Un carbohidrato ( / ˌ k ɑːr b oʊ ˈ h aɪ d r eɪ t / ) es una biomolécula que consta de átomos de carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), generalmente con una proporción de átomos de hidrógeno-oxígeno de 2: 1 (como en el agua) y por lo tanto con la fórmula empírica C m (H 2 O) n (donde m puede o no ser diferente de n ), lo que no significa que el H tenga enlaces covalentes con O (por ejemplo con CH 2 O , H tiene un enlace covalente con C pero no con O). Sin embargo, no todos los carbohidratos se ajustan a esta definición estequiométrica precisa (p. ej., ácidos urónicos , desoxiazúcares como la fucosa ), ni todas las sustancias químicas que se ajustan a esta definición se clasifican automáticamente como carbohidratos (p. ej., formaldehído y ácido acético ).
El término es más común en bioquímica , donde es sinónimo de sacárido (del griego antiguo σάκχαρον ( sákkharon ) 'azúcar' [1] ), grupo que incluye azúcares , almidón y celulosa . Los sacáridos se dividen en cuatro grupos químicos: monosacáridos , disacáridos , oligosacáridos y polisacáridos . Los monosacáridos y disacáridos, los carbohidratos más pequeños (de menor peso molecular ), se denominan comúnmente azúcares. [2] Si bien la nomenclatura científica de los carbohidratos es compleja, los nombres de los monosacáridos y disacáridos muy a menudo terminan en el sufijo -ose , que originalmente fue tomado de la palabra glucosa (del griego antiguo γλεῦκος ( gleûkos ) 'vino, mosto ') , y se utiliza para casi todos los azúcares, por ejemplo, fructosa (azúcar de frutas), sacarosa ( azúcar de caña o de remolacha ), ribosa , lactosa (azúcar de la leche), etc.
Los carbohidratos desempeñan numerosas funciones en los organismos vivos. [3] Los polisacáridos sirven como almacén de energía (por ejemplo, almidón y glucógeno ) y como componentes estructurales (por ejemplo, celulosa en plantas y quitina en artrópodos). El monosacárido ribosa de 5 carbonos es un componente importante de las coenzimas (por ejemplo, ATP , FAD y NAD ) y la columna vertebral de la molécula genética conocida como ARN . La desoxirribosa relacionada es un componente del ADN. Los sacáridos y sus derivados incluyen muchas otras biomoléculas importantes que desempeñan funciones clave en el sistema inmunológico , la fertilización , la prevención de la patogénesis , la coagulación sanguínea y el desarrollo . [4]
Los carbohidratos son fundamentales para la nutrición y se encuentran en una amplia variedad de alimentos naturales y procesados. El almidón es un polisacárido y abunda en los cereales (trigo, maíz, arroz), patatas y alimentos procesados a base de harina de cereales , como el pan , la pizza o la pasta. Los azúcares aparecen en la dieta humana principalmente como azúcar de mesa (sacarosa, extraída de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera ), lactosa (abundante en la leche), glucosa y fructosa, las cuales se encuentran naturalmente en la miel , muchas frutas y algunas verduras. A menudo se añade azúcar de mesa, leche o miel a las bebidas y a muchos alimentos preparados, como mermeladas, galletas y pasteles.
La celulosa , un polisacárido que se encuentra en las paredes celulares de todas las plantas, es uno de los principales componentes de la fibra dietética insoluble . Aunque no es digerible por los humanos, la celulosa y la fibra dietética insoluble generalmente ayudan a mantener un sistema digestivo saludable [5] al facilitar las deposiciones . Otros polisacáridos contenidos en la fibra dietética incluyen el almidón resistente y la inulina , que alimentan a algunas bacterias en la microbiota del intestino grueso y son metabolizados por estas bacterias para producir ácidos grasos de cadena corta . [6] [7]
En la literatura científica , el término "carbohidrato" tiene numerosos sinónimos, como "azúcar" (en sentido amplio), "sacárido", "osa", [1] "glúcido", [8] "hidrato de carbono" o " polihidroxi ". compuestos con aldehído o cetona ". Algunos de estos términos, especialmente "carbohidratos" y "azúcar", también se utilizan con otros significados.
En la ciencia de los alimentos y en muchos contextos informales, el término "carbohidrato" a menudo significa cualquier alimento que sea particularmente rico en carbohidratos complejos, almidón (como cereales, pan y pasta) o carbohidratos simples, como el azúcar (que se encuentra en dulces, mermeladas , y postres). Esta informalidad a veces resulta confusa, ya que confunde la estructura química y la digestibilidad en los humanos.
A menudo, en listas de información nutricional , como la Base de datos nacional de nutrientes del USDA , el término "carbohidrato" (o "carbohidrato por diferencia") se usa para todo lo que no sea agua, proteínas, grasas, cenizas y etanol. [9] Esto incluye compuestos químicos como el ácido acético o láctico , que normalmente no se consideran carbohidratos. También incluye la fibra dietética , que es un carbohidrato pero que no aporta energía alimentaria en los seres humanos, aunque a menudo se incluye en el cálculo de la energía alimentaria total como si lo hiciera (es decir, como si fuera un carbohidrato digerible y absorbible como como azúcar). En sentido estricto, " azúcar " se aplica a los carbohidratos dulces y solubles, muchos de los cuales se utilizan en la alimentación humana.
La historia del descubrimiento de los carbohidratos se remonta a hace unos 10.000 años en Papúa Nueva Guinea durante el cultivo de la caña de azúcar durante la revolución agrícola del Neolítico [ cita requerida ] . El término "carbohidrato" fue propuesto por primera vez por el químico alemán Carl Schmidt (químico) en 1844. En 1856, el fisiólogo francés Claude Bernard descubrió el glucógeno , una forma de almacenamiento de carbohidratos en el hígado de los animales . [ cita necesaria ]
Antiguamente el nombre "carbohidrato" se usaba en química para cualquier compuesto con la fórmula C m (H 2 O) n . Siguiendo esta definición, algunos químicos consideraron que el formaldehído (CH 2 O) era el carbohidrato más simple, [10] mientras que otros reclamaron ese título para el glicolaldehído . [11] Hoy en día, el término se entiende generalmente en el sentido bioquímico, que excluye compuestos con sólo uno o dos carbonos e incluye muchos carbohidratos biológicos que se desvían de esta fórmula. Por ejemplo, si bien las fórmulas representativas anteriores parecen capturar los carbohidratos comúnmente conocidos, los carbohidratos ubicuos y abundantes a menudo se desvían de esto. Por ejemplo, los carbohidratos suelen presentar grupos químicos como: N -acetilo (p. ej., quitina ), sulfato (p. ej., glicosaminoglicanos ), ácido carboxílico y modificaciones desoxi (p. ej., fucosa y ácido siálico ).
Los sacáridos naturales generalmente están formados por carbohidratos simples llamados monosacáridos con fórmula general (CH 2 O) n donde n es tres o más. Un monosacárido típico tiene la estructura H–(CHOH) x (C=O)–(CHOH) y –H, es decir, un aldehído o cetona con muchos grupos hidroxilo agregados, generalmente uno en cada átomo de carbono que no forma parte del grupo funcional aldehído o cetona . Ejemplos de monosacáridos son la glucosa , la fructosa y los gliceraldehídos . Sin embargo, algunas sustancias biológicas comúnmente llamadas "monosacáridos" no se ajustan a esta fórmula (por ejemplo, ácidos urónicos y desoxiazúcares como la fucosa ) y hay muchas sustancias químicas que sí se ajustan a esta fórmula pero no se consideran monosacáridos (por ejemplo, formaldehído CH 2O e inositol (CH2O ) 6 ) . [12]
La forma de cadena abierta de un monosacárido a menudo coexiste con una forma de anillo cerrado donde el carbono del grupo aldehído / cetona carbonilo (C=O) y el grupo hidroxilo (–OH) reaccionan formando un hemiacetal con un nuevo puente C–O–C.
Los monosacáridos se pueden unir entre sí formando lo que se denominan polisacáridos (u oligosacáridos ) de diversas formas. Muchos carbohidratos contienen una o más unidades de monosacáridos modificados a los que se les ha reemplazado o eliminado uno o más grupos. Por ejemplo, la desoxirribosa , un componente del ADN , es una versión modificada de la ribosa ; La quitina está compuesta de unidades repetidas de N-acetilglucosamina , una forma de glucosa que contiene nitrógeno .
Los carbohidratos son polihidroxialdehídos, cetonas, alcoholes, ácidos, sus derivados simples y sus polímeros que tienen enlaces de tipo acetal. Se pueden clasificar según su grado de polimerización , y se pueden dividir inicialmente en tres grupos principales, a saber, azúcares, oligosacáridos y polisacáridos. [13]
Los monosacáridos son los carbohidratos más simples porque no pueden hidrolizarse en carbohidratos más pequeños. Son aldehídos o cetonas con dos o más grupos hidroxilo. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (C•H 2 O) n , literalmente un "hidrato de carbono". Los monosacáridos son importantes moléculas de combustible, así como componentes básicos de los ácidos nucleicos. Los monosacáridos más pequeños, para los cuales n=3, son la dihidroxiacetona y los D- y L-gliceraldehídos.
Los anómeros α y β de la glucosa. Tenga en cuenta la posición del grupo hidroxilo (rojo o verde) en el carbono anomérico en relación con el grupo CH 2 OH unido al carbono 5: tienen configuraciones absolutas idénticas (R,R o S,S) (α), o absolutas opuestas. configuraciones (R,S o S,R) (β). [14]
Los monosacáridos se clasifican según tres características diferentes: la ubicación de su grupo carbonilo , la cantidad de átomos de carbono que contiene y su lateralidad quiral . Si el grupo carbonilo es un aldehído , el monosacárido es una aldosa ; si el grupo carbonilo es una cetona , el monosacárido es una cetosa . Los monosacáridos con tres átomos de carbono se llaman triosas , los que tienen cuatro se llaman tetrosas , cinco se llaman pentosas , seis son hexosas , etcétera. [15] Estos dos sistemas de clasificación a menudo se combinan. Por ejemplo, la glucosa es una aldohexosa (un aldehído de seis carbonos), la ribosa es una aldopentosa (un aldehído de cinco carbonos) y la fructosa es una cetohexosa (una cetona de seis carbonos).
Cada átomo de carbono que porta un grupo hidroxilo (-OH), a excepción del primer y último carbono, son asimétricos , lo que los convierte en estereocentros con dos configuraciones posibles cada uno (R o S). Debido a esta asimetría, pueden existir varios isómeros para cualquier fórmula de monosacárido determinada. Usando la regla de Le Bel-van't Hoff , la aldohexosa D-glucosa, por ejemplo, tiene la fórmula (C·H 2 O) 6 , de la cual cuatro de sus seis átomos de carbono son estereogénicos, lo que convierte a la D-glucosa en una de 2 4 =16 posibles estereoisómeros . En el caso de los gliceraldehídos , una aldotriosa, existe un par de estereoisómeros posibles, que son enantiómeros y epímeros . La 1, 3-dihidroxiacetona , la cetosa correspondiente a las aldosas gliceraldehídos, es una molécula simétrica sin estereocentros. La asignación de D o L se realiza según la orientación del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo: en una proyección estándar de Fischer si el grupo hidroxilo está a la derecha la molécula es un azúcar D, en caso contrario es un azúcar L. Los prefijos "D-" y "L-" no deben confundirse con "d-" o "l-", que indican la dirección en la que gira el azúcar en el plano de la luz polarizada . Este uso de "d-" y "l-" ya no se sigue en la química de los carbohidratos. [dieciséis]
El grupo aldehído o cetona de un monosacárido de cadena lineal reaccionará reversiblemente con un grupo hidroxilo en un átomo de carbono diferente para formar un hemiacetal o hemicetal , formando un anillo heterocíclico con un puente de oxígeno entre dos átomos de carbono. Los anillos con cinco y seis átomos se denominan formas furanosa y piranosa , respectivamente, y existen en equilibrio con la forma de cadena lineal. [17]
Durante la conversión de la forma de cadena lineal a la forma cíclica, el átomo de carbono que contiene el oxígeno del carbonilo, llamado carbono anomérico , se convierte en un centro estereogénico con dos configuraciones posibles: El átomo de oxígeno puede tomar una posición por encima o por debajo del plano de la anillo. El posible par de estereoisómeros resultante se denomina anómeros . En el anómero α , el sustituyente -OH en el carbono anomérico descansa en el lado opuesto ( trans ) del anillo desde la rama lateral CH2OH . La forma alternativa, en la que el sustituyente CH2OH y el hidroxilo anomérico están en el mismo lado (cis) del plano del anillo, se denomina anómero β .
Los monosacáridos son la principal fuente de combustible para el metabolismo , utilizándose tanto como fuente de energía ( siendo la glucosa la más importante en la naturaleza ya que es producto de la fotosíntesis en las plantas) como en la biosíntesis . Cuando los monosacáridos no se necesitan inmediatamente, a menudo se convierten en formas más eficientes en cuanto a espacio (es decir, menos solubles en agua), a menudo polisacáridos . En muchos animales, incluido el ser humano, esta forma de almacenamiento es el glucógeno , especialmente en las células del hígado y los músculos. En las plantas, el almidón se utiliza con el mismo fin. El carbohidrato más abundante, la celulosa , es un componente estructural de la pared celular de las plantas y de muchas formas de algas. La ribosa es un componente del ARN . La desoxirribosa es un componente del ADN . La lixosa es un componente de la lixoflavina que se encuentra en el corazón humano. [18] La ribulosa y la xilulosa se encuentran en la vía de las pentosas fosfato . La galactosa , un componente de la lactosa del azúcar de la leche , se encuentra en los galactolípidos de las membranas de las células vegetales y en las glicoproteínas de muchos tejidos . La manosa ocurre en el metabolismo humano, especialmente en la glicosilación de ciertas proteínas. La fructosa , o azúcar de la fruta, se encuentra en muchas plantas y en los seres humanos, se metaboliza en el hígado, se absorbe directamente en los intestinos durante la digestión y se encuentra en el semen . La trehalosa , un azúcar importante de los insectos, se hidroliza rápidamente en dos moléculas de glucosa para sustentar el vuelo continuo.
Dos monosacáridos unidos se denominan disacárido , el tipo más simple de polisacárido. Los ejemplos incluyen sacarosa y lactosa . Están compuestos por dos unidades de monosacárido unidas por un enlace covalente conocido como enlace glicosídico formado mediante una reacción de deshidratación , lo que resulta en la pérdida de un átomo de hidrógeno de un monosacárido y un grupo hidroxilo del otro. La fórmula de los disacáridos no modificados es C 12 H 22 O 11 . Aunque existen numerosos tipos de disacáridos, unos pocos disacáridos son particularmente notables.
La sacarosa , en la foto de la derecha, es el disacárido más abundante y la forma principal en la que se transportan los carbohidratos en las plantas. Está compuesto por una molécula de D-glucosa y una molécula de D-fructosa . El nombre sistemático de la sacarosa, O -α-D-glucopiranosil-(1→2)-D-fructofuranósido, indica cuatro cosas:
La lactosa , un disacárido compuesto por una molécula de D-galactosa y una molécula de D-glucosa , se encuentra naturalmente en la leche de los mamíferos. El nombre sistemático de la lactosa es O -β-D-galactopiranosil-(1→4)-D-glucopiranosa. Otros disacáridos notables incluyen la maltosa (dos D-glucosas unidas a α-1,4) y la celobiosa (dos D-glucosas unidas a β-1,4). Los disacáridos se pueden clasificar en dos tipos: disacáridos reductores y no reductores. Si el grupo funcional está presente unido a otra unidad de azúcar, se denomina disacárido reductor o biosa.
Los carbohidratos consumidos en los alimentos producen 3,87 kilocalorías de energía por gramo para los azúcares simples, [19] y de 3,57 a 4,12 kilocalorías por gramo para los carbohidratos complejos en la mayoría de los demás alimentos. [20] Niveles relativamente altos de carbohidratos están asociados con alimentos procesados o alimentos refinados elaborados a partir de plantas, incluidos dulces, galletas y dulces, azúcar de mesa, miel, refrescos, panes y galletas saladas, mermeladas y productos de frutas, pastas y cereales para el desayuno. Cantidades más bajas de carbohidratos digeribles generalmente se asocian con alimentos no refinados, ya que estos alimentos tienen más fibra, incluidos los frijoles, los tubérculos, el arroz y las frutas sin refinar [ dudoso ] . [21] Los alimentos de origen animal generalmente tienen los niveles más bajos de carbohidratos, aunque la leche contiene una alta proporción de lactosa .
Por lo general, los organismos no pueden metabolizar todos los tipos de carbohidratos para producir energía. La glucosa es una fuente de energía casi universal y accesible. Muchos organismos también tienen la capacidad de metabolizar otros monosacáridos y disacáridos , pero la glucosa suele metabolizarse primero. En Escherichia coli , por ejemplo, el operón lac expresará enzimas para la digestión de la lactosa cuando esté presente, pero si tanto lactosa como glucosa están presentes, el operón lac se reprime, lo que resulta en que la glucosa se use primero (ver: Diauxie ). Los polisacáridos también son fuentes comunes de energía. Muchos organismos pueden descomponer fácilmente los almidones en glucosa; La mayoría de los organismos, sin embargo, no pueden metabolizar la celulosa u otros polisacáridos como la quitina y los arabinoxilanos . Estos tipos de carbohidratos pueden ser metabolizados por algunas bacterias y protistas. Los rumiantes y las termitas , por ejemplo, utilizan microorganismos para procesar la celulosa. Aunque estos carbohidratos complejos no son muy digeribles, representan un elemento dietético importante para los humanos, llamado fibra dietética . La fibra mejora la digestión, entre otros beneficios. [22]
El Instituto de Medicina recomienda que los adultos estadounidenses y canadienses obtengan entre el 45 y el 65% de la energía de su dieta a partir de carbohidratos integrales. [23] La Organización para la Alimentación y la Agricultura y la Organización Mundial de la Salud recomiendan conjuntamente que las directrices dietéticas nacionales establezcan un objetivo de entre el 55 % y el 75 % de la energía total procedente de carbohidratos, pero sólo el 10 % directamente de los azúcares (su término para los carbohidratos simples). [24] Una revisión sistemática Cochrane de 2017 concluyó que no había evidencia suficiente para respaldar la afirmación de que las dietas con cereales integrales pueden afectar las enfermedades cardiovasculares. [25]
Los nutricionistas suelen referirse a los carbohidratos como simples o complejos. Sin embargo, la distinción exacta entre estos grupos puede ser ambigua. El término carbohidrato complejo se utilizó por primera vez en la publicación Dietary Goals for the United States (1977) del Comité Selecto sobre Nutrición y Necesidades Humanas del Senado de EE. UU ., donde se pretendía distinguir los azúcares de otros carbohidratos (que se percibían como nutricionalmente superiores). [26] Sin embargo, el informe incluyó "frutas, verduras y cereales integrales" en la columna de carbohidratos complejos, a pesar de que pueden contener azúcares además de polisacáridos. Esta confusión persiste ya que hoy en día algunos nutricionistas utilizan el término carbohidrato complejo para referirse a cualquier tipo de sacárido digerible presente en un alimento integral, donde también se encuentran fibra, vitaminas y minerales (a diferencia de los carbohidratos procesados, que proporcionan energía pero pocos nutrientes más). . El uso estándar, sin embargo, es clasificar los carbohidratos químicamente: simples si son azúcares ( monosacáridos y disacáridos ) y complejos si son polisacáridos (u oligosacáridos ). [27]
En cualquier caso, la distinción química simple versus compleja tiene poco valor para determinar la calidad nutricional de los carbohidratos. [27] Algunos carbohidratos simples (por ejemplo, fructosa ) aumentan la glucosa en sangre rápidamente, mientras que algunos carbohidratos complejos (almidones) aumentan el azúcar en sangre lentamente. La velocidad de la digestión está determinada por una variedad de factores que incluyen qué otros nutrientes se consumen con los carbohidratos, cómo se preparan los alimentos, diferencias individuales en el metabolismo y la química de los carbohidratos. [28] Los carbohidratos a veces se dividen en "carbohidratos disponibles", que se absorben en el intestino delgado y "carbohidratos no disponibles", que pasan al intestino grueso , donde están sujetos a fermentación por la microbiota gastrointestinal . [29]
Las Pautas dietéticas para estadounidenses de 2010 del USDA exigen un consumo moderado a alto de carbohidratos a partir de una dieta equilibrada que incluya seis porciones de una onza de alimentos con cereales cada día, al menos la mitad de fuentes de cereales integrales y el resto de cereales enriquecidos . [30]
Los conceptos de índice glucémico (IG) y carga glucémica se han desarrollado para caracterizar el comportamiento alimentario durante la digestión humana. Clasifican los alimentos ricos en carbohidratos según la rapidez y magnitud de su efecto sobre los niveles de glucosa en sangre . El índice glucémico es una medida de la rapidez con la que se absorbe la glucosa de los alimentos , mientras que la carga glucémica es una medida de la glucosa total absorbible en los alimentos. El índice de insulina es un método de clasificación similar y más reciente que clasifica los alimentos según sus efectos sobre los niveles de insulina en sangre , que son causados por la glucosa (o almidón) y algunos aminoácidos en los alimentos.
Las dietas bajas en carbohidratos pueden perder las ventajas para la salud, como una mayor ingesta de fibra dietética , que ofrecen los carbohidratos de alta calidad que se encuentran en las legumbres y legumbres , los cereales integrales , las frutas y las verduras. [31] [32] Un "metaanálisis, de calidad moderada", incluyó como efectos adversos de la dieta la halitosis , el dolor de cabeza y el estreñimiento . [33] [ se necesita una mejor fuente ]
Las dietas restringidas en carbohidratos pueden ser tan efectivas como las dietas bajas en grasas para ayudar a lograr la pérdida de peso a corto plazo cuando se reduce la ingesta total de calorías. [34] Una declaración científica de la Sociedad Endocrina dijo que "cuando la ingesta de calorías se mantiene constante [...] la acumulación de grasa corporal no parece verse afectada ni siquiera por cambios muy pronunciados en la cantidad de grasa versus carbohidratos en la dieta". [34] A largo plazo, la pérdida o el mantenimiento de peso eficaz depende de la restricción calórica , [34] no de la proporción de macronutrientes en una dieta. [35] El razonamiento de la dieta que defiende que los carbohidratos causan una acumulación indebida de grasa al aumentar los niveles de insulina en la sangre , y que las dietas bajas en carbohidratos tienen una "ventaja metabólica", no está respaldado por evidencia clínica . [34] [36] Además, no está claro cómo una dieta baja en carbohidratos afecta la salud cardiovascular , aunque dos revisiones mostraron que la restricción de carbohidratos puede mejorar los marcadores lipídicos del riesgo de enfermedad cardiovascular . [37] [38]
Las dietas restringidas en carbohidratos no son más efectivas que una dieta saludable convencional para prevenir la aparición de diabetes tipo 2 , pero para las personas con diabetes tipo 2, son una opción viable para perder peso o ayudar con el control glucémico . [39] [40] [41] Existe evidencia limitada que respalda el uso rutinario de una dieta baja en carbohidratos para controlar la diabetes tipo 1 . [42] La Asociación Estadounidense de Diabetes recomienda que las personas con diabetes adopten una dieta generalmente saludable, en lugar de una dieta centrada en carbohidratos u otros macronutrientes. [41]
Una forma extrema de dieta baja en carbohidratos, la dieta cetogénica , se establece como dieta médica para tratar la epilepsia . [43] Gracias al respaldo de celebridades a principios del siglo XXI, se convirtió en una dieta de moda como medio para perder peso, pero con riesgos de efectos secundarios indeseables , como bajos niveles de energía y aumento del hambre, insomnio , náuseas y malestar gastrointestinal . [ cita científica necesaria ] [43] La Asociación Dietética Británica la nombró una de las "5 peores dietas de celebridades que se deben evitar en 2018". [43]
La mayoría de los carbohidratos de la dieta contienen glucosa, ya sea como único componente básico (como en los polisacáridos, almidón y glucógeno), o junto con otro monosacárido (como en los heteropolisacáridos sacarosa y lactosa). [44] La glucosa libre es uno de los ingredientes principales de la miel. La glucosa es extremadamente abundante y se ha aislado de una variedad de fuentes naturales en todo el mundo, incluidos los conos masculinos del árbol conífero Wollemia nobilis en Roma, [45] las raíces de las plantas Ilex asprella en China, [46] y pajas de arroz en California. [47]
^R El valor de los carbohidratos se calcula en la base de datos del USDA y no siempre corresponde a la suma de los azúcares, el almidón y la "fibra dietética".
El metabolismo de los carbohidratos es la serie de procesos bioquímicos responsables de la formación , descomposición e interconversión de los carbohidratos en los organismos vivos .
El carbohidrato más importante es la glucosa , un azúcar simple ( monosacárido ) que es metabolizado por casi todos los organismos conocidos. La glucosa y otros carbohidratos son parte de una amplia variedad de vías metabólicas entre especies: las plantas sintetizan carbohidratos a partir de dióxido de carbono y agua mediante la fotosíntesis y almacenan internamente la energía absorbida, a menudo en forma de almidón o lípidos . Los componentes vegetales son consumidos por animales y hongos y utilizados como combustible para la respiración celular . La oxidación de un gramo de carbohidratos produce aproximadamente 16 kJ (4 kcal) de energía , mientras que la oxidación de un gramo de lípidos produce aproximadamente 38 kJ (9 kcal). El cuerpo humano almacena entre 300 y 500 g de carbohidratos dependiendo del peso corporal, y el músculo esquelético contribuye a una gran parte del almacenamiento. [49] La energía obtenida del metabolismo (por ejemplo, oxidación de la glucosa) generalmente se almacena temporalmente dentro de las células en forma de ATP . [50] Los organismos capaces de realizar respiración anaeróbica y aeróbica metabolizan la glucosa y el oxígeno (aeróbico) para liberar energía, con dióxido de carbono y agua como subproductos.
El catabolismo es la reacción metabólica que experimentan las células para descomponer moléculas más grandes y extraer energía. Hay dos vías metabólicas principales del catabolismo de los monosacáridos : la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico .
En la glucólisis, los oligosacáridos y polisacáridos se escinden primero en monosacáridos más pequeños mediante enzimas llamadas glucósido hidrolasas . Las unidades de monosacáridos pueden entonces entrar en catabolismo de monosacáridos. Se requiere una inversión de 2 ATP en los primeros pasos de la glucólisis para fosforilar la glucosa en glucosa 6-fosfato ( G6P ) y la fructosa 6-fosfato ( F6P ) en fructosa 1,6-bifosfato ( FBP ), impulsando así la reacción de manera irreversible. [49] En algunos casos, como ocurre con los humanos, no todos los tipos de carbohidratos son utilizables ya que las enzimas digestivas y metabólicas necesarias no están presentes.
La química de los carbohidratos es una rama grande y económicamente importante de la química orgánica. Algunas de las principales reacciones orgánicas que involucran carbohidratos son:
En conjunto, estos hallazgos indican que la ingesta de calorías, no la composición de macronutrientes, determina el mantenimiento de la pérdida de peso a largo plazo.
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )La Asociación Dietética Británica (BDA) reveló hoy su tan esperada lista anual de dietas de celebridades que se deben evitar en 2018. La lista de este año incluye dietas crudas veganas, alcalinas, pioppi y cetogénicas, así como los suplementos nutricionales de Katie Price.
