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Alimentos

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Carbohidratos

1.Los carbohidratos o glúcidos son moléculas biológicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son los compuestos orgánicos más abundantes en la biósfera. Producto de la fotosíntesis, donde la energía solar se convierte en energía química, los carbohidratos son la fuente principal de energía de los organismos heterótrofos.

2.Los carbohidratos se conocen como hidratos de carbono, pues la estructura química general luce como un carbono con una molécula de agua C_n(H₂O)_n. También se les llaman sacáridos o azúcares. La palabra “sacárido” deriva del griego sákcharon que significa “azúcar”.

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Estructura

Estructura básica de los carbohidratos

Como todas las biomoléculas, los carbohidratos tienen tres elementos básicos: el carbono (C), el hidrógeno (H) y el oxígeno (O). Son dos los grupos químicos que caracterizan a los carbohidratos: el grupo carbonilo (-C=O) y el grupo hidroxilo (-OH). El carbonilo se encuentra en aldehídos y cetonas; el hidroxilo se encuentra en los alcoholes.

Un carbohidrato puede ser entonces un aldehído o una cetona:

• 1.si el grupo carbonilo se encuentra en un extremo es un aldehído;

• 2.si el grupo carbonilo se encuentra en los carbonos intermedios es una cetona.

Adicionalmente, un carbohidrato posee varios grupos hidroxilo, por lo que pueden ser considerados como polialcoholes o polihidroxi. Estructuralmente, los carbohidratos son polihdroxi aldehídos o polihidroxi cetonas y sus derivados.

Tipos de carbohidratos

Los carbohidratos se dividen en simples y complejos, según el número de unidades que los componen.

Carbohidratos simples

-Los monosacáridos son los carbohidratos más simples. Los ejemplos más conocidos son la glucosa, la fructosa, la ribosa y la galactosa. La dihidroxiacetona y el gliceraldehído son los dos monosacáridos más simples, cada uno posee tres átomos de carbono en su cadena principal.

-La glucosa, la galactosa y la fructosa tienen la misma fórmula química C₆H₁₂O₆ pero son diferentes en la forma como se arreglan espacialmente sus átomos. Este tipo de moléculas se conocen como isómeros.

Carbohidratos complejos

-Los carbohidratos con más de una unidad de monosacáridos son conocidos como carbohidratos complejos.

Disacáridos

Los disacáridos están constituidos por dos monosacáridos (o monómeros) como si estuvieran “agarrados de las manos”.- Los disacáridos más comunes son:

• lactosa: combinación de galactosa y glucosa que se encuentra en la leche.

• Sacarosa: combinación de glucosa y fructosa que se encuentra en el azúcar de uso común.

• Maltosa: combinación de glucosa y glucosa que se encuentra en la malta.

• Celobiosa: combinación de glucosa y glucosa que se encuentra en la celulosa.

La unión entre los azúcares se llama enlace glicosídico o glucosídico. Se producen cuando un hidroxilo de un azúcar reacciona con el carbono y se libera una molécula de agua. Pueden ser de dos tipos: alfa o beta.

Polisacáridos

-Los polisacáridos son cadenas de más de diez monosacáridos. Los más conocidos son el almidón, el glucógeno y la celulosa.

1.El almidón es el polisacárido de almacenamiento de glucosa en los vegetales. Está constituido por dos tipos de polímeros: la amilosa y la amilopectina. La amilopectina consta de glucosas unidas linealmente y en ramificaciones. La amilosa se caracteriza por tener a las glucosas en forma lineal.

2.El glucógeno es el polisacárido de almacenamiento de glucosa en los animales. Se caracteriza por presentar muchas ramificaciones.

3.La celulosa es el polisacárido estructural de los vegetales. Se encuentra en las paredes celulares de las plantas, en el tronco, ramas y en todas las partes rígidas. Está compuesto de glucosa unidas en cadenas, las cuales forman microfibras conectadas entre sí por puentes de hidrógeno.

4.La quitina también es un polisacárido, formado por unidades de acetilglucosamina. La quitina es el componente principal del exoesqueleto de infinidad de insectos y crustáceos.

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Fuente de energía de disponibilidad inmediata

Monosacáridos, también llamados azúcares simples, ellos son:

• Glucosa (dextrosa), es el más abundante y fisiológicamente más importante de los monosacáridos. Es el principal combustible útil para las células. Se lo encuentra libre en los frutos maduros y también en sangre. La digestión de todas las formas de carbohidratos produce glucosa, lo mismo que el proceso de emisión de glucosa par parte de lo acumulado en el músculo o en el hígado (glucogenolisis) o la formación de glucosa por parte de otras sustancias como aminoácidos y ácidos grasos (gluconeogenesis).

• Fructosa (levulosa), se encuentra en frutos maduros y en la miel. Tiene mayor poder edulcorante que la glucosa.

• Galactosa, se encuentra libres en la naturaleza y se une con la glucosa para formar un disacárido.

Disacáridos, es la unión de dos monosacáridos.

• Maltosa, también llamada azúcar de la malta. Está formada por la unión de 2 glucosas. Es el producto de la hidrólisis del almidón y catalizada por la enzima amilasa. Fuentes: Cereales, cerveza, licor de malta.

• Lactosa, esta formada por la unión de la galactosa con la glucosa. Fuentes: Aparece naturalmente en la leche (en grandes cantidades).

• Sacarosa, está formada por la unión de glucosa y la fructosa. Es el azúcar habitualmente usado como edulcorante en la alimentación. Fuentes: Se la obtiene del azúcar de caña y de la remolacha.

Polisacáridos, son sustancias mucho más complejas que los glúcidos. Están constituidos por numerosas unidades de monosacáridos, algunos de ellos son polímeros de un solo tipo de monosacáridos y reciben el nombre de homopolisacáridos mientras otros, son polímeros de más de una clase de monosacáridos y se los denomina heteropolisacáridos. Constituyen el mayor porcentaje de la ingestión diaria de carbohidratos.

• Almidón, es una sustancia que cumple el papel de reserva nutricia en vegetales. Se deposita en las células, el almidón es el principal hidrato de carbono de la alimentación humana. Está compuesto por amilasa y amilopectina, ambos polímeros de la glucosa. Los alimentos más comunes que contiene grandes cantidades de almidón son los cereales, las legumbres y las papas.

• Fibra, existen solo en las plantas, la fibra aumenta la velocidad de la digestión y absorción contribuyendo a la saciedad y en algunos casos puede reducir la absorción total de grasa.

• Glucógeno, es el polisacárido de reserva en células animales. El hígado y el músculo son los tejidos más ricos en glucógeno.

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Lípidos

Los lípidos son un grupo de moléculas biológicas que comparten dos características: son insolubles en agua y son ricas en energía debido al número de enlaces carbono-hidrógeno.

Un lípido es un compuesto orgánico molecular no soluble compuesto por hidrógeno y carbono.

1. Fosfolípidos

Consisten en dos cadenas de ácidos grasos, un grupo fosfato y un grupo glicerol. Contienen moléculas que atraen y repelen el agua, desempeñando un papel clave en la constitución de las membranas celulares. 

Existen muchos tipos de fosfolipidos en el cuerpo, especialmente en el cerebro. En el cuerpo se encuentran varias formas que participan en la digestion de la grasa en el instestino delgado.

El cuerpo es capaz de producir todos los fosfolipidos que necesita.

2. Glicolípidos 

Los glicolípidos son moléculas grasas que contienen una unidad de azúcar, tal como glucosa o galactosa. Las cadenas cortas de azúcar forman glicolípidos los cuales pueden encontrarse en la superficie exoplasmática de una membrana celular. Juegan un papel importante en el desarrollo del sistema inmune del cuerpo. 

3. Colesterol 

El colesterol se encuentra en las células y el torrente sanguíneo de los seres humanos. Debido a que no es soluble en la sangre debe ser llevado a las células con la ayuda de lipoproteínas.

A pesar de que demasiado colesterol puede ser malo para el cuerpo, el colesterol es una molécula importante.

Es necesaria para formar membranas celulares, y es el precursor de otros esteroides, como la testosterona y el estradiol.

4. Triglicéridos 

Las moléculas de triglicéridos están hechas de tres moléculas de ácidos grasos y una molécula de glicerol. La grasa puede ser insaturada o saturada. 

Un triglicérido se clasificará como grasa si se solidifica a una temperatura de 20ºC, de lo contrario se clasifican como aceites.

Los triglicéridos son cruciales en el cuerpo para el almacenamiento de energía. Se obtienen de fuentes alimenticias de grasa, como aceites de cocina, mantequilla y grasa animal.

Desempeñan un papel importante en como el cuerpo utiliza las vitaminas. Cuando no se queman todas las calorías que consumen, se convierten en triglicéridos y se almacenan para uso futuro.

Si usted consume más calorías de las que quema o come demasiada comida rica en grasas, su nivel de triglicéridos podría llegar a ser demasiado alto y plantear un riesgo para la salud.

5. Esteroides

Algunos tipos de esteroides comunes son el colesterol, la testosterona, la vitamina D2 y el estrógeno.

Los esteroides son un tipo de lípido que incluye hormonas y colesterol. El colesterol es producido por el cuerpo y consumido a través de los alimentos, y desempeña un papel en la producción de hormonas. Las hormonas incluyen las hormonas sexuales estrógeno y testosterona y otras hormonas como la adrenalina, cortisol y progesterona. 

6. Lipoproteínas

Una lipoproteína es una combinación de proteínas y lípidos que se encuentran en la membrana de una célula.

La lipoproteína ayuda a que la grasa se mueva alrededor del cuerpo en el torrente sanguíneo y existe en forma de lipoproteína de baja densidad (HDL) y lipoproteína de alta densidad (LDL).

7. Cera

Las ceras son lipidos muy comunes y se pueden encontrar en las plumas de los animales, en los oídos humanos e incluso en las hojas de las plantas.

Su función principal es la de protección.

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Estructura

Los lípidos pueden encontrarse unidos covalentemente con otras biomoléculas como en el caso de los glicolípidos (presentes en las membranas biológicas), las proteínas aciladas (unidas a algún ácido graso) o las proteínas preniladas (unidas a lípidos de tipo isoprenoide).

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.

Una característica básica de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades biológicas es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lipídos se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C (Figura de la izquierda). 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.

Todo ello supone una configuración de baja entropía, que resulta energéticamente desfavorable. Esta disminución de entropía es mínima si las moléculas lipídicas se agregan entre sí, e interaccionan mediante fuerzas de corto alcance, como las fuerzas de Van der Waals. Este fenómeno recibe el nombre de efecto hidrofóbico

Almacén de energía

Las plantas almacenan sus lípidos en forma de aceites, mientras que los animales lo hacen en forma de grasas. Ambas formas de lípidos están constituidas por derivados de ácidos grasos. Los ácidos grasos son cadenas largas de hidrocarburos (Carbono e Hidrógeno) que tienen en un extremo a un grupo carboxilo. Su “combustión” completa hasta CO₂ y H₂O libera mucha energía que, en la célula, queda retenida en los enlaces del ATP.

Proteínas

Las proteínas están formadas por muchos aminoácidos diferentes unidos entre sí. Hay veinte bloques de construcción de aminoácidos diferentes que se encuentran comúnmente en plantas y animales. Una proteína típica está compuesta de 300 o más aminoácidos y la secuencia y el número específicos de aminoácidos son únicos para cada proteína. Al igual que el alfabeto, las ‘letras’ de aminoácidos se pueden organizar de millones de maneras diferentes para crear ‘palabras’ y un ‘lenguaje’ de proteínas completo.

Dependiendo del número y secuencia de aminoácidos, la proteína resultante se plegará en una forma específica. Esta forma es muy importante ya que determinará la función de la proteína (por ejemplo, músculo o enzima). Cada especie, incluidos los humanos, tiene sus propias proteínas características.

Los aminoácidos se clasifican como esenciales o no esenciales. Como su nombre indica, el cuerpo no puede producir aminoácidos esenciales y, por lo tanto, debe provenir de nuestra dieta. Mientras que los aminoácidos no esenciales pueden ser producidos por el cuerpo y, por lo tanto, no es necesario que provengan de la dieta.

Grupos funcionales presentes en aminoácidos

Aminoácidos esenciales vs no esenciales.

*estos son aminoácidos condicionalmente esenciales, lo que significa que solo son esenciales bajo ciertas condiciones (por ejemplo, para recién nacidos).

Enlace peptídico

Vitaminas y minerales: fuentes e importancia

MINERALES

-Los minerales son un grupo de nutrientes que debemos aportar a través de la dieta. Estos tienen importantes funciones reguladoras en nuestro organismo y forman parte de la estructura de nuestros tejidos. -Los minerales forman parte de los huesos y dientes, controlan la composición de los líquidos celulares y forman parte de enzimas y hormonas, moléculas esenciales para la vida.

Algunos de los minerales se deben aportar en mayores cantidades que otros, pero todos tienen funciones de vital importancia.

VITAMINAS

-El ser humano necesita 13 vitaminas para mantener su estado de salud. -El déficit de una vitamina aislada es infrecuente, y la de una o varias vitaminas puede formar parte de una desnutrición grave. Ciertas vitaminas pueden ser sintetizadas por el organismo, pero el aporte dietético de todas las vitaminas es esencial para el mantenimiento de la salud.

Las vitaminas son un grupo de nutrientes con infinidad de funciones en el cuerpo, como la transformación de los alimentos en energía y estructuras corporales, regulación enzimática del metabolismo, entre otras.

Fuentes de vitaminas y minerales

La mejor forma de aportar estos nutrientes a nuestro organismo es mediante una dieta rica, variada y equilibrada. Esto quiere decir que nuestros platos deben ser variados, compuestos por alimentos frescos y de temporada, en las cantidades adecuadas.  

Por otro lado, podemos encontrar alimentos o productos fortificados en vitaminas o minerales, de los cuales nos podemos beneficiar siempre que se requiera y en casos específicos.