutas, cereales, productos lácteos, vegetales o en la miel. Es el principal producto final del metabolismo de otros carbohidratos más complejos. En condiciones normales es la fuente exclusiva de energía del sistema nervioso, se almacena en el hígado y en el músculo en forma de glucógeno.

10 Carbohidratos b) Fructosa: es una cetohexosa (azúcar que contiene 6 átomos de carbono, uno de ellos es un grupo cetona); se encuentra en la fruta, vegetales y la miel. Es el más dulce de los azúcares. Después de ser absorbida en el intestino, pasa al hígado donde es rápidamente metabolizada a glucosa c) Galactosa: es una aldohexosa (azúcar que contiene 6 átomos de carbono, uno de ellos es un grupo aldehído); no se encuentra libre en la naturaleza, es producida por la hidrólisis (descomposición) de la lactosa o azúcar de la leche

11 Carbohidratos Oligosacáridos: son polímeros de 2 hasta 20 unidades de monosacáridos. Comúnmente cuando los oligosacáridos son de dos unidades de monosacáridos, se les denomina disacáridos. Los oligosacáridos, están a menudo asociados con proteínas (glicoproteínas) y lípidos (glicolípidos), en donde juegan papeles estructurales y regulatorios.

12 Carbohidratos Los dos oligosacáridos más importantes en la industria alimentaria son disacáridos, la sacarosa y la lactosa. Ambos disacáridos se forman por la unión de dos monosacáridos, uno de los cuales es la glucosa. La sacarosa (glucosa + fructosa): es el azúcar común, obtenido de la remolacha y del azúcar de caña. La lactosa (glucosa + galactosa): es el azúcar de la leche. Al conjunto de monosacáridos y disacáridos se les llaman azúcares.

13 Carbohidratos En los dibujos de la izquierda se representa un monosacárido y un disacárido. Los números en rojo indican la posición de los átomos de carbono en la molécula. En la parte superior se representa la molécula de glucosa que es un monosacárido, y en la parte inferior la molécula de sacarosa, que es la unión de dos monosacáridos, la glucosa en lado izquierdo y la fructosa en el lado derecho.

14 Carbohidratos Polisacáridos: son el resultado de la unión de unidades de monosacáridos (principalmente glucosa). Algunos tienen mas de 3,000 unidades. Son menos solubles que los carbohidratos simples y su digestión es más compleja. Estas moléculas (polisacáridos) se dividen en dos grandes grupos: a) Homopolisacáridos: son macromoléculas formadas por iguales unidades (moléculas) de monosacáridos, la amilosa, amilopectina, quitina, glucógeno y celulosa). b) Heteropolisacáridos: : son macromoléculas formadas por unidades diferentes de monosacáridos, como los peptidoglicanos, glicosaminoglicanos y proteoglicanos).

15 Carbohidratos La celulosa es un homopolisacárido estructural en las plantas ya que forma parte de los tejidos de sostén. La pared de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40% de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90%. A pesar de que la celulosa está formada por la unión de cientos de moléculas de glucosa, los animales no pueden utilizar la celulosa como fuente de energía, ya que no cuentan con la enzima necesaria para romper los enlaces entre las moléculas de glucosa, es decir, no es digerible por los animales; sin embargo, es importante incluirla en la dieta humana (fibra dietética) porque al mezclarse con las heces, facilita la digestión y defecación, así como previene los malos gases. En el intestino de los rumiantes (por ejemplo las vacas), de otros herbívoros (animales que comen hierbas) y de termitas, existen microorganismos, que poseen una enzima llamada celulasa que rompe los enlaces quedando disponibles las glucosas como fuente de energía.

16 Carbohidratos Glucógeno: es otro homopolisacárido que representa la principal reserva de carbohidratos en el organismo. Es una molécula muy similar a la amilopectina; pero mucho más de ramificada. Se almacena en el hígado y el músculo, en una cantidad que puede alcanzar los 300 – 400 gramos. El glucógeno del hígado se utiliza principalmente para mantener los niveles de glucosa sanguínea, mientras que el segundo es indispensable como fuente de energía para la contracción muscular durante el ejercicio, en especial cuando este es intenso y mantenido.

17 Funciones de los carbohidratos: en los seres vivos las funciones de los carbohidratos se pueden generalizar en: a) Función energética: Los carbohidratos son la más importante fuente de energía en el mundo. Representan el 40-80% del total de la energía ingerida, dependiendo, claro está, del país, la cultura y el nivel socioeconómico. El almidón es un hidrato de carbono muy abundante en los alimentos de origen vegetal: patatas, arroz, trigo, legumbres... De hecho, constituye la principal fuente de energía de los seres humanos. Sobre el almidón actúan enzimas digestivas que lo transforman en glucosa. Una de estas enzimas es la ptialina presente en la saliva. El glucógeno en animales es el equivalente del almidón en los seres humanos. La glucosa es un de los carbohidratos más sencillos comunes y abundantes; representa a la molécula combustible que satisface las demandas energéticas de la mayoría de los organismos. Carbohidratos

18 Carbohidratos Función energética. Cada gramo de carbohidratos aporta una energía de 4 Kcal. Ocupan el primer lugar en el requerimiento diario de nutrientes debido a que nos aportan el combustible necesario para realizar las funciones orgánicas, físicas y psicológicas de nuestro organismo. Una vez ingeridos, los carbohidratos se hidrolizan a glucosa, la sustancia más simple. La glucosa es de suma importancia para el correcto funcionamiento del sistema nervioso central (SNC). También ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidación de las proteínas. La fermentación de la lactosa ayuda a la proliferación de la flora bacteriana favorable.

19 Carbohidratos b) De reserva: los carbohidratos se almacenan en forma de almidón en los vegetales (gramíneas, leguminosas y tubérculos) y de glucógeno en los animales. Ambos polisacáridos pueden ser degradados a glucosa. c) Compuestos estructurales (como la celulosa en vegetales, bacterias y hongos y la quitina en artrópodos). Los carbohidratos estructurales forman parte de las paredes celulares en los vegetales y les permiten soportar cambios en la presión osmótica entre los espacios intra y extracelulares. Esta, es una de las sustancias naturales mas abundantes en el planeta. En las grandes plantas y en los árboles, la celulosa, estructura fibrosa construida de glucosa, cumple la doble función de carga y soporte. La celulosa es de origen vegetal principalmente, sin embargo algunos invertebrados tienen celulosa en sus cubiertas protectoras. El polisacárido estructural más abundante en los animales es la quitina.

20 Carbohidratos d) Precursores: Los carbohidratos son precursores (sustancia indispensable o necesaria para producir otra mediante una reacción química) de ciertos lípidos, proteínas y dos factores vitamínicos, el ácido ascórbico (vitamina C) y el inositol. e) Señales de reconocimiento (como la matriz extracelular) Los carbohidratos intervienen en complejos procesos de reconocimiento celular, en la aglutinación, coagulación y reconocimiento de hormonas.

21 Carbohidratos Las fuentes energéticas de los organismos son las proteínas, los carbohidratos y las grasas, que son oxidados para generar energía. Las grasas son fácilmente acumuladas en el tejido adiposo con un mínimo costo energético, por lo que el organismo tiende a guardarlas. Sin embargo, las proteínas son funcionales y el organismo no tiene depósitos de proteínas para acumular el exceso, por lo que las proteínas no utilizadas han de ser oxidadas. Los carbohidratos se acumulan en el organismo en forma de glucógeno, pero los depósitos de glucógeno son pequeños (500 gr) por lo que el exceso ha de ser oxidado o convertido en grasa y depositado en el tejido adiposo con un alto coste energético, además el sistema nervioso y las células sanguíneas utilizan la glucosa como fuente casi exclusiva de energía.

22 Carbohidratos En diferentes estudios se ha probado que en individuos obesos la fuente principal de calorías son las grasas y no los carbohidratos. Por otro lado los alimentos que contienen carbohidratos producen en el organismo sensación de saciedad lo que limita la ingesta. -Carbohidratos y ejercicio: La importancia de los carbohidratos en la dieta de los deportistas es bien conocida. Los carbohidratos han sido reconocidos como los macronutrientes más importantes durante la preparación física. En condiciones normales se considera que una dieta sana es la que suministra al menos un 50% de carbohidratos, 35% o menos de grasa y el resto en forma de proteínas. En deportistas se considera adecuada una dieta que tenga alrededor de un 60% en forma de hidratos de carbono, 30% o menos de grasas y un 10-15% de proteínas, esta distribución dietética asegura la capacidad de resistencia al ejercicio preservando los depósitos de glucógeno muscular.

23 Carbohidratos Requerimientos diarios de carbohidratos en la dieta: En una dieta equilibrada, la ingesta de alimentos ricos en carbohidratos es del 55%, un 30% de grasas y el 15% restante de proteínas. Dentro de los carbohidratos se diferencian los simples o de rápida asimilación, como los dulces: galletas, chocolates, mermeladas, postres, etc. y los complejos o de lenta asimilación como los cereales integrales, verduras y frutas frescas, lácteos y legumbres. Por lo que si deseamos controlar nuestro peso, evitar las caídas bruscas de azúcar en sangre y los efectos que producen en nuestro estado de ánimo, debemos limitar los azúcares simples y concentrarnos en los complejos o de asimilación lenta. Una dieta basada en el consumo de cereales integrales libera una corriente continua de glucosa en sangre que permanece por varias horas.

24 Carbohidratos Debemos consumir entre 3 y 5 raciones al día de carbohidratos; por ejemplo, 2 piezas de fruta fresca, 50 a 100 gr de arroz o pasta integral, 30 a 40 g. de galletas o pan integral, 30 a 60 gr de fruta desecada. Lamentablemente, la alimentación de la sociedad moderna hoy en día, incluye el consumo del 70% de carbohidratos, de los cuales, ni el 20% son complejos o de lenta asimilación, es por esto, que junto al consumo excesivo de azúcares simples y grasas se detectan tantos casos de sobrepeso, obesidad, diabetes, problemas cardiovasculares, colesterol alto, etc.