Unidad III: Nutrimentos Presentes en los Alimentos

Unidad III: Nutrimentos Presentes en los
Alimentos
“Macronutrimentos”
M. en Nutrición y dietética. Sandra Cruz Jaime
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LOS MACRONUTRIMENTOS
Los nutrimentos se clasifican en dos grandes grupos: macro nutrimentos y micro
nutrimentos (Fig. 1). Los macro nutrimentos son: las proteínas, lípidos y
carbohidratos, estos tienen la característica de aportar energía al organismo y ser
consumidos en cantidades grandes, a pesar de esto, solo algunos de estos
nutrimentos son esenciales para el ser humano, en seguida ahondaremos cada
uno de los macro nutrimentos.
Figura 1. Clasificación de los nutrimentos
PROTEÍNAS
El vocablo proteína deriva del griego proteo que significa yo primero por lo tanto la
cantidad y la calidad de estos compuestos en la dieta tiene importancia primordial.
Las proteínas son macromoléculas (las sustancias más complejas conocidas por
el hombre) compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, la
mayoría también contienen: azufre y fósforo. Están formadas por la unión de
varios aminoácidos, unidos mediante enlaces peptídicos. Por hidrólisis las
proteínas se desdoblan en polipéptidos y finalmente en aminoácidos, una sola
proteína produce hasta cerca de 20 aminoácidos diferentes por lo tanto los
aminoácidos son las unidades de construcción que componen las proteínas.
El orden y disposición de los aminoácidos en una proteína depende del código
genético, ADN, de la persona.
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AMINOACIDOS
Todos los aminoácidos son ácidos orgánicos que contienen por lo menos un grupo
acido (COOH) y un grupo amino (NH2) unidos al mismo átomo de carbono central,
se distinguen por el numero lateral (R) (Fig. 2).
Figura 2. Estructura de un aminoácido.
AMINOACIDOS ESENCIALES
Son aminoácidos que deben ser incorporados por medio de la dieta, ya que
nuestro organismo es incapaz de sintetizarlos. Son, por tanto, estructuras
necesarias para la configuración de nuestra organización estructural y funcional
sin que tengamos mecanismos para su síntesis, de ahí su denominación de
esencial, puesto que el aporte tiene que ser externo.
AMINOÁCIDOS NO ESENCIALES
Son los aminoácidos que nuestro organismo sintetiza a partir diferentes productos
del metabolismo intermediario, fundamentalmente, lipídico y glucídico.
Clasificación de las proteínas:
Las proteínas de origen animal se clasifican de acuerdo con su forma molecular ya
sea como fibroso o globulares. Las proteínas de origen vegetal son más difíciles
de clasificar, pero de manera general se dividen en gluteninas o prolaminas.
Las proteínas fibrosas: son las más simples que las proteínas globulares están
constituidas por cadenas poli peptídicas individuales en zigzag que se mantienen
unidas por medio de enlaces transversales para formar moléculas alargadas o
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fibrosas con una estructura muy estable pero elástica se caracteriza por ser
sustancias bastantes insolubles. Ejemplos de estas proteínas son la queratina y la
colágena.
1. La queratina es la principal proteína del pelo, en su forma natural
conocida como alfa-queratina, una fibra de lana o un pelo consiste en
muchas cadenas polipeptídicas en forma de alfa-hélice estas
cadenas se mantiene unidas mediante puentes de hidrogeno y
también por puentes bisulfuros suministrado por el aminoácido
cistina que contiene azufre.
2. La colágena: es la proteína más abundante en el cuerpo se
encuentra en la piel, los cartílagos y los huesos y es la principal
proteína estructural del cuerpo. Los principales aminoácidos de la
colágena son: glicina, prolina, hidroxiprolina y estas impiden la
formación de una estructura alfa –hélice.
Las proteínas globulares: son más complejas que las proteínas fibrosas debido a
que la cadena helicoidal alfa esta desdoblada de diversas maneras para formar
moléculas con una forma irregular pero voluminosa. Son muy importantes en el
cuerpo ya que incluye todas las proteínas que se encuentran en el interior de las
células corporales y muchas proteínas de los alimentos.
La estructura de las proteínas de las plantas se conoce menos que las de las
células animales, pero se dividen convenientemente en categorías.
Las glutelinas: se caracterizan por su insolubilidad en soluciones neutras y su
solubilidad en ácidos y álcalis.
Las prolaminas: son insolubles en agua pero solubles en alcohol y se encuentra
en gliadina (trigo) y zeina (maíz).
Proteínas simples y complejas
Las proteínas que se han encontrado hasta ahora consiste en su totalidad de
aminoácidos conjugados, cuyas moléculas contienen aminoácidos dichas
proteínas se distinguen de las proteínas conjugadas cuyas moléculas contienen
aminoácidos combinados y además un componente no proteico llamado grupo
prostético.
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Proteínas simples: Producen solo aminoácidos al ser hidrolizados.
Proteínas conjugadas: Son las que contienen partes no proteicas. Ej.
nucleoproteínas.
LAS FUNCIONES MÁS IMPORTANTES DE LAS PROTEINAS:
I.
Son esenciales para el crecimiento.
II.
Las grasas y carbohidratos no las pueden sustituir, por no contener
nitrógeno.
III.
Proporcionan los aminoácidos esenciales fundamentales para la síntesis
tisular.
IV.
Suministran materias primas para la formación de los jugos digestivos,
hormonas, proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas.
V. Suministran energía, en los casos que las kilocalorías aportadas por otros
nutrientes no son suficientes .cuando se produce la oxidación de un gramo
de proteína se generan 4 Kcal metabolizables.
VI.
Funcionan como amortiguadores, ayudando a mantener la reacción de
diversos medios como el plasma, líquido cebro-espinal y secreciones
intestinales.
VII.
Actúan como catalizadores biológicos acelerando la velocidad de las
reacciones químicas del metabolismo.
VIII.
Son las enzimas.
IX.
Actúan como transporte de gases como oxígeno y dióxido de carbono en
sangre. (hemoglobina).
X. Actúan como defensa, los anticuerpos son proteínas de defensa natural
contra infecciones o agentes extraños.
XI.
Permiten el movimiento celular a través de la miosina y actina (proteínas
contráctiles musculares).
XII.
Resistencia. El colágeno es la principal proteína integrante de los tejidos de
sostén.
DIGESTION Y ABSORCION DE PROTEINAS
En un plan de alimentación equilibrado el 15% de la energía aportada está
cubierto por proteínas de origen animal y vegetal, estas proteínas exógenas
ingresan diariamente al tubo digestivo (proteínas de la dieta 80-100 gr.); así mismo
obtenemos proteínas de origen endógeno (enzimas digestivas) 50-70gr contenidas
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en la secreción de mucus y células epiteliales descamadas del intestino. Las
proteínas exógenas primero sufren una digestión química o mecánica a través de
los procedimientos de preparación y cocción de los alimentos.
En la boca solo existe digestión de tipo mecánica por la ruptura de las estructuras
de las fibras colagenasas de las carnes y de las membranas de las células de los
vegetales a través de la masticación, las partículas de los alimentos se mezclan
con secreciones salivales formando un masa semisólida (bolo alimenticio) que
pasa al estómago donde comienza la digestión química de las proteínas.
Digestión
En el estómago se produce la digestión de las proteínas a través de dos agentes
contenidos en las secreciones gástricas, la pepsina secretada en forma inactiva
como pepsinogeno por las células principales y las mucosas del cuello de las
glándulas gástricas y por algunas células de las glándulas poliédricas y de brunner
y el ácido clorhídrico secretado por las células parietales.
En el intestino se vierten enzimas pancreáticas e intestinales. Las enzimas
proteolíticas pancreáticas son sintetizadas por células acinares. Se secretan como
pro-enzimas inactivas en circunstancias normales y se activan solamente en el
lumen intestinal.
La digestión final de los aminoácidos ocurre en tres sitios
1.-Luz intestinal.
2.-En el borde en cepillo
3.-En el citoplasma de las células de la mucosa
El resultado final de esta acción enzimática es una mezcla de aminoácidos di, tri,
tetra y polipéptidos. Sobre los que actúan las aminopeptidasa secretadas en el
ribete estriado.
Los aminoácidos son absorbidos en forma activa por transportadores específicos
que requieren la presencia de sodio, hay cuatro transportadores, uno para los
aminoácidos neutros aromáticos (tirosina y fenilamina) o alifáticos (leucina, valina,
metionina), otro para la glicina, prolina, e hidroxipolina y otro para los aminoácidos
aspártico y glutámico.
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Metabolismo proteico
Para el ser humano, la principal fuente de sustancias nitrogenadas son las
proteínas que contienen los alimentos, como estos compuestos no son
almacenados, sus niveles en las células se regulan por el equilibrio entre
biosíntesis y degradación, es decir el balance entre anabolismo y catabolismo,
esto se conoce como balance nitrogenado. En el adulto normal el balance está
equilibrado entre la ingesta y la excreción de nitrógeno por orina y por heces. En
niños en crecimiento y mujeres embarazadas el nitrógeno ingerido debe superar el
que se excreta. El exceso retenido se utiliza en la síntesis de nuevos
constituyentes tisulares en este caso se dice que el balance es positivo.
ALIMENTOS FUENTE DE PROTEINAS
Fuentes Excelentes de Proteína:
Leche, huevo, carne, pollo, pescado, lentejas, garbanzos, frijoles cocidos, leche de
soya, cacahuetes, entre otros.
Fuentes Buenas de Proteína:
Arroz integral, patatas, avena y demás cereales.
Fuentes Bajas de Proteína:
Zanahorias, manzanas, crema, mantequilla o margarina, aceite vegetal, azúcar o
jarabe (estos últimos casi no contienen ninguna proteína medible)
LÍPIDOS
Denominamos lípidos a un conjunto muy heterogéneo de biomoléculas cuya
característica distintiva, aunque no exclusiva ni general, es la insolubilidad en
agua, siendo por el contrario, solubles en disolventes orgánicos (benceno,
cloroformo, éter, hexano, etc.). Están constituidas básicamente por tres elementos:
carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O); en menor grado aparecen también en
ellos nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S).
Los lípidos pueden encontrarse unidos covalentemente con otras biomoléculas
como en el caso de los glicolípidos (presentes en las membranas biológicas).
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También son numerosas las asociaciones no covalentes de los lípidos con otras
biomoléculas, como en el caso de las lipoproteínas y de las estructuras de
membrana.
La baja solubilidad de los lípidos se debe a que su estructura química es
fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran
cantidad de enlaces C-H y C-C. La naturaleza de estos enlaces es 100%
covalente y su momento dipolar es mínimo. El agua, al ser una molécula muy
polar, con gran facilidad para formar puentes de hidrógeno, no es capaz de
interaccionar con estas moléculas. En presencia de moléculas lipídicas, el agua
adopta en torno a ellas una estructura muy ordenada que maximiza las
interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando a la molécula
hidrofóbica al interior de una estructura en forma de jaula, que también reduce la
movilidad del lípido.
Debido a que tienen muy pocos átomos de oxígeno, los lípidos proporcionan en
promedio 9 kcal por gramo, la estructura base de la mayor parte de los lípidos
es la molécula glicerol de tres carbonos con un ácido graso unido a cada uno de
ellos, a esta forma de lípidos se les llama triglicéridos y son la forma principal de
grasa de los alimentos, asimismo, son la principal forma de almacenamiento de
energía en el cuerpo.
A diferencia de los hidratos de carbono, que pueden metabolizarse en presencia o
en ausencia de oxígeno, los lípidos sólo pueden metabolizarse aeróbicamente.
Ácidos grasos: la forma más simple de lípidos
Estos ácidos grasos son más comunes a la mayor parte de los lípidos, tanto del
cuerpo como de los alimentos. Básicamente constan de una cadena larga de
carbones enlazados entre sí y flanqueados por hidrógenos. Casi todas las grasas
altas en ácidos grasos saturados, como la de los animales, permanecen sólidas a
la temperatura ambiente; un buen ejemplo es la grasa sólida que rodea un trozo
de carne cruda a temperatura ambiente.
Cuando un ácido graso NO está SATURADO, faltan hidrógenos en la cadena de
carbonos –específicamente en el área de los dobles enlaces entre carbono y
carbono- Si un ácido tiene un doble enlace entre los carbonos es mono insaturado.
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Si dos o más enlaces entre los carbonos son dobles entonces el ácido graso será
poliinsaturado y por consiguiente menos saturado con hidrógeno.
Los ácidos grasos SATURADOS son lineales y ello les permite juntarse de manera
compacta, pues tienen una forma enroscada. La organización laxa de las grasas
insaturadas se altera con mayor facilidad por el calor que la disposición más
ordenada de las grasas saturadas.
ÁCIDOS GRASOS ESENCIALES
El sitio de los dobles enlaces entre carbono y carbono en la cadena de carbonos
de un ácido graso poliinsaturado determina la diferencia en la forma en que el
cuerpo lo metaboliza. Si el primer doble enlace se encuentra a tres carbonos del
extremo metilo (omega) del ácido graso, es un ácido graso omega 3 (w-3).
Cuando el primer doble enlace se inicia a 6 carbonos del extremo metilo del ácido
graso, es un ácido graso omega 6 (w-6) y así se seguirá este esquema.
Debido a que el cuerpo debe obtener los ácidos linoléico (w-6) y linoléico alfa (w-3)
de los alimentos a fin de conservar la salud, se les denomina ÁCIDOS GRASOS
ESENCIALES. Éstos ácidos omega 3 y omega 6 forman parte de las estructuras
vitales del cuerpo y llevan a cabo actividades importantes en el funcionamiento del
sistema inmunitario y la visión, ayudan a formar membranas celulares y producen
compuestos parecidos a las hormonas llamadas eicosanoides. No obstante los
seres humanos necesitan obtener solo alrededor del 5% de su ingreso total de
energía a partir de los ácidos grasos esenciales. Ello corresponde a cuatro
cucharadas de aceite vegetal aproximadamente al dia. Asimismo es necesario
incluir de manera específica un consumo regular de ácido linoléico alfa o uno de
sus ácidos grasos omega 3 relacionados, ácido eicosapentaoenico (AEP) y ácido
docosahexaeonico (ADH).
Para ello se requeriría comer por lo menos 2 veces a la semana pescados grasos,
como el salmón, atún, sardinas, macarela, pez blanco, trucha; un consumo regular
de aceite de canola o de soya o de nueces o de linaza. Todos estos son fuentes
de ácidos grasos omega 3.
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Efectos de la deficiencia de ácidos grasos esenciales
Cuando no se consume suficientes ácidos grasos esenciales, la piel se torna
descamativa, pruriginosa y con frecuencia se presentan diarreas y otros síntomas
como infecciones. Suelen restringirse el crecimiento y la cicatrización de las
heridas y presentar anemia. Estos signos de deficiencia se observan en las
personas a las que se les alimentan con soluciones para nutrición parenteral total
que no contienen grasas o son muy pocas, durante 2 o 3 semanas. Sin embargo
una dieta baja en grasas proporciona los ácidos grasos esenciales suficientes si
se sigue un plan equilibrado como lo indica el plato del buen comer; una porción
de pescado cuando menos dos veces a la semana.
FUNCIONES MÁS IMPORTANTES
ENERGÉTICA
RESERVA DE AGUA
PRODUCCIÓN DE CALOR
ESTRUCTURAL
INFORMATIVA
CATALÍTICA
ENERGÉTICA
Los lípidos (generalmente en forma de triacilgiceroles) constituyen la reserva
energética de uso tardío o diferido del organismo. Su contenido calórico es muy
alto (9.3 Kcal/gramo), y representan una forma compacta y anhidra de
almacenamiento de energía. Los triglicéridos de la dieta y los almacenados en el
tejido adiposo son el combustible principal para los músculos cuando se encuentra
en reposo y durante la actividad ligera.
Desde la perspectiva en que se incluye todo el cuerpo, el uso de los ácidos grasos
por los músculos esquelético y cardiaco está equilibrado por el empleo de glucosa
por el sistema nervioso y los glóbulos rojos, puesto que cabe señalar que las
células también requieren carbohidratos a fin de procesar con eficiencia los ácidos
grasos para combustible.
RESERVA DE AGUA
Aunque parezca paradójico, los lípidos representan una importante reserva de
agua. Al poseer un grado de reducción mucho mayor el de los hidratos de
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carbono, la combustión aerobia de los lípidos produce una gran cantidad de agua
(agua metabólica). Así, la combustión de un mol de ácido palmítico puede producir
hasta 146 moles de agua (32 por la combustión directa del palmítico, y el resto por
la fosforilación oxidativa acoplada a la respiración). En animales desérticos, las
reservas grasas se utilizan principalmente para producir agua (es el caso de la
reserva grasa de la joroba de camellos y dromedarios).
PRODUCCIÓN DE CALOR
En algunos animales hay un tejido adiposo especializado que se llama grasa
parda o grasa marrón. En este tejido, la combustión de los lípidos está
desacoplada de la fosforilación oxidativa, por lo que no se produce ATP, y la
mayor parte de la energía derivada de la combustión de los triacilgliceroles se
destina a la producción de calor.
En los animales que hibernan, la grasa marrón se encarga de generar la energía
calórica necesaria para los largos períodos de hibernación. En este proceso, un
oso puede llegar a perder hasta el 20% de su masa corporal.
ESTRUCTURAL
El medio biológico es un medio acuoso. Las células, a su vez, están rodeadas por
otro medio acuoso. Por lo tanto, para poder delimitar bien el espacio celular, la
interface célula-medio debe ser necesariamente hidrofóbica. Esta interface está
formada por lípidos de tipo anfipático, que tienen una parte de la molécula de tipo
hidrofóbico y otra parte de tipo hidrofílico. En medio acuoso estos lípidos tienden a
autoestructurarse formando la bicapa lipídica de la membrana plasmática que
rodea la célula.
CATALÍTICA
Hay una serie de sustancias que son vitales para el correcto funcionamiento del
organismo, y que no pueden ser sintetizadas por éste, por lo tanto deben ser
necesariamente suministradas en su dieta. Estas sustancias reciben el nombre de
vitaminas. La función de muchas vitaminas consiste en actuar como cofactores de
enzimas (proteínas que catalizan reacciones biológicas). En ausencia de su
cofactor, el enzima no puede funcionar, y la vía metabólica queda interrumpida,
con todos los perjuicios que ello pueda ocasionar. Ejemplos son los retinoides
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(vitamina A), los tocoferoles (vitamina E), las naftoquinonas (vitamina K) y los
calciferoles (vitamina D).
DIGESTION, ABSORCION Y METABOLISMO
Metabolismo de Lípidos5
Boca: aquí inicia cuando la Lipasa lingual desdobla cadenas de ácidos grasos
Esófago: Paso de los alimentos por peristaltismo
Estomago: lipasa gástrica, rompe cadenas de ácidos grasos
Intestino delgado: Bilis, lipasa intestinal y lipasa pancreática, rompe las cadenas
hasta glicerol y ácidos grasos.
Hígado: Las grasas se van a transportar por la linfa por lipoproteínas HDL- Alta
densidad LDL- baja densidad, etc.
Células: Se convierte en acetil CoA para que entre al ciclo de Krebs pero es
necesario el ácido oxalacético.
El contenido de lípidos de las micelas se absorbe en el borde de cepillo de las
células de absorción que recubren el duodeno y el yeyuno, mediante este proceso
se absorbe el 95% de la grasa de la dieta en condiciones adecuadas.
La longitud de la cadena de carbonos de los ácidos grasos y los monoglicéridos
absorbidos afecta a continuación su destino después de la absorción. Si un ácido
graso es de la variedad de cadena corta o media, hidrosoluble y probablemente
sale de la célula de absorción y pasa a través de la vena porta del hígado.
Si el ácido graso es de cadena larga primero se reconstituye en una molécula de
triglicérido en la célula de absorción y pasa por último a la circulación a través del
sistema linfático, llevando consigo las vitaminas liposolubles y el colesterol
absorbidos. Los ácidos biliares que quedan se reabsorben en el íleon y regresan
al hígado para reutilizarse en la digestión de grasas (alrededor del 98% de los
ácidos biliares recirculan, y solo el 1 a 2% se elimina por heces).
La principal fuente para la síntesis de triglicéridos son los ácidos grasos libres
captados del torrente sanguíneo por el hígado, éste órgano reviste el colesterol y
los triglicéridos que colecta con una cubierta de proteínas y lípidos. Este proceso
produce lo que se denomina la fracción de lipoproteína de muy baja densidad
(VLDL).
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Cuando la VLDL sale del hígado la enzima lipasa de lipoproteínas de los vasos
sanguíneos se transforma, el triglicérido de la VLDL en ácidos grasos y glicerol,
que se liberan de nuevo al torrente sanguíneo y son captados por las células del
cuerpo. Gran parte de lo que queda finalmente de la fracción VLDL se transforma
en partículas llamadas fracción de lipoproteínas de baja densidad (LDL). Ésta
última está compuesta principalmente de colesterol.
Un segundo proceso denominado vía de depuración para la captación de
colesterol, también elimina LDL de la circulación. Ésta vía la llevan a cabo ciertos
glóbulos blancos, estos detectan, alteran (oxidan), engloban y digieren el LDL
circulante extra.
HIDRATOS DE CARBONO
INTRODUCCIÓN
Los carbohidratos son una fuente primaria de combustible para algunas células
como las del sistema nervioso central y los glóbulos rojos. Los músculos también
dependen de un suministro confiable de carbohidratos a fin de que se apoyen la
capacidad física intensa. Los carbohidratos, que producen un promedio de 4 Kcal
/g, son un combustible disponible fácilmente para todas las células en forma de
glucosa sanguínea (glucemia) y se almacena en el hígado y en los músculos como
glucógeno. Los carbohidratos que se conservan en el hígado pueden utilizarse
para que la glucemia siga estando disponible en las horas en que la dieta no
proporciona la función. Es importante un consumo regular de carbohidratos,
porque los depósitos hepáticos de glucógeno se agotan en 18 horas
aproximadamente sino se reponen. A continuación se forza al cuerpo a que
produzca sus carbohidratos a partir de las proteínas del cuerpo y los alimentos;
ello origina al final un problema de salud.
En la lengua existen sensores que reconocen los carbohidratos dulces. Los
investigadores suponen que esta dulzura índico una fuente de energía segura a
los primeros humanos y, de esa manera, los carbohidratos se constituyeron en
fuente de energía importante.
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Los carbohidratos se encuentran ampliamente distribuidos en vegetales, en los
vegetales se sintetiza la glucosa por fotosíntesis a partir del bióxido de carbono y
agua y luego se almacena como almidón o forma parte de la estructura de soporte
vegetal como la celulosa; realizan importantes funciones estructurales y
metabólicas.
El carbono es el elemento más abundante en las moléculas que forman a los
seres vivos de los cuales constituye alrededor del 50 % de su peso.
El hidrógeno es el elemento más ligero y está formado por un núcleo conteniendo
un protón y un electrón que se encuentra en un orbital 1s.
El oxígeno, constituye entre el 25 y el 30 % de las moléculas que forman a los
seres vivos.
Cabe señalar que el agua está formada por O e H en una proporción 1:2, y en los
carbohidratos, la relación de átomos de C y moléculas de agua está en una
proporción de 1:1, de ahí su nombre: hidratos de Carbono
DEFINICIÓN
Los carbohidratos son compuestos orgánicos, casi todos las todas las formas de
carbohidratos están compuestas de carbono, hidrogeno y oxígeno en una relación
de 1:2:1, respectivamente. La forma general es (CH2O)n en la que n representa el
número de veces que se repite esta proporción. La formas más simples de
carbohidratos se llaman azucares (que contienen de tres a siete átomos de
carbono) y con frecuencia son azucares simples o dobles, llamados
monosacáridos y disacáridos, las formas más complejas de los carbohidratos son
los polisacáridos (almidones o fibras).
CLASIFICACIÓN
Los carbohidratos se clasifican según:
1. El número de unidades de azúcar que los componen en monosacáridos y
polisacáridos (Fig. 3).
2. La localización del grupo carbonilo en aldosas y cetosas.
3. El número de átomos de carbono en triosas, tetrosas, pentosas, hexosas,
heptosas, etc.
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CLASIFICACION DE LOS CARBOHIDRATOS POR EL NUMERO DE LAS
UNIDADES DE AZUCARES QUE LOS COMPONEN
1) MONOSACARIDOS: Son aquellos carbohidratos incapaces de hidrolizarse en
carbohidratos más simples, son los más comunes (mono significa “uno” y
sacáridos indica “azúcar”), ejemplos: glucosa, fructosa y galactosa.
a) GLUCOSA: La primera es el principal monosacárido en el cuerpo. Otros
nombres para la glucosa son: dextrosa o azúcar sanguínea. Debido a que
es un monosacárido de seis carbonos se le denomina hexosa.
2) DISACARIDOS: Son carbohidratos que contienen dos unidades de azúcar. Se
forma cuando se combinan dos monosacáridos, los tres disacáridos más
simples que se encuentran en la naturaleza son:
a) Maltosa (glucosa unida a glucosa)
b) Sacarosa (glucosa unida o fructosa)
c) Lactosa (glucosa unida a galactosa).
Todos contienen glucosa un carbono de cada monosacáridos participante
se enlaza químicamente a otro mediante un oxígeno en dos tipos de unión
(enlaces alfa y enlaces beta), la maltosa y la sacarosa contienen enlaces
alfa y la lactosa contienen enlaces beta. Muchos carbohidratos contienen
polímeros de glucosa con las moléculas individuales unidas entre si por
enlaces alfa o beta el hombre digiere estos carbohidratos solo si las
moléculas de glucosa están unidas por enlaces alfa. El cuerpo es incapaz
de romper la mayor parte de los enlaces beta
3) OLIGOSACARIDOS: Cuando la molécula está formada por pocas unidades se
llama oligosacárido. Los oligosacáridos consisten de algunas unidades de
monosacáridos, contienen de 3 a10 unidades simples de azúcar, están a
menudo asociados con proteínas (glicoproteínas) y lípidos (glicolípidos), en
donde juegan papeles estructurales y regulatorios. Dos oligosacáridos de
importancia nutritiva son rafinosa y estaquiosa que se encuentran en frijoles y
en otras legumbres, están formados de monosacáridos típicos pero enlazados
entre si de una forma tal que las enzimas digestivas no pueden separarlos por
consiguiente cuando se consumen frijoles y otras legumbres la rafinosa y la
estaquiosa permanecen sin digerirse cuando llegan al intestino grueso las
metabolizan las baterías y producen gas y otros productos accesorios
4) POLISACARIDOS digeribles: son polímeros que consisten de muchas
unidades de monosacáridos y tienen pesos moleculares cercanos a los
millones de Daltons. Estas complejas moléculas pueden estar compuestas de
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las mismas unidades de monosacáridos (homopolisacáridos como la amilosa,
amilopectina, quitina, glucógeno y celulosa) o de unidades diferentes
(heteropolisacáridos como los peptidoglicanos, glicosaminoglicanos y
proteoglicanos) casi todos los polisacáridos de importancia nutricional se
sintetizan a partir de la glucosa. Por ejemplo cuando los vegetales transforman
los vegetales en almidón mediante el proceso de la maduración esto torna a
los elotes y al chícharo más dulce cuando son jóvenes.
a) ALMIDON: principal polisacárido digerible en la dieta es la forma de
almacenamiento de energía en las plantas , hay dos tipos de almidón
vegetal: amilosa y amilopectina ambos son fuente de energía para plantas
y animales, contienen muchas unidades de glucosa unidas por enlaces alfa
, la principal diferencia entre los dos es que la amilosa es un polímero de
cadena recta , en tanto que la amilopectina es muy ramificada, el
cocimiento aumenta la digestibilidad de estos almidones tornándolos más
solubles en agua y por consiguiente más disponibles para que sean
atacados por las enzimas digestivas. La amilosa y la amilopectina se
encuentra en papas, frijoles, pasta, arroz y otros productos del almidón, la
amilopectina aumenta con mayor facilidad la glicemia debido a sus
múltiples ramificaciones y proporciona diversas áreas de actividad a las
enzimas digestivas. Las enzimas actúan solo en los extremos de las
cadenas de la glucosa, cuando más numerosas sean las ramificaciones de
un almidón, más sitios (extremos) se encuentran disponibles para la acción
enzimática.
b) El glicógeno forma de almacenamiento del forma de almacenamiento de los
carbohidratos en el hombre y otros animales es un polímero de glucosa con
enlaces alfa y múltiples ramificaciones. La cantidad de carbohidratos en una
dieta influye de manera considerable con el glucógeno almacenado, la
estructura del glucógeno es similar a la de la amilopectina pero en los
patrones de ramificación son más complicados. Igual que la amilipectina
debido a que el glucógeno está muy ramificado se descompone
rápidamente por enzimas de en las células del cuerpo en que se
almacenan. El hígado y los músculos son los principales sitios de
almacenamiento del glucógeno tomado en cuenta en los líquidos del cuerpo
solamente se dispone de unas 120kcal de glucosa como tal, son en
extremo importantes los sitios de depósitos musculares y hepáticos para la
energía por carbohidratos, el glucógeno hepático puede transformarse en
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glucosa mientras que el glucógeno muscular no lo hace, el glucógeno en
los músculos proporciona glucosa para uso muscular en especial para el
ejercicio de gran intensidad y resistencia.
c) POLISACARIDOS no digeribles: Fibras en su composición química las
fibras están constituidas por: celulosa, hemicelulosa, pectinas, gomas y
mucílagos. Los únicos componentes no carbohidratados de las fibras
dietéticas son las ligninas que incluyen derivados complejos de alcohol.
Casi todas las formas de fibra provienen de plantas y como grupo ninguna
se digiere en el estómago o en el intestino delgado del hombre.
Clasificación de las fibras dietarías: Hay dos clases generales de fibras:
i) Insoluble: las fibras insolubles o fibras que se fermentan mal están
constituidas de manera principal de celulosa, hemicelulosa y ligninas.
ii) Solubles o viscosas están formadas sobre todo por pectinas, gomas y
mucílagos.
Tanto las fibras solubles como las insolubles son resistentes a las enzimas
digestivas humanas, pero las bacterias en el intestino descomponen las fibras
insolubles.
Figura 3. Clasificación de carbohidratos por el número de las unidades de azúcares que los
componen
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ALIMENTOS QUE CONTIENEN CARBOHIDRATOS
Los ejemplos de azúcares simples provenientes de alimentos abarcan fructosa (se
encuentra en las frutas) y galactosa (se encuentra en los productos lácteos). Los
azúcares dobles incluyen lactosa (se encuentra en los productos lácteos), maltosa
(se encuentra en ciertas verduras y en la cerveza) y sacarosa (azúcar de mesa).
La miel también es un azúcar doble, pero a diferencia del azúcar de mesa,
contiene una pequeña cantidad de vitaminas y minerales. (Nota: a los niños
menores de 1 año no se les debe dar miel).
Los carbohidratos complejos, a menudo llamados alimentos "ricos en almidón",
incluyen: Los panes y cereales integrales, verduras, legumbres
Los carbohidratos simples que contienen vitaminas y minerales se encuentran en
forma natural en: las frutas, leche y sus derivados, verduras.
Los carbohidratos simples también se encuentran en los azúcares procesados y
refinados como: dulces, azúcar de mesa jarabes (sin incluir los naturales como el
de arce), bebidas carbonatadas (no dietéticas) regulares, como las bebidas
gaseosas.
CLASIFICACION DE LOS CARBOHIDRATOS SEGÚN LA
LOCALIZACION DE EL GRUPO CARBONILO EN ALDOSAS Y
CETOSAS
Los carbohidratos son derivados aldehídicos o cetónicos de alcoholes polihídricos
(con varios hidroxilos), comprenden entonces, alcoholes cetónicos, alcoholes
aldehídicos y sus derivados.
Cuando por hidrólisis es imposible fragmentar más a una molécula con función
reductora (aldehído o cetona) y varias funciones alcohol, la molécula se denomina
monosacárido o azúcar simple (terminación "osa").
Según el grupo carbonilo presente el monosacárido, se dividen en
aldosas (si está en el extremo de la molécula) como la glucosa y
cetosas (si está en medio de la molécula) como la ribulosa.
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Dependiendo del número de átomos de Carbono presentes en la molécula,
pueden ser triosas, tetrosas, pentosas, etc. Los términos pueden ser combinados
ej. La glucosa es una aldohexosa mientras que la ribulosa es una cetopentosa.
La glucosa es la única aldosa que aparece en forma libre en la naturaleza como
monosacárido. A pesar de ello, existen muchos otros monosacáridos (Dgliceraldehído, D-Ribosa y D-Galactosa), que son importantes componentes de
otras biomoléculas. Las azúcares L son mucho menos abundantes en la
naturaleza que las D.
FUNCIONES DE LOS CARBOHIDRATOS
En los seres vivos las funciones de los carbohidratos se pueden generalizar en:
a) energéticas (glucógeno en animales y almidón en vegetales, bacterias y
hongos).
b) de reserva, los carbohidratos se almacenan en forma de almidón en los
vegetales (gramineas, 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 más 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.
d) precursores, los carbohidratos son precursores 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.
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DIGESTIÓN Y ABSORCION
La preparación de los alimentos puede considerarse como el inicio de la digestión
de los carbohidratos debido a que el cocimiento ablanda el tejido fibroso duro de
vegetales como el tallo del brócoli, cuando se calientan los almidones se hinchan
los gránulos de almidón a medida que absorben el agua y los tornan mucho más
fáciles de digerir por lo tanto hacen que estos alimentos sean más fáciles de
deglutir, masticar y descomponer durante la digestión.
La digestión comienza en la boca de ahí que la función más importante de la
saliva es humedecer y lubricar el bolo alimenticio, desde el punto de vista digestivo
es importante por contener a la amilasa salival o ptialina, enzima que hidroliza
diversos tipos de polisacáridos, el pH de la saliva es cercano a la neutralidad, por
lo que en el estómago esta enzima se inactiva totalmente, de tal suerte que los
carbohidratos no sufren modificaciones de importancia en este órgano. Es hasta el
intestino donde los disacáridos y los polisacáridos deben ser hidrolizados en sus
unidades monoméricas para poder atravesar la pared intestinal y tomar así el
torrente sanguíneo para llegar a las células e ingresar al interior para ser utilizados
en cualquiera de las funciones en que participan (energética, de reconocimiento,
estructural o como precursor de otras moléculas). En el duodeno se vierte el jugo
pancréatico que contiene entre otros muchos elementos, amilasa pancreática (Su
pH óptimo es de 7.1 y rompe al azar los enlaces alfa,1-4 del almidón), diastasa o
amilopsina, esta última muy parecida a la enzima salival.
En la digestión de los carbohidratos intervienen diferentes enzimas que
desempeñan cada una funciones diferentes y que por tanto, tienen especificidades
diferentes. Para romper las ramificaciones se necesita a la amilo-1-6-glucosidasa.
ABSORCION
Los azúcares simples se encuentran de forma natural en y los que se forman
como productos accesorios de la digestión inicial del almidón en la boca. La
velocidad de absorción de los diferentes monosacáridos por el intestino delgado
es variable. Un valor aproximado es de 1 gramo / Kg de peso corporal / hr. Los
sistemas por los cuales estos nutrientes atraviesan el interior celular, van desde la
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simple difusión en donde la absorción depende de la concentración de
carbohidratos en la luz intestinal, el proceso no consume energía; hasta el
transporte activo que ocurre en contra de los gradientes de concentración, por
tanto es dependientes de energía. En el primer caso se absorbe fructosa y en el
segundo galactosa y glucosa. El transporte de la glucosa es simultáneo con iones
Na+, cada molécula tiene un sitio de reconocimiento en el transportador. El ion
viaja a favor del gradiente de concentración por lo que obliga la entrada de la
glucosa. El Na+ es expulsado mientras que la glucosa parte va al torrente
sanguíneo y parte es fosforilada. El transporte de glucosa es inhibido por ouabaina
(glucósido cardiaco que bloquea la bomba de Na+), cianuro y los desacoplantes
de la fosforilación oxidativa como el dinitrofenol. Una porción pequeña de almidón
no se digiere se le denomina almidón resistente ya que resiste la digestión la
razón de la falta de digestión varía según varía según el tipo especifica de almidón
resistente de un alimento, sigue hasta el intestino grueso en donde es fermentado
por bacterias a continuación se absorbe parte del almidón en forma de ácidos y
gases producidos por el metabolismo bacteriano como sucede con la lactosa no
digerida.
HIGADO
El hígado es la central metabólica del cuerpo, sus funciones son mantener los
niveles apropiados de nutrientes en la sangre para ser utilizados por el cerebro,
músculos y otros tejidos periféricos. Su misión es tan importante, que todos los
nutrientes absorbidos por el intestino excepto los ácidos grasos son vertidos
directamente a la vena porta la cual drena en este órgano.
Una de las principales funciones del hígado es mantener el equilibrio de la
concentración de glucosa en sangre. Este proceso mediado por la propia
concentración de glucosa y por hormonas (glucagón, epinefrina e insulina),
consiste en almacenar la glucosa excedente o bien liberarla (cuando la
concentración en sangre es de » 4 mM o menor). Ambos procesos se llevan a
cabo mediante la interconversión al metabolito de encrucijada de los
carbohidratos, que es la glucosa-6-fosfato (G6P). Cuando los niveles de glucosa
en sangre son elevados (» 6 mM) el hígado la incorpora y transforma el G6P para
almacenarla posteriormente en forma de glucógeno (una de las reservas
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energéticas de los animales). La cantidad de glucógeno almacenada, solo puede
mantener las necesidades de glucosa por alrededor de 6h. Los hepatocitos, a
diferencia de las células musculares y adipocitos, son permeables a la glucosa, lo
cual facilita sus tareas y por tanto la insulina no tiene efecto en la incorporación de
glucosa en este órgano. Cuando la concentración de glucosa en sangre es normal
(por debajo de la Km de la hexocinasa), la velocidad de fosforilación de la glucosa
en hígado es más o menos proporcional a la concentración de glucosa en sangre.
Además de glucosa, la dieta contiene otros azúcares (fructosa, galactosa y
manosa), las cuales son también convertidas a G6P en este órgano.
En el hígado, el destino de la G6P puede ser diferente, según los requerimientos
del cuerpo, en general, la G6P puede:
1. Convertirse en glucosa
2. Almacenarse en forma de glucógeno.
3. Transformarse en Ac-CoA.
4. Degradarse por la vía de las pentosas.
DIGESTIÓN
La glucosa, es transportada al interior celular por medio de proteínas específicas
que facilitan el transporte localizadas en la membrana celular. Estas proteínas,
reconocen a la glucosa y a otras aldohexosas, e incrementan la velocidad del paso
de glucosa hacia adentro o afuera de la célula, según sean las necesidades
energéticas del organismo. Cuando el organismo se encuentra en reposo, los
carbohidratos no utilizados inmediatamente, son introducidos al interior celular
para almacenarse en forma de glucógeno en los humanos o almidón en los
vegetales. En condiciones de alta demanda energética -ejercicio- primeramente se
utilizan las reservas internas de las células y posteriormente, en el caso de los
hombres, el hígado que es el órgano de almacenamiento de carbohidratos,
secreta glucosa al torrente sanguíneo para mantener la glicemia en niveles
normales.
La glucosa es el combustible más común en los sistemas vivientes. Puede ser
considerada como de origen exógeno a los alimentos que al ser digeridos
producen glucosa, ej. Hidrólisis de la sacarosa, azúcar de mesa o bien de origen
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endógeno, cuando proviene del glucógeno o cualquier otro precursor previamente
almacenado en hígado y músculo.
De acuerdo al tejido al que pertenezca, la glucosa sigue diferentes caminos:
En el MÚSCULO, la glucosa se fosforila para dar glucosa-6-fosfato. Cuando la
célula tiene altas concentraciones de ATP, (estado de reposo), el exceso de
glucosa forma glucógeno; en la situación contraria, la glucosa se degrada en la
glucólisis produciendo ácido pirúvico. En condiciones de baja concentración de
O2, se transforma en ácido láctico que sale al medio extracelular por difusión. En
condiciones aerobias, la glucosa se oxida hasta CO2 y agua. Las células
musculares, no pueden liberar glucosa al medio porque no tienen a la glucosa-6fosfatasa.
El destino de la glucosa en hígado, está regulada por:
A.- la concentración de glucosa en sangre:
1. Si esta es elevada y los niveles de ATP son suficientes, forma glucógeno,
principal medio de almacenamiento de glucosa.
2. Si esta es baja, el glucógeno es degradado por la glucógeno fosforilasa
produciendo glucosa-1-fosfato, que se isomeriza a glucosa-6-fosfato, en músculo
generalmente sigue el camino de la glucólisis y en hígado se hidroliza a glucosa y
fosforo inorgánico (PO3 ). La glucosa sale del hepatocito a la circulación para
mantener la glicemia en niveles normales.
B.- los requerimientos energéticos de la célula.
1. cuando los niveles de energía son elevados, en el reposo, se transforma a
UDP-glucosa y se almacena como glucógeno.
2. cuando la concentración de ATP disminuye, en condiciones de alta demanda
energética, el glucógeno es degradado por la glucógeno fosforilasa, produciendo
glucosa-1-fosfato, ésta es isomerizada a glucosa-6-fosfato y entra a la glucólisis
produciendo ácido pirúvico, que se descarboxila para originar acetil-CoA, que en el
ciclo de Krebs se degrada hasta CO2. Los equivalentes reductores ahí generados
(NADH), entran a la mitocondria en donde donan sus electrones a la cadena de
transporte de electrones que acoplada a la fosforilación oxidativa generan la
energía para la síntesis del ATP.
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En tejido adiposo:
Cuando la concentración de glucosa en sangre es elevada, ésta ingresa al
adipocito, en donde se transforman en acetil-CoA, que se utiliza en la síntesis de
ácidos grasos los cuales se almacenan en forma de triacilglicéridos en las
vacuolas como combustible de reserva.
Cuando se requiere de energía, el adipocito moviliza sus acúmulos de
triacilglicéridos por medio de lipasas. Los ácidos grasos son liberados a la
circulación para que puedan ser utilizados por otros tejidos. Esta respuesta es
acelerada por la epinefrina que modula positivamente a la triacilglicerol lipasa.
La insulina inhibe a esta última por lo que favorece la absorción de glucosa.
La ingestión de carbohidratos aumenta la concentración de glucosa en sangre, lo
cual estimula a las células β de los islotes del páncreas y produce la liberación de
insulina, Esta hormona favorece el transporte de glucosa al interior celular
disminuyendo su concentración en sangre.
METABOLISMO
La reacción de hidrólisis, consiste en el rompimiento de uniones covalentes por
medio de una molécula de agua. La hidrólisis de un enlace glucosídico se lleva a
cabo mediante la disociación de una molécula de agua. El hidrógeno del agua se
une al oxígeno del extremo de una de las moléculas de azúcar; el OH se une al
carbono libre del otro residuo de azúcar. El resultado de esta reacción, es la
liberación de un monosacárido, dos si la molécula hidrolizada fue un disacárido o
bien el polisacáridon-1, dependiendo de la molécula original.
Glucogenólisis
Enzimas: glucosa fosforilasa, desramificante y fosfoglucomutasa fosforolisis del
glucógeno para dar glucosa-1-fosfato, la glucosa-1-fosfato se isomeriza a glucosa6-fosfato, la glucosa-6-fosfato puede ser utilizada en la glucólisis, la vía de las
pentosas fosfato o para mantener la glicemia (concentración fisiológica de glucosa
en sangre).
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En el proceso se lleva a cabo una cascada de fosforilaciones generada por la
síntesis de cAMP.
La unión alfa, 1-6 detiene a la fosforilasa, en ese momento actúa una enzima con
doble actividad, por una parte es transferasa, desprende las tres unidades de
glucosa terminales de la rama y las transfiere a otra rama de glucógeno,
posteriormente utiliza su actividad de amilo-1,6-glucosidasa hidrolizando el residuo
en posición 1,6 con el cual trabaja la fosforilasa.
Glucógeno:
El glucógeno es el polisacárido principal de reserva en las células animales, es
equivalente al almidón de los vegetales. Abunda en el hígado, aproximadamente
es el 10 % de su peso, en el músculo es de entre 1 y 2 % en los hepatocitos, hay
gránulos que son agrupaciones de moléculas simples muy ramificadas.
A semejanza de la amilopectina resta formado por D-glucosa con enlaces alfa, 14, pero esta mas ramificado y es más compacto. Las ramificaciones están
formadas por entre 8 y 12 residuos en posiciones alfa, 1-6. Esta macromolécula
puede aislarse de los tejidos con soluciones calientes de KOH.
El glucógeno se forma a partir de la unión de una unidad de glucosa a una
proteína, la glucogenina que ayuda a estabilizar a la primera molécula de
glucógeno para que se pueda dar el primer enlace alfa,1-4.
Glucólisis:
La glucólisis fue la primera vía metabólica que se describió, Eduard Buchner en
1897 estudio la fermentación de la glucosa en extractos de levaduras. En 1941
Fritz Lipmann y Herman Kalkar describieron las funcioness de los compuestos de
alta energía como el ATP en el metabolismo. Con la purificación de enzimas y
experimentos en bacterias y levaduras se describieron las reacciones de esta vía
metabólica. Las funciones de los cofactores como el NAD+ y de las moléculas
fosforiladas, se describieron por primera vez en la glucólisis.
Glucólisis es la conversión de glucosa en piruvato, es el camino degradativo más
importante de los carbohidratos, lleva a la formación de ATP.
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Conversión de glucosa en pentosas: ciclo de las pentosas que son metabolitos
esenciales para la síntesis de ácidos nucleicos y coenzimas, además genera
NADPH que es indispensable para las reacciones biosintéticas como la síntesis de
ácidos grasos y esteroides.Fermentación:
Es el proceso de aprovechamiento de la glucosa en ausencia de O2, el objetivo
final de este proceso es la formación de ATP para realizar trabajo. La vida se
originó en ausencia de O2 por lo que esta vía está considerada como la más
primitiva y está presente en todos los organismos.
Fosforilación e interconversión de hexosas:
Estos procesos se llevan a cabo en la mayoría de las células; únicamente la
galactosa se fosforila en la posición 1, las demás hexosas lo hacen en la posición
6.
El proceso de fosforilación se lleva a cabo por la transferencia irreversible del
fosfato gama del ATP a una hexosa. Existen dos tipos de enzimas que catalizan
esta reacción:
Ø La hexocinasa: que tiene una kM baja por la glucosa por lo tanto tiene poca
especificidad, está ampliamente distribuida y en el hígado fosforila fructosa,
manosa y glucosa.
Ø Diferentes cinasas (glucocinasa, galactocinasa, etc): se encuentran en los
tejidos no hepáticos y tienen una kM elevada, son muy específicas.
El valor fisiológico de la glucosa en sangre porta y hepatocitos es de 1.8 mg ml- 1.
La glucocinasa tiene una kM de 10 mM, por lo tanto la velocidad de fosforilación
se ajusta automáticamente a cambios en la concentración. A diferencia de la
hexocinasa, no es inhibida por el producto de la reacción. Su actividad desciende
en ayuno y diabetes, pero aumenta al administrar alimentos o insulina (hormona
inductora de la síntesis de glucocinasa en hígado), en el músculo, el proceso lo
realiza la hexocinasa.
Síntesis de glucógeno: o glucogénesis: es la síntesis de glucógeno a partir de
glucosa. La síntesis de glucógeno o glucosa a partir de compuestos que no son
carbohidratos, se denomina gluconeogénesis.
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Degradación del glucógeno o glucogenólisis produce glucosa-6-fosfato. En el
hígado se obtiene glucosa que directamente pasa al torrente sanguíneo: la
liberación de glucosa en el músculo no existe.
FIBRAS ALIMENTARIAS
FIBRA: Concepto y la definición de fibra vegetal no están unánimemente
aceptados todavía. Una aproximación al concepto es describirla como “la parte no
digerible ni absorbible de muchos alimentos de origen vegetal”.
En términos de su composición química, las fibras están constituidas de manera
principal por `polisacáridos (siendo que sus moléculas básicas la glucosa, la
fructosa y otros monosacáridos (hexosas y pentosas.) no almidón, celulosa,
hemicelulosas, pectinas, gomas y mucilagos. Los únicos componentes no
carbohidratos de la fibra dietética son las ligninas, que incluyen derivados
complejos de alcohol.
Casi todas las formas de fibra provienen de plantas y como grupo ninguna se
digiere en el estómago o intestino delgado del hombre.
La Celulosa:
Es un polímero de glucosa de cadena recta similar a la amilosa; sin embargo, a
diferencia de esta última, que contiene enlaces alfa, las unidades de glucosa en la
celulosa están mucho más unidas por enlaces beta, las moléculas de glucosa
unidas por enlaces beta no se descomponen por enzimas digestivas del hombre.
Debido a que las cadenas largas de glucosa de la celulosa son lineales, pueden
agruparse de forma apretada entre si y formas estructuras fibrosas de gran fuerza.
La celulosa se encuentra en la cubierta de los cereales, en las verduras
(alcachofas, espinacas, judías verdes) y en otros vegetales formando parte
importante de sus tejidos de sostén.
Hemicelulosas.
Con este nombre se conocen diversos polisacáridos que se encuentran vegetales
y que a semejanza de la celulosa son estructurales. Químicamente están
formados por la unión de distintos monosacáridos, tales como pentosas (xilosa,
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manosa) o hexosas (galactosa), así como por los ácidos glucoronico y
galacturonico. Se encuentran en los mismos alimentos que la celulosa. No se
digieren en el intestino delgado humano, aunque si se desdoblan parcialmente en
el colon por acción de la flora microbiana.
Pectinas:
Son sustancias que se hallan en los tejidos blandos de las frutas. Están formados
por la unión del ácido galacturonico con diversos monosacáridos.
Al igual que los demás no se digieren ni se absorben en el intestino delgado,
aunque sufren hidrólisis y fermentación en el colon, con formación de bióxido de
carbono y ácidos grasos volátiles.
La pectinas tiene la propiedades de formar gelatinas en presencia de azucares,
calor y en un medio acido débil. Se utilizan pues para espesar algunas
mermeladas.
Lignina:
Forma la estructura de la parte más dura o leñosa de los vegetales como acelgas,
lechugas, el tegumento de los cereales, no es un polisacárido, sino un polímero de
cadena de fenilpropano. Es totalmente indigerible.
Gomas y Mucilagos.
Son polisacáridos hidrosolubles con las propiedades de la fibra y que proceden de
muy diversos alimentos.
La goma guar es un hidrato de carbono complejo extraído de una leguminosa.
Químicamente es un galactomanano, goza de muchas de las propiedades de la
fibra alimentaria aumenta la viscosidad de los preparados a los cuales se añade.
Tiene la capacidad de formar geles, reteniendo gran cantidad de agua.
Inulina y Fructoolosacaridos.
La inulina es un polisacárido vegetal constituido por unidades de fructosa, hasta
50 o más. Los fructooligosacaridos son moléculas en todo análogas a la inulina,
pero de cadena más corta ( hasta 20 monómeros). Se encuentran en la alcachofas
y en las endivias.
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Los granos enteros son buena fuente de esta fibra, estas fibras dietéticas no
digeribles no suelen disolverse en agua y por consiguiente, se denomina fibras
insolubles (o fibras poco fermentadas).
Las pectinas, las gomas y los mucilagos son fibra dietética que se disuelven o se
hinchan cuando se ponen en agua y por consiguiente se denomina fibra soluble.
(o fibras viscosas). Y se pueden encontrar en numerosos productos alimenticios,
en especial aderezos para ensalada, helados no caros, mermelada y gáleas. Otras
fuentes de fibras solubles incluyan frutas y verduras en general fibra de soya,
salvado de arroz y semillas. Psyllium.
En realidad no existe una propiedad común que caracterice a las diversas fibras,
excepto su capacidad para resistir a la digestión en el intestino delgado debido a
que algunas fibras en especial las solubles son fermentadas por bacterias en el
intestino grueso.
Las bacterias en el intestino grueso fermentan fibras solubles en productos como
ácidos grasos de cadena corta (ácidos acéticos butírico y propinoico) y generan
gases por ejemplo ( hidrogeno y metano). Estos ácidos en especial en butírico,
proporciona combustible para las células en el intestino grueso y aumenta su
salud.
Por consiguiente no debe considerase que los alimentos altos en fibra no
contienen calorías, aunque con frecuencia su contenido energético por porción es
más bajo que las alternativas bajas en fibra.
Propiedades de la fibra.
La fibra vegetal ejerce su acción en la luz intestinal, principalmente en el intestino
grueso. Algunas de sus acciones son producidas tras modificaciones de su
molécula ocasionadas por la flora bacteriana colonica.
Tanto por su presencia como por su capacidad de retener agua, la fibra aumenta
el volumen del contenido o residuo intestinal.
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Velocidad en el tránsito intestinal.
Los componentes no hidrosolubles de la fibra, como la celulosa y la lignina
aumenta la velocidad del tracto intestinal. Las hidrosolubles en cambio la
disminuyen.
Capacidad de absorber agua.
Es una propiedad común de las fibras mayor en la goma guar y en algunas
hemocelulosas que en las celulosa. Como consecuencia de la absorción de agua,
se produce un aumento de la masa de cuyo seno se encuentra la fibra.
Para utilizar esta propiedad es imprescindible ingerir la fibra vegetal junto a
cantidades elevadas de agua.
Capacidad de absorber sustancias.
Entre las mallas de la fibra vegetal pueden que darse retenidas algunas sustancias
en la luz intestinal. De ese modo quedan secuestrados partes del colesterol, los
ácidos biliares y diversas sustancias toxicas que se ingieren en los alimentos.
Cambios en la velocidad de absorción.
Las fibras hidrosolubles (pectinas, goma guar,) tiene propiedades de disminuir la
velocidad de absorción intestinal de la glucosa, tanto por retrasar el vaciado
gástrico, como por dificultar el contacto con el epitelio intestinal, al estar entre
mezcladas la glucosa con la fibra.
Fermentación de ácidos grasos de cadena corta.
Por la fermentación de la fibra soluble en el colon, especialmente la de inulina y
los fructooligosacaridos, se originan ácidos grasos de cadena corta (butírico,
propionico, etanoico.).
Metabolismo de la fibra.
La fibra vegetal no se elimina por la vía rectal sin ninguna modificación. Si bien es
cierto que los potentes fermentados gástricos o pancreáticos no lo digieren, en el
colon tiene lugar una cierta hidrólisis de sus moléculas con formación de gases
(ácidos grasos volátiles, metano, hidrogeno, etc.) debido a las bacterias saprofitas.
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Funciones de las fibras.
Las fibras proporcionan masa a las heces y facilita su eliminación, cuando se
consume suficiente fibra, las heces son grandes y blandas porque muchos tipos
de fibra vegetales atraen agua.
Cuando se consume poca fibra ocurre lo apuesto: las heces son pequeñas y
duras. Y suele presentarse estreñimiento, que fuerza las personas a que ejerza
una presión excesiva en el intestino grueso durante la defecación.
Esta presión alta fuerza también a partes dela pared del intestino grueso y que
salgan entre las bandas musculares circundantes divertículos. También puede
ocasionar hemorroides.
Una dieta alta en fibra ayuda en el control de peso y reduce el riesgo de que se
presente obesidad.
Cuando se consumen fibras solubles en grandes cantidades, retarda la absorción
de la glucosa del intestino delgado y en consecuencia, contribuye a que se mejore
la regulación de la glucosa sanguínea. Este efecto ayuda en el tratamiento de la
diabetes.
Un consumo alto de fibra soluble también inhibe la absorción de colesterol y
ácidos biliares del intestino delgado y por consiguiente, reduce el colesterol
sanguíneo y posiblemente disminuye el riesgo de una afección cardiovascular y de
cálculos biliares.
En conjunto se aconseja una dieta rica en fibra que contenga frutas, verduras,
frijoles y granos enteros como parte de una estrategia para la reducción del riesgo
de enfermedad cardiovascular.
Consumo de fibra.
El consumo adecuado de fibra para:
• Adultos es de 25g/día.
• Mujeres 38g/día
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Fuentes Alimentarías.
Las fibras se encuentran en la cubierta de los cereales y de las leguminosas, así
como en las verduras y las frutas.
Pero ciertos componentes de la fibra, se encuentran en unos alimentos y no en
otros. También un alimento contiene dos o más tipos de fibras.
La Celulosa se halla principalmente en la cubierta de granos de cereales en el
tegumento de las leguminosas y en menor concentración en muchas verduras y
hortalizas.
Las Hemocelulosas se encuentran en los mismos alimentos de la celulosa, así
como en distintas frutas.
Las Pectinas, se encuentran en muchas frutas como manzanas, naranjas,
limones; en los cítricos abundan, precisamente, en la capa blanquecina existente
entre la cascara y el interior comestible.
La Lignina forma la parte más fibrosa del esqueleto vegetal de distintas verduras
y hortalizas y también de ciertas frutas, como la piña.
Actualmente se añade uno o más componentes de la fibra vegetal a determinados
alimentos para obtener el beneficio de su acción.
Problemas con dietas altas de fibras.
Puede que implique algunos riesgos para la salud el consumo muy alto de fibras y
por consiguiente se requiere una supervisión médica.
Con frecuencia, las dietas altas en fibras contribuyen a gases intestinales y en
ocasiones a la producción de pelotas de fibras, llamadas fitobezoares, en el
estómago.
Puede que los fitobezoares bloquen el tránsito intestinal; la fibra llena el estómago
antes que el consumo de alimentos satisfaga las necesidades energéticas.
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GLOSARIO:
Fibra dietética: la fibra que se encuentra en los alimentos.
Fibra funcional: la fibra que se añade a los alimentos, que proporcionan
beneficios para la salud.
Fibras insolubles: las fibras que nos e disuelven de forma principal en agua y que
no suelen metabolizares por bacterias en el intestino grueso, se denominan de
forma informal fibras poco fermentadas.
Fibras solubles.: las fibras que se hinchan en agua y son metabolizadas por
bacterias del intestino grueso
Celulosa: es un polisacárido de cadena recta de moléculas de glucosa no
digeribles por la presencia de enlaces beta parte de la fibra insoluble.
Hemicelulosa: fibra dietética que contiene xilosa, galactosa, glucosa y otros
monosacáridos unidos entre sí.
Pectina: fibra dietética que contiene cadenas de ácidos galacturonico y otros
monosacáridos; se encuentran de manera característica entre las paredes de la
células de las plantas.
Goma: fibra dietética que contiene cadenas de galactosa, ácido glucoronico y
otros monosacáridos; se encuentra de manera característica en exudados de
tallos de plantas.
Mucilagos: fibra dietética que consiste en cadenas de galactosa, manosa y otros
monosacáridos; se encuentra de manera característica en las algas marina.
Ligninas: fibra insoluble caracterizada por la estructura de alcohol (no
carbohidrato) de múltiples anillos.
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BIBLIOGRAFÍA
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